
- •Глава 2. Гидродинамика
- •2.1. Основные гидродинамические понятия
- •2.2. Дифференциальные уравнения движения идеальной жидкости (уравнения Эйлера)
- •2.3. Дифференциальные уравнения неразрывности движущейся жидкости
- •2.4. Уравнение неразрывности
- •2.5. Уравнение установившегося движения элементарной струйки идеальной жидкости (уравнение д.Бернулли)
- •2.6. Механическая энергия потока жидкости
- •2.7. Уравнение Даниила Бернулли для потока реальной жидкости.
- •2.8. Примеры практического применения уравнения д. Бернулли
- •2.8.1. Трубы Вентури
- •2.8.2. Гидродинамическая трубка Пито
- •2.8.3. Гидродинамическая трубка Пито - Прандтля
- •2.9. Уравнение равномерного движения жидкости. Режимы движения вязкой жидкости.
- •2.9.1. Уравнение равномерного движения жидкости
- •2.9.2. Режимы движения жидкости
- •2.9.3. Шероховатость внутренней поверхности трубопроводов
- •2.9.4. Ламинарный режим движения жидкости
- •2.9.5. Турбулентный режим движения жидкости
- •2.10. Классификация потерь напора
- •2.11. Местные сопротивления трубопроводов
- •2.12. Основы расчета трубопроводов.
- •2.12.1. Типы трубопроводов и их классификация
- •2.12.3. Методика расчета простого трубопровода
- •2.12.3. Расчет гидравлически коротких трубопроводов
- •2.12.4. Расчет сифонного трубопровода
- •2.13. Гидравлический удар в трубопроводах
- •Истечение жидкости через отверстия и насадки
- •2.14.1. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке
- •Обозначим
- •2.14.2. Истечение жидкости через большие отверстия
- •2.14.3. Истечение жидкости при переменном напоре
- •2.14.4. Истечение жидкости из насадков
- •Цилиндрический внутренний насадок (рис. 55).
- •2.15. Гидравлические струи
- •2.16. Расчет турбин
- •2.17. Равномерное движение в открытых руслах
- •Скорость при равномерном движении выражается формулой
- •2.18. Водосливы. Классификация водосливов
- •2.19. Гидравлический расчет отверстий малых мостов и водопропускных дорожных сооружений
- •2.20. Гидравлический расчет открытых русел
- •2.21. Основы теории гидравлического моделирования
- •2.21.1. Виды подобия и второй закон Ньютона
- •2.21.2. Закон Фруда
- •2.21.3. Закон Рейнольдса
Цилиндрический внутренний насадок (рис. 55).
Рис. 55. Цилиндрический внутренний насадок
Физическая сущность
явления истечения в этом насадке
аналогична внешнему насадку. Но
коэффициенты сжатия, скорости и расхода
имеют следующие значения:
,
,
,т.е. внутренний
насадок имеет большее гидравлическое
сопротивление и худшие гидравлические
характеристики.
Конический сходящийся насадок (рис. 56).
Рис. 56. Конический сходящийся насадок
Применяется в
случаях, когда необходимо за счет
увеличения скорости значительно
увеличить давление струи (реактивные
турбины, центробежные насосы). Скорость
в сжатом сечении значительно больше,
чем в выходном сечении
.
В расходящемся
коническом
насадке (рис. 57) сжатие струи и вакуум
больше, чем в цилиндрическом. Угол в
этом насадке допускается 5 - 70.
Потери энергии в коническом расходящемся
насадке значительно больше потерь в
других насадках, поэтому
.
Рис. 57. Конический расходящийся насадок.
У коноидального
насадка
(рис. 58) сжатие струи при выходе из насадка
не происходит и коэффициент сжатия
насадок копирует форму струи, благодаря
этому увеличивается коэффициент скорости
и коэффициент расхода
.
Широкого применения конический насадок
не получил из-за высокой стоимости и
точности изготовления.
Рис. 58. Коноидальный насадок.
2.15. Гидравлические струи
Гидравлическая струя - конечный поток жидкости, не ограниченный твердыми стенками. Бывают затопленными и незатопленными. Струя, вытекающая в однородную жидкость, называется затопленной; в атмосферу - незатопленной (брандспойт, для разработки грунта).
Незатопленная
струя (рис. 59), вытекающая из насадка с
цилиндрическим отверстием в атмосферу,
имеет следующую структуру по длине:
- компактная,
- раздробленная,
- распыленная часть струи.
Рис. 59. Схема струи
В компактной части
струи обеспечивается сплошность потока,
струя имеет правильную цилиндрическую
форму. В раздробленной
обнаруживается нарушение сплошности
потока, струя разрывается на крупные
части. Распыленная часть струи
состоит из множества отдельных капель,
в которые превращается весь поток.
Для разработки
грунтов, добычи угля, воздействия на
лопатки активной гидравлической турбины
требуется струя с хорошо развитой
компактной частью
.
Для определения осевой скорости струи в пределах её компактной части существует формула Н. П. Гавырина:
(180)
где |
|
-
скорость струи при выходе из насадка,
|
|
|
-
диаметр струи при выходе из насадка,
|
|
|
Для определения дальности полета струи пользуются экспериментальной формулой Н. П. Гавырина
(181)
где |
|
- дальность полета, м; |
|
|
- угол вылета струи, град; |
|
|
- диаметр насадка, мм; |
|
|
- напор, при выходе из насадка, м. |