ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ И НАСАДОК

В процессе истечения жидкости происходит преобразование потенциальной энергии жидкости в кинетическую.

Установившееся движение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке

Отверстие считается малым, если отношение площади подводящего канала к площади отверстия больше 4 р 4

о

и диаметр отверстия меньше 0,1 приведенного напора (d <0.1 HПР) .

Н ПР Н Рo

g

Стенка считается тонкой, если диаметр отверстия намного больше толщины стенки или имеется острая кромка.

Форма и параметры струи

К отверстию жидкость подтекает со всех сторон, поэтому в плоскости отверстия частицы движутся по криволинейным траекториям, и струя жидкости при выходе из отверстия резко сжимается.

На протяжении участка l0 от внутренней поверхности стенки до сечения с с движение резко изменяющееся (неравномерное).

Вблизи сжатого сечения с с движение жидкости параллельноструйное и живое сечение потока плоское. Эпюра распределения скоростей прямоугольная.

Сжатие струи оказывается различным в зависимости от расположения отверстия относительно стенок и дна.

Сжатие струи по всему периметру называется полным. Полное сжатие наблюдается при удалении отверстия от дна и стенок. При примыкании отверстия к дну или стенкам сжатие неполное, не со всех сторон.

Сжатие называется совершенным, если на него не оказывают влияние дно и стенки резервуара. Для этого необходимо, чтобы расстояние от стенок и дна до отверстия было более трех диаметров отверстия.

Запишем уравнение Бернулли1 1 и с с .

При развитом турбулентном движении

0 06 , =0,64 0 0,97 0 6

Движение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре

Рассмотрим опорожнение в атмосферу открытого сосуда произвольной формы через донное отверстие или насадок. при переменном постепенно уменьшающемся напоре,

Допустим, что =const и за время d уровень уменьшился на dh

ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ НАСАДКИ

Насадком называется весьма короткий напорный трубопровод определенной конфигурации потерями по длине которого пренебрегают и учитывают только местные потери напора.

Внешний цилиндрический насадок (насадок Вентури)

Жидкость, устремляясь в насадок и обходя острую кромку, образует сжатую "транзитную" струю и водоворотную область, которая заполняется частицами жидкости, оторвавшимися от транзитной струи.

Внешний цилиндрический насадок, присоединенный к отверстию, увеличивает расход жидкости на 34% и уменьшает скорость ее истечения на 15%.

Увеличения расхода жидкости внешним цилиндрическим насадком по сравнению с отверстием можно связать с наличием в сжатом сечении струи в насадке пониженного давления. Это пониженное давление фактически увеличивает приведенный напор и как бы "подсасывает" жидкость из сосуда в насадок.

Увеличение расхода объясняется и тем, что насадок увеличивает площадь сечения струи на выходе, причем это увеличение площади живого сечения потока оказывает превалирующее влияние на величину расхода по сравнению с потерей напора, уменьшающей скорость.

Типы насадков

А) внешний цилиндрический насадок или насадок Вентури ; В ) внутренний цилиндрический насадок или насадок Борда; С) конический сходящиеся насадок;

D) конический расходящиеся насадок:

Е) коноидальный насадок или сопло -- насадок, имеющий форму струи жидкости, вытекающей из отверстия в тон кой стенке.

Сопло Лаваля