Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
116
Добавлен:
30.09.2018
Размер:
958.7 Кб
Скачать

16. Истечение жидкости через отверстия и насадки

16.1. Общие сведения

Истечение жидкости через отверстия и насадки является одной из основных задач гидродинамики. Истечение жидкости из отверстий и насадков (коротких трубок различной формы и сечений) характерно тем, что в этом процессе потенциальная энергия жидкости на очень коротком расстоянии и за очень короткое время превращается в кинетическую энергию струи (или капель в общем случае). При этом происходят какие-то, большие или не очень, потери напора. Подобные режимы течения жидкости возникают при вытекании жидкости из резервуаров, баков, котлов в атмосферу или пространство, заполненное жидкостью. Аналогичные явления происходят при протекании жидкости через малые отверстия и щели в направляющей, контрольной и регулирующей аппаратуре различных гидравлических систем. Задача гидравлического расчета отверстий и насадок состоит в определении скорости истечения и величины пропускаемого ими расхода.

В авиационной технике с истечением жидкости приходится сталкиваться при рассмотрении подачи топлива в камеры сгорания гозотурбинных и жидкостноракетных двигателей. Процесс амортизации при посадке самолета происходит в основном за счет истечения жидкости через малые отверстия.

Отверстия классифицируют в зависимости

1) от размеров:

малое, если диаметр отверстия d 0, 20

т.е. можно пренебречь изменением давления по его площади.

При прохождении жидкости через малое отверстие происходит «смятие» струи. На немецком языке «смятие» - «drosseln». Поэтому в технике истечение через малое отверстие называют дросселированием. Гидравлический аппарат, предназначенный для дросселирования, называется дросселем, а отверстие в этом гидроаппарате называется проходным сечением

среднее, если  d, т.е давление в пределах живого сечения различаются незначительно;

большое, если   d , т.е. давления в пределах живого сечения существенно различаются. В связи с этим скорости в разных точках различны.

2) от толщины стенок:

в тонкой стенке, если ее толщина σ 0,5 d;

в толстой стенке, если ее толщина σ > 0,5 d;

3) от условий сжатия струи:

с совершенным и несовершенным сжатием;

с полным и неполным сжатием;

4) от истечения жидкости в ту или иную среду:

   незатопленное при истечении в атмосферу;

затопленное при истечении в жидкость. 

Насадками называются небольшие по длине трубы l = (38)d , присоединенные к отверстиям в тонкой стенке.

В истечении через отверстия и насадки есть много общего. Скорость истечения и вытекающий расход рассчитываются по общим формулам, выведенным на основе уравнения Бернулли. Общими являются также гидравлические характеристики: коэффициенты расхода, скорости, сжатия, сопротивления.

Вытекающая из отверстия струя испытывает на выходе сжатие.

4 b

5

m

1 a

m3b

2 n

n 3

Рис. 16.1. 1.

Сжатие называется неполным (рис. 16.1.1, отверстия 3, 4, 5), если при подходе к отверстию поток с одной или нескольких сторон не испытывает сжатия.

Сжатие называется полным совершенным, когда n

(рис. 16.1.1., отверстие 1), если расстояние от любой стороны контура до свободной поверхности жидкости или края стенки, в которой расположено отверстие, не будет меньше утроенного поперечного размера отверстия.

Если условие не соблюдается, т. е. nи m(рис. 16.1.1., отверстие 2), то сжатие будет несовершенным

Коэффициентом сжатия струи ε называется отношение площади сжатого сечения струи ωс  к площади отверстия ω

ε =

Соседние файлы в папке Гидравлика