Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ ЛБ гидр с исправ.doc
Скачиваний:
5
Добавлен:
13.09.2019
Размер:
2 Мб
Скачать

6.7. Вопросы для защиты работы

1. Какие виды потерь напора вы знаете?

2. Что является причиной местных потерь напора?

3. Привести формулу для вычисления местных потерь напора.

Защита работы проводится в виде собеседования.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Определения коэффициентов истечения для отверстия и

насадков

7.1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ

Определить по опытным данным коэффициент скорости, расхода, сжатия при истечении из круглого отверстия в тонкой стенке и насадков. Сравнить значения полученных коэффициентов со справочными данными.

7.2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Малыми отверстиями называются такие, при истечении через которые скорость движения жидкости во всех точках живого сечения струи и плоскости отверстия можно считать практически одинаковой, отверстие считается малым, если его d  0,1 Н (где d – диаметр отверстия, Н - напор над центром тяжести отверстия), или а  0,1 Н для квадратного отверстия (где а – сторона квадрата).

Насадком называется короткая труба L = (35)d, геометрически присоединенная к отверстию в тонкой стенке. Наиболее распространенными в практике являются: цилиндрические, конические и коноидальные. Цилиндрические разделяются на внешние (насадок Вентури) и внутренние (насадок Борда); конические насадки могут быть сходящимися и расходящимися.

При истечении жидкости из резервуара через отверстия и насадки потенциальная анергия жидкости преобразуется в кинетическую энергию струи, частично расходуется на преодоление гидравлических сопротивлений.

Струя, вытекающая из отверстия, сжимается, и на некотором расстоянии от него сечение струи минимальное. Это сечение называется сжатым сечением С. Отношение площади сжатого сечения к площади отверстия 0 называется коэффициентом сжатия =С/0.

Сжатие струи вызвано инерцией частиц жидкости, подходящих к отверстию из резервуара по различным направлениям, в том числе по радиальным или близким к ним.

При истечении из насадков струя тоже сжимается, но это сжатие происходит внутри насадка, а на выходе из насадка струя заполняет все его сечение, то есть коэффициент сжатия 1.

Для определения скорости при истечении жидкости через незатопленное отверстие в тонкой стенке используется уравнение Бернулли, написанное для двух сечений. Одно выбирается на свободной поверхности жидкости, другое в сжатом сечении струи, относительно плоскости сравнения, проходящей через центр тяжести отверстия.

где Н0 - геометрический напор;

Р0, РС - давление на свободной поверхности жидкости в резервуаре и давление среды, в которую происходит истечение;

V - скорость в сжатом сечении;

 - коэффициент сопротивления входа.

Из уравнения найдем скорость жидкости:

где - действующий напор.

Величину называют коэффициентом скорости и обозначают .

Тогда можно записать , то есть коэффициент скорости представляет собой отношение действительной скорости истечения V к скорости истечения идеальной жидкости . Для насадка коэффициент скорости равен:

где вр – коэффициент внезапного расширения от сжатого сечения до полного сечения насадка;

 – коэффициент гидравлического трения;

L – длина насадка;

d – его диаметр.

Произведение коэффициентов сжатия и скорости называют коэффициентом расхода =. Он определяется выражением:

то есть коэффициент расхода представляет собой отношение действительного расхода Q к расходу идеальной жидкости:

Отсюда можно видеть, что <1. Величина  зависит главным образом от степени сжатия струи (значение коэффициента  близко к единице), которая в свою очередь зависит от расположения отверстия относительно боковых стенок и дна сосуда. В зависимости от удаления отверстия от боковых стенок и дна сосуда различают типы сжатия струи: совершенное, несовершенное, полное, неполное. Наибольшее по величине сжатие струи получается в случае совершенного сжатия, когда отверстие расположено достаточно далеко от боковых стенок, дна сосуда.

Расход через отверстие или насадок определяется по формуле: