Истечение жидкостей из отверстий и насадков

Федеральное агентство по образованию Реферат по дисциплине: Гидравлика Тема: Истечение жидкостей из отверстий и насадков Выполнил: Студент курса Группы Проверил: 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Введение........................................................................................................................................ 3

1. Истечение через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре............................................................................................................................................. 4

2. Истечение при несовершенном сжатии.......................................................... 7

3. Истечение под уровень............................................................................................... 8

4. Истечение через насадки при постоянном напоре................................. 9

5. Истечения через отверстия и насадки при переменном напоре (опорожнение сосудов)..................................................................................................... 12

6. Истечение из-под затвора в горизонтальном лотке.............................. 14

7. Давление струи жидкости на ограждающие поверхности............. 17

Заключение................................................................................................................................ 19

Литература.................................................................................................................................. 20

Введение

Почти в любой современной машине или аппарате в том или ином виде происходит истечение жидкости из отверстий и насадков. Поэтому важно знать параметры истечения.

Рассмотрим различные случаи истечения жидкости из резервуаров, баков, котлов через отверстия и насадки (коротки трубки различной формы) в атмосферу или пространство, заполненное газом или той же жидкость. В процессе такого истечения запас потенциальной энергии, которым обладает жидкость, находящаяся в резервуаре, превращается в кинетическую энергию свободной струи.

Основным вопросом , который интересует в данном случае, является определение скорости истечения и расхода жидкости для различных форм отверстий и насадков.

1. Истечение через малые отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре

Рассмотрим большой резервуар с жидкостью под давлением Р₀ , имеющий малое круглое отверстие в стенке на достаточно большой глубине Н₀ от свободной поверхности (рис.1).

Рис. 1. Истечение из резервуара через малое отверстие

Жидкость вытекает в воздушное пространство с давлением Р₁ . Пусть отверстие имеет форму, показанную на рис.2, а, т.е. выполнено в виде сверления в тонкой стенке без обработки входной кромки или имеет форму, показанную на рис.2, б, т.е. выполнено в толстой стенке, но с заострением входной кромки с внешней стороны. Струя, отрываясь от кромки отверстия, несколько сжимается (рис.2, а). Такое сжатие обусловлено движением жидкости от различных направлений, в том числе и от радиального движения по стенке, к осевому движению в струе.

Рис. 2. Истечение через круглое отверстие

Степень сжатия оценивается коэффициентом сжатия.

где S_с и S_о - площади поперечного сечения струи и отверстия соответственно; d_с и d_о - диаметры струи и отверстия соответственно.

Скорость истечения жидкости через отверстие такое отверстие

где Н - напор жидкости, определяется как

φ- коэффициент скорости

где α - коэффициент Кориолиса; ζ- коэффициент сопротивления отверстия.

Расход жидкости определяется как произведение действительной скорости истечения на фактическую площадь сечения:

Произведение ε и φ принято обозначать буквой и называть коэффициентом расхода, т.е. μ = εφ.

В итоге получаем расход

где ΔР - расчетная разность давлений, под действием которой происходит истечение.

При помощи этого выражения решается основная задача - определяется расход.

Значение коэффициента сжатия ε, сопротивления ζ, скорости φ и расхода μ для круглого отверстия можно определить по эмпирически построенным зависимостям. На рис.3 показаны зависимости коэффициентов ε, ζ и μ от числа Рейнольдса, подсчитанного для идеальной скорости

где ν - кинематическая вязкость.

Рис. 3. Зависимость ε, φ и от числа Reu

Рис. 4. Инверсия струй

При истечении струи в атмосферу из малого отверстия в тонкой стенке происходит изменение формы струи по ее длине, называемое инверсией струи (рис.4). Обуславливается это явление в основном действием сил поверхностного натяжения на вытекающие криволинейные струйки и различными условиями сжатия по периметру отверстия. Инверсия больше всего проявляется при исте

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать