Главная | Обратная связь

Истечение жидкости из насадков

Насадком (или насадкой) называется весьма короткая напорная труба, при гидравлическом расчете которой следует пренебрегать потерями напора по длине, необходимо учитывать только местные потери напора.

Внешний круглоцилиндрический насадок (насадок Вентури)

Рисунок 39

Струя жидкости, обходя кромку а, благодаря силам инерции частиц жидкости М, поступающих в насадок, сжимается до сечения , затем струя расширяется и заполняет весь наса­док. При этом образуются вальцовые (водоворотные) области А, имею­щую кольцевую форму.

В выходном сечении В—В, где жидкость испытывает атмосферное давление р_а, площадь живого сечения тран­зитной струи жидкости:

где — площадь отверстия, к которому присоединен насадок.

Как видно, при выходе в среду атмосферного давления сжатие струи отсутствует.

Вальцовые области, равно как и транзитная струя в пределах этой области, характеризуются наличием вакуума. Максимальный вакуум получается в сечении С—С, где струя имеет наибольшее сжатие и ско­рости, а также кинетическая энергия жидкости, образующей транзитную струю, оказываются наибольшими.

Известно, что с возрастанием кинетической энергии потенциальная энергия должна уменьшаться. Если в сечении В—В имеем атмосферное давление, то, двигаясь от этого сечения против течения и попадая в область, где скорости благодаря сжатию струи оказываются большими, чем в сечении В—В, мы получим давление в этой области меньшее, чем в сечении В—В, т. е. меньше атмосферного давления. При этом:

Найдем расчетные зависимости для и Q. Соединяя сечения 1—1 и В—В уравнением Бернулли, получаем следующие расчетные формулы:

где — скорость в выходном сечении В—В; Н — превышение свободной поверхности жидкости в сосуде над осью насадка; — коэффициент ско­рости:

,

где — коэффициент сопротивления насадка.

Расход Q при истечении из насадка:

где — коэффициент расхода насадка:

так как для насадка коэффициент сжатия в сечении В—В:

Средние численные значения коэффициентов , , , , (найден­ные опытным путем) для квадратичной области сопротив­ления:

= 1; = 0,5; = = 0,82