Истечение жидкости из отверстия и насадка

Лабораторная работа № 6

Истечение жидкости из отверстия и насадка

основные положения

истечение жидкости из малого отверстия характеризуется следующими особенностями (рис.1) : струя жидкости на выходе из отверстия сужается, оставаясь сплошной и однородной . а затем происходит изменение формы ее поперечного сечения (инверсия струи) Максимальное сжатие наблюдается на расстоянии около 0,5d

отношение площади сжатого сечения струи   __ω_с_  к площади отверстия   ω_о называется коэффициентом сжатия ε

Применив уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 (рис. 1 б) можноьполучить формулу для расчета скорости истечения  V-

                     V = φ

где   φ-  коэффициент скорости. равный отношению действительной скорости к теоретически возможной (для идеальной жидкости).  H – напор истечения ,      

 g - гравитационная постоянная.

Коэффициент скорости в работе определяется по траектории струи (рис. 2 а):

                             φ  = x /(2)

где  x- и  y- - координаты произвольной точки струи

Действительный расход жидкости при истечении определяется по формуле

                         Q = μω

где  μ =  φε является коэффициентом расхода, характеризующим пропускную способность отверстия или насадка. Очевидно, что он равен отношению действительного расхода к теоретически возможному

                               Q_т =  ω

Уменьшение действительного расхода жидкости при истечении по сравнению с расчетным вызвано наличием гидравлического сопротивления отверстия или насадка. Величина коэффициента гидравлического сопротивления  ξ может быть найдена по формуле 

                               ξ = 1/φ² -1

где  _φ_ - коэффициент скорости, определенный по формуле (2).

Насадком называется короткий патрубок (длина   = 3,5-6,5 d) , присоединяемый к баку с целью увеличения расхода. Насадки бывают цилиндрические, конические (конфузорные и диффузорные), коноидальные, внутренние и внешние и т.д. Наиболее простыми и распространенными являются внешние цилиндрические насадки (рис. 1 б).