Изучение процессов истечения рабочих сред из сосудов под давлением, страница 5

12.  Как можно определить скорость течения рабочей среды для затопленного отверстия?

13.  Как определить величину действительного расхода среды для затопленного отверстия?

14.  Как влияет расположение пропускного отверстия на скорость истечения рабочей среды для затопленного отверстия?

15.  Поясните, для каких исполнений систем под давлением более предпочтительно применение течения рабочей среды из незатопленного отверстия; из затопленного отверстия.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Изучение процессов течения рабочих сред в сосудах с переменным напором

Этот вид течения рабочей среды наблюдается в процессе осушения различных резервуаров, например, цистерн с нефтепродуктами, шлюзовых камер гидросооружений и др. При этом непрерывно уменьшается гидростатический напор рабочей среды, что приводит к непрерывному уменьшению скорости ее истечения из отверстия. Часто это является причиной колебаний давления рабочей среды в трубопроводах. Для исключения последствий колебания давления рабочей среды применяют регулируемые запорные клапаны и арматуру, которая позволяет поддерживать давление рабочей среды постоянным в трубопроводе. Если площадь поперечного сечения резервуара S_p одинакова по всей его высоте и велика по сравнению с площадью сечения отверстия истечения S₀, то скоростью движения поверхности рабочей среды в резервуаре можно пренебречь.

            Если опустошаемый резервуар (рис. 4.1) наполнен до высоты H, то из него должен вылиться объем V=S_pH.                                                                                  (4.1)

Расход среды из отверстия можно определить согласно формуле.

 .                                                                             (4.2)

Если приток рабочей среды  в резервуар за время его опустошения отсутствует, то за это время напор уменьшится от начального значение Н до нуля в конце опустошения. Вместе с тем уменьшится и расход рабочей среды через пропускное отверстие от значения Q до нуля. Полагая коэффициент расхода постоянным на протяжении всего времени истечения (в действительности коэффициент расхода, зависящий от расхода, также изменяется), найдем средний расход Q_ср рабочей среды из отверстия:

    (4.3)

Время опустошения резервуара составляет:

Рис. 4.1. Истечение среды при переменном напоре

                    (4.4)

            Расход рабочей среды, из затопленного отверстия при истечении из резервуара с переменным напором в резервуар с постоянным уровнем определяют также по формуле (4.3), только вместо начального напора Н принимают начальную разность уровней жидкости ΔН перед пропускным отверстием и за ним.

            Для придания истекающему потоку рабочей среды необходимой структуры, регулирования расхода рабочей среды, увеличения пропускной способности отверстий, увеличение силы и дальности потока рабочей среды, создания вакуума в эжекторах и инжекторах, в водоструйных насосах и т.д. применяют концевые насадники (концевики).

Концевик выполнен в виде короткого патрубка, который присоединен к пропускному отверстию рабочей среды в резервуаре.

Длина концевиков обычно составляет: l_k=(3…4)d,                    (4.5)