Применение сужающих насадков позволяет получить компактную струю с достаточно большой скоростью истечения. Насадки такого типа применяются в различных струйных аппаратах, гидромониторах, пожарных наконечниках и т.д.
У
расходящихся насадков происходит расширение сечения под углом конусности . В таком насадке наблюдается достаточно
большой отрыв потока от входных кромок, в результате водоворотная область
увеличивается и, следовательно, площадь сжатого сечения уменьшается.
Вакуумметрический
напор в сжатом сечении становится несколько больше, чем у внешнего
цилиндрического насадка, с увеличением угла конусности .
Диаметр выходного отверстия насадка при диаметре входного d
. (6.38)
Увеличение
размеров насадка, т.е. , D, в результате возрастания площади выходного отверстия обусловливает
уменьшение коэффициента расхода
.
Угол
конусности рекомендуется устанавливать .
Опытами
установлено, что при угле и
значения
.
Расход, проходящий в насадке, определяется по следующей формуле:
, (6.39)
где - площадь выходного отверстия.
При сравнении внешнего цилиндрического и расходящегося насадков при одинаковых входных отверстиях расход последнего будет существенно большим.
Расходящиеся насадки используются в пожарной технике для распыления с помощью пенных огнетушителей, при увлажнении почв, в водоструйных насосах, гидроэлеваторах, в городских и парковых фонтанах для создания струи разных видов и форм и т.п.
Коноидальный
насадок представляет собой улучшенный тип
сходящегося насадка, у которого форма входного отверстия имеет плавное
очертание. Плавное входное отверстие не вызывает отрыва потока от стенок,
практически устраняет сжатие струи внутри насадка, в результате этого потери
напора сводятся к минимуму (рис. 6.11). Значения коэффициентов и
зависят
от формы скругления, шероховатости внутренней поверхности насадка. Обычно
и в расчетах принимаются равными 0,95
0,98.
Рис. 6.11. Насадки с плавным входом: а - сходящийся; б - расходящийся
♦ Пример 6.3
Резервуар
разделяется на две части вертикальной стенкой, в которой имеется круглый
конусный насадок мм. Глубина воды в левой части
резервуара
м. Расход, протекающий через отверстие,
л/с. Определить глубину воды в правой
части резервуара
и диаметр малого отверстия
. Расстояние от дна резервуара до осей
отверстия и насадка
м. Уровни воды в резервуарах
постоянны (рис. 6.12).
Рис. 6.12. К примеру 6.3
Принимаем
коэффициенты расхода отверстия , конусного насадка -
. Расходы истечения из насадка и
отверстия постоянны
.
Истечение
из насадка происходит при напоре .
Расход .
В данном
уравнении — неизвестная величина.
Определим
из уравнения расхода
, возведя в квадрат и выделяя
:
м.
Напор при истечении из малого отверстия
м.
Расход из малого отверстия
.
Диаметр отверстия
м.
6.5. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЗ ОТВЕРСТИЙ
И НАСАДКОВ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ НАПОРЕ
Истечение при переменном напоре в резервуаре
Истечение при переменном напоре является примером неустановившегося движения жидкости.
Рассмотрим
опорожнение резервуара, имеющего постоянную площадь поперечного сечения, в
боковой стенке которого имеется цилиндрический внешний насадок. Поперечная
площадь резервуара , а площадь насадка -
. Начальный напор над центром отверстия
насадка
. Предполагаем, что при опорожнении
резервуара в него не будет поступать жидкость (рис. 6.13). Необходимо
определить время, за которое напор над центром насадка при истечении жидкости в
атмосферу установится равным
.
Рис. 6.13. Истечение жидкости при переменном напоре в атмосферу
За время dt из резервуара вытечет объем жидкости dW, а уровень жидкости в нем понизится на величину dH.
Полагаем,
что за отрезок времени dt напор
будет постоянным и равным Н. Расход жидкости, вытекший за время dt из цилиндрического насадка при ,
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.