Предмет гидравлика и основные физические свойства жидкости. Основные физические свойства жидкости. Понятие об идеальной жидкости, страница 22

Рассмотрим жидкие. Затопленная струя – это струя, окруженная жидкостью (водяная).

Незатопленная струя – струя окруженная газом (пожарные, фонтанные, гидромониторы, дождевальные).

В струях возможен ламинарный и турбулентный режим. Не излагая теории свободных турбулентных струй, приведем лишь некоторые общие сведения.

Затопленные струи.

Струя, попадая в жидкость (окружающую), постепенно расширяется и в конечном счете – рассеивается в жидкость. Рассматривая такую струю мы должны различать ее границу. В связи с наличием поперечных перемещений будет происходить постоянный обмен жидкостями между струей и окружающей средой. Рассмотрим структуру затопленной свободной струи (рис. 1.77.).

Начало струи совпадает с выходным сечением трубы. Это сечение называют – начальным сечение струи. От начального сечения до переходного имеется ядро струи, или ядро постоянных скоростей (во всех точках этой области можно считать скорости постоянными , ).

полюс

Рис. 1.77. Схема затопленной свободной струи.

Как показывает опыт, ядро ограничено прямыми линиями от пограничного турбулентного слоя. В переходном сечении, где заканчивается «размыв» ядра постоянных скоростей, обе части пограничного слоя сливаются.

Если до переходного слоя скорость по оси постоянна, то за сечением она падает. Участок до переходного сечения - начальный участок, за переходным -основной.

Точка пересечения границ струи – полюс. Практический интерес представляют следующие величины: , ,, .

Для данных струй Г. Н. Абрамовичем получены следующие зависимости:

; ; ; , где, - коэффициент турбулентности, .

Незатопленные свободные струи.

Рассмотрим водяную струю, выходящую из сечения в атмосферу (рис. 1.78.).

Струю разбивают на 3 характерные части: компактную, раздробленную и распыленную.

Опыт Казакова и Маркина над дождевальными струями показали, что движение струи на выходе из насадки и по траектории полета является волнообразно-колебательным.

В пределах компактной части сплошность не нарушается, струя расширяется в раздробленной части.

В распыленной части происходит окончательный распад на капли.

Струя разрушается под действием сил тяжести, сопротивления воздуха и внутренних сил, вызываемых турбулентностью струи и колебательно-волновым характером движения.

Рис. 1.78. Схема незатопленной струи.

Разрушение струи на 2 и 3 части объясняется аэрацией струи (насыщенный воздух).

В технике к струям предъявляются особые требования, например, для разработки грунта гидроспособом нужна струя с развитой компактной частью (гидромониторная струя), для пожаротушения нужна струя с развитым радиусом действия и значительной ударной силой, для дождевальных машин - распыленные струи со сведением к минимуму раздробленной и компактной частью.

Для создания компактной части стремятся уменьшить турбулентность и ликвидировать волновой характер (выпрямителем), а для уничтожения компактной части применяют распылители.

Дальность и высота полета струи.

Пожарные струи: а) вертикальные; б) наклонные. ереходного слоя скорость по оси постоянна, то за сечением она падает. мен жидкостями между струей и окружающей средой.