5. Истечение жидкости через отверстия, насадки, дроссели и клапаны

В процессе истечения жидкости происходит преобразование потенциальной энергии жидкости в кинетическую.

Из уравнения Бернулли легко выводится выражение для скорости истечения:

, (5.1)

где H – расчетный напор, который в общем случае равен сумме геометрического и пьезометрического напоров, т. е.

, (5.2)

 – коэффициент скорости, определяемый как

. (5.3)

Здесь  – коэффициент Кориолиса;  – коэффициент местного сопротивления.

Расход жидкости при истечении через отверстия, насадки, дроссели и клапаны определяется произведением скорости истечения на площадь сечения струи. Однако последняя часть бывает меньше площади отверстия вследствие сжатия струи. Поэтому вводится коэффициент сжатия

, (5.4)

где S_с и S_о – площади сечения струи и отверстия.

Отсюда объемный расход равен

. (5.5)

Вместо расчетного напора Н часто используется расчетный перепад давления р=Hg и вместо (5.5) можно записать:

. (5.6)

Истечение жидкости может происходить либо в газовую среду, например в атмосферный воздух, либо в среду той же жидкости. В последнем случае вся кинетическая энергия струи теряется на вихреобразования.

контрольная ЗАДАЧА

На рисунке 5.1 показан простейший карбюратор двигателя внутреннего сгорания. Поток воздуха, засасываемого в двигатель, сужается в том месте, где установлен распылитель бензина (обрез трубки). Скорость воздуха в этом сечении возрастает, а давление падает. Благодаря этому бензин подсасывается из поплавковой камеры и вытекает через распылитель, смешиваясь с потоком воздуха. Найти соотношение между массовыми расходами воздуха и бензина G_воз/G_б, если известны: размеры D, d_ж, коэффициент сопротивления воздушного канала до сечения 2 – 2 _в, коэффициент расхода жиклера . Сопротивлением бензотрубки пренебречь. Плотности: воздуха _воз= =1,25 кг/м³; бензина _б = 750 кг/м³.

Рис. 5.1. Принципиальная схема простейшего карбюратора

Таблица 5.1

Исходные данные к контрольной задаче для разных вариантов

Последняя цифра шифра	D, мм		dж, мм	Предпоследняя цифра шифра		в
0	28,4	1,88		0	0,92	0,058
1	28,8	1,86		1	0,89	0,056
2	29,2	1,84		2	0,86	0,054
3	29,6	1,82		3	0,83	0,052
4	30,0	1,80		4	0,80	0,050
5	30,4	1,78		5	0,78	0,048
6	30,8	1,76		6	0,76	0,046
7	31,2	1,74		7	0,74	0,044
8	31,6	1,72		8	0,72	0,042
9	32,0	1,70		9	0,70	0,040

УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ

Уравнение истечения для бензина

, где

Массовый расход бензина

.

Уравнение Бернулли для воздушного потока (сечения 0 – 0 и 2 – 2)

,

где –потери напора, связанные с сопротивлением воздушного канала между сечениями 0 – 0 и 2 – 2; ;;, т. к. поплавковая камера сообщается с атмосферой.