Гидравлические струи.

Поток жидкости, не ограниченный твердыми стенками, движущийся в массе такой же или другой жидкости, называется свободной струей. Они бывают свободными и затопленными. Как правило, их получают через конические сходящиеся насадки, т.к. они создают струю обладающую большой скоростью.

Истечение жидкости из отверстия в атмосферу называется незатопленной струёй.

Для незатопленной струи расход жидкости определяется Q = µ S √ 2g H ,

где S – площадь сечения отверстия, Н – глубина погружения центра тяжести отверстия под свободной поверхностью жидкости.

Истечение жидкости из отверстия не в газовую среду, а в пространство, заполненное такой же или другой жидкостью, называется истечением под уровень или истечением через затопленное отверстие. Таким образом, истечение жидкости из отверстия в жидкость, уровень которой расположен выше уровня отверстия, называется затопленной струёй.

Для затопленной струи расход определяется:

= µ S √ 2g ΔH, где ΔH = Н₁ – Н₂ – разность напоров в резервуарах.

Н₁ – глубина погружения центра тяжести отверстия в той части сосуда из которой истекает жидкость, а Н₂ - глубина погружения центра тяжести отверстия в той части сосуда куда вытекает жидкость.

Сравнивая эти формулы, мы видим, что разница в них только в величинах напора. Т.к. напор ΔH затопленной струи всегда меньше напора Н незатопленной струи, то и расход жидкости при затопленной струе всегда будет меньше, чем при незатопленной.

Тема 5. Движение жидкости по трубопроводам и в каналах. Классификация и назначение трубопроводов.

Трубопровод – это сооружение из труб, предназначенное для передачи на расстояние жидкостей. Если жидкость передается на большие расстояния, то трубопровод называется магистральным, если же трубопровод распределяет жидкость между потребителями, то его называют разветвленным.

Трубопроводы подразделяются на простые и сложные. Простые – это трубопровод постоянного диаметра, имеющий постоянный расход жидкости. Жидкость по нему движется благодаря разности энергий в начале и в конце его. Перепад давлений создается различными методами: работой насоса; разностью уровней свободных поверхностей. Если же хотя бы одно из условий нарушается, то трубопровод считается сложным. Так если имеется трубопровод, составленный из труб разного диаметра, то расход в нем будет одинаков, но скорость изменяется в зависимости от диаметра. Поэтому он относится к последовательному сложному трубопроводу.

Q

d₂

d₁ Q

Сложным называется трубопровод, имеющий хотя бы одно разветвление или место смыкания труб. Сложные трубопроводы делятся на: разветвленные, параллельные и кольцевые.

Различают так же трубопроводы короткие и длинные. В длинных трубопроводах потери напора по длине значительно больше местных потерь напора, а в коротких эти потери соизмеримы между собой. Ориентировочно считают при длине меньше 50 метров трубопровод короткий, а при длине больше 100м длинным. При длине 50 – 100 м, в зависимости от соотношения потерь напора, трубопровод может быть длинным или коротким.

Кроме этого трубопроводы могут быть напорными и безнапорными. В напорных трубопроводах, жидкость находится под избыточным давлением и заполняет весь трубопровод, в безнапорных трубопровод заполнен не полностью, имеется свободная поверхность, обычно работает под атмосферным давлением.

В зависимости от материала трубопроводы бывают металлические и нематаллические, от вида перекачиваемой жидкости – водопроводы, паропроводы, нефтепроводы и т.д.