Указания к выполнению работы

Часть задач данного раздела рассчитана на применение уравнения Бернулли для струйки идеальной жидкости (2.2), т.е. без учета гидравлических потерь (потерь напора) и неравномерности распределения скоростей (коэффициента Кориолиса). Другая часть задач решается с помощью уравнения Бернулли для потока реальной жидкости (2.3) в общем случае с учетом указанных выше обстоятельств.

Однако коэффициент Кориолиса следует учитывать лишь при ламинарном режиме течения, когда . Для турбулентных потоков можно принимать .

При применении уравнения Бернулли важно правильно выбрать те два сечения, для которых оно записывается.

В качестве сечений рекомендуется брать:

свободную поверхность жидкости в резервуаре (баке), где ;

выход в атмосферу, где ; ;

сечение, где присоединен тот или иной манометр, пьезометр или вакуум;

неподвижный воздух вдалеке от входа в трубу, в которую происходит всасывание из атмосферы.

Уравнение Бернулли рекомендуется сначала записать в общем виде, а затем переписать с заменой его членов заданными буквенными величинами и исключить члены, равные нулю.

При этом необходимо помнить следующее:

вертикальная ордината z всегда отсчитывается от произвольной плоскости вверх;

давление р, входящее в правую и левую части уравнения должно быть задано в одной системе отсчета (абсолютной или избыточной);

суммарная потеря напора всегда пишется в правой части уравнения Бернулли со знаком «+»;

величина в общем случае складывается из местных потерь, которые можно выражать формулой Дарси (2.9);

если в том или ином канале (например, трубе) имеется внезапное расширение, то при турбулентном режиме необходимо учитывать потерю напора по теореме Борда (2.7).

В частном случае, когда жидкость подводится к резервуару, баку и т.п., можно считать, что теряется вся кинетическая энергия жидкости. В случае ламинарного режима при этом необходимо учесть коэффициент .

При выражении и подсчете гидравлических потерь по формуле Вейсбаха следует обращать внимание на указания относительно того, к какой скорости (или какой площади) отнесены заданные коэффициенты сопротивления .

Значения коэффициентов для гидроагрегатов в задачах приведены с учетом потерь напора на вход и выход.

3. Объекты и средства выполнения работы

Объектом исследования является цилиндрическая оболочка с газом, основные параметры которой приведены в таблице 1. Оболочка имеет профилированный насадок в виде сопла Лаваля.

Для выполнения работы студент должен иметь линейку, карандаш, лист миллиметровой бумаги, ПЭВМ.

4. Задание на работу

• Рассчитать профиль насадка, при котором при истечения газа из резервуара реактивная сила составит заданную величину;

• Построить распределение газового потока по длине насадка.

Примечание. Во всех вариантах расчета принять:

• угол конусности входного сечения равным 90⁰;

• угол конусности выходного сечения равным 50⁰;

• , к=1,25 ;

• давление принять как первый столбец табл. 1 умноженный на Па;

• реактивную силу принять как четвертый столбец табл. 1 умноженный на Н.

5. Порядок выполнения работы

• Изучить общие положения гидродинамики применительно к исследованию истечения жидкости через отверстия и насадки.

• В соответствии с вариантом задания произвести расчеты согласно п.4