- •1. Потери напора на начальных участках трубопроводов
- •2. Потери напора в местных сопротивлениях
- •3. Потери напора при внезапном расширении. Формула борда
- •4. Выход из трубы. Диффузор. Внезапное сужение. Вход в трубу. Конфузоры. Поворот
- •5. Эквивалентная длина. Взаимное влияние местных сопротивлений
- •6. Зависимость коэффициентов местных сопротивлений от числа рейнольдса
- •Описание опытной установки
- •Порядок проведения работы
- •1. Расчет простого трубопровода постоянного диаметра
- •2. Три типа задач расчета трубопровода
- •3. Последовательное и параллельное соединение труб
- •4. Расчет трубопровода с непрерывным изменением расхода по длине
- •5. Сифонный трубопровод
- •6. Гидравлический расчет разветвленного трубопровода
- •7. Гидравлический удар как неустановившееся движение упругой жидкости в упругих трубопроводах
- •7.1. Гидравлический удар при мгновенном закрытии затвора
- •7.2. Скорость распространения волны гидравлического удара
- •7.3. Гидравлический удар при резком понижении давления (с разрывом сплошности потока)
- •7.4. Защита от воздействия гидравлических ударов
- •7.5. Гидравлический таран
- •1. Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости 2-2:
- •– Зона квадратичного сопротивления.
- •1. Истечение через малое незатопленное отверстие с острой кромкой
- •2. Коэффициенты сжатия, скорости и расхода при истечении через незатопленное малое отверстие
- •3. Истечение через малое затопленное отверстие с острой кромкой
- •4. Истечение через насадки
- •5. Вакуум во внешнем цилиндрическом насадке
- •6. Истечение через внешний затопленный цилиндрический насадок
- •7. Истечение через нецилиндрические насадки
- •8. Сравнение гидравлических характеристик отверстий и насадков
- •9. Общая характеристика явления
- •10. Истечение при переменном напоре и постоянном притоке
- •Общие сведения
- •Описание опытной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Общие сведения
- •Описание установки
- •Порядок проведения работы
- •Обработка опытных данных
Общие сведения
Насадками называются короткие патрубки длиной 3 – 4 диаметра входного отверстия.
Различаются цилиндрические, конические и коноидальные насадки, внутренняя поверхность которых выполнена в форме поверхности вытекающей струи.
Цилиндрические насадки делятся на внутренние (насадки Борда) и внешние (насадки Вентури), конические насадки могут быть сходящиеся и расходящиеся (рис. 1, а, в).
Струя при входе в насадок, как и в отверстиях, претерпевает сжатие, далее расширяется и заполняет все сечение насадки. Над сжатым сечением образуется зона с пониженным (ниже атмосферного) давлением жидкости – область вакуумметрического давления. Сопротивление насадка обусловлено сжатием и последующим расширением струи. Коэффициент сопротивления н является суммой коэффициентов сопротивлений входа ζвх и расширения ζрасш.
С труя жидкости на выходе из насадка заполняет его сечение полностью, то есть коэффициент сжатия насадки εн = 1 (рис. 2). Вакуум в сжатом сечении насадка увеличивает действующий напор. При турбулентном движении, когда потери напора по длине малы вследствие короткой длины насадка, а вакуум достигает примерно , пропускная способность внешнего цилиндрического насадка существенно больше (до 33 %) при прочих равных условиях расхода через отверстие. При ламинарном истечении, потери по длине, соизмеримы с местными, вследствие малого сжатия величина вакуума не велика. Поэтому расход через насадок оказывается меньше расхода через отверстие. Записывая уравнение Бернулли для сечений А-А и В-В и считая, что А = 0, определим скорость истечения через насадок:
где – коэффициент скорости насадка;
д – действительная, а т – теоретическая скорость истечения.
Расход Q через насадок определяется как:
.
Так как , то при ε = 1, .
– площадь сечения струи (или отверстия) на выходе из насадка.
Коэффициент скорости может быть определен координатным методом по формуле:
,
где x = дt – дальность полета струи,
– высота падения струи.
Тогда коэффициент сопротивления насадка . Следует заметить, что практически при одинаковых диаметрах входных отверстий вх насадков примерно равны. Коэффициент н, в основном, зависит от расш = (ω2 / ω1 – 1)2.
Таким образом, с увеличением ω2 при постоянном ω1, (а ω1, зависит только от Н) ζрасш увеличивается. Соответственно растет ζн и уменьшается φ насадка. То есть у конически расходящихся насадков коэффициент φ и, соответственно, μ меньше, чем хотя бы у цилиндрических с тем же диаметром входного отверстия. Коэффициент расхода μ может быть определен как путем замера действительного расхода Qд и подсчета теоретического расхода , где ω0 – площадь выходного отверстия.
Вакуум, образующийся над сжатым сечением струи в насадке оказывает всасывающее воздействие на струю, что ведет к увеличению скорости жидкости в сжатом сечении и к увеличению расхода через насадок в целом. Кроме того, с увеличением выходного отверстия, расход через насадок также увеличивается. Все это обусловливает повышенный расход через конически расходящийся насадок.
При больших напорах Н струи истекающей жидкости (через конически расходящиеся и цилиндрические насадки) могут оторваться от стенок (явление срыва струи) за счет того, что давл ение в зоне сжатия струи (сечение С-С на рис. 2) станет меньше давления парообразования. В этом случае жидкость вскипает, и струя отрывается от стенки. Практически это наступает при значении вакуумметрического давления в зоне сжатия струи 6 7 м вод. ст. Вакуумметрическое давление может быть измерено с помощью вакуумметра по схеме на рис. 3. Опыты показывают что hвак = 0,75Н.