32.Истечение жидкости через насадки. Определение скорости и расхода при истечении через внешний цилиндрический насадок.

Насадки – короткие трубки длинной l=(3-4)H c постоянным либо меняющимся сечением по длине. Применяются в гидро-пневмо сис. для формир-ния струи с заданными энергетич. параметрами.

v=200-300м/с P₂<<P_атм

Если P₂≤P_нп(насыщенных паров), то поток наполняется пузырьками газа(воздуха).

P_д=ρv² – динамическое давление.

Скорость и расход

Короткая труба длиной (3-4)d выполнена без закругления входной кромки – внешний цилиндрический насадок. Струя на входе в насадок вначале сжимается, затем постепенно расширяется и на выходе заполняет всю площадь поперечного сечения.

ε=1 µ=φ

т.к. ε=1

V= Q=µS

Для вакуума:

v_c<v₂ P_c>P₂

P₂=P_атм=>P_c<P_атм=>вакуум

P_атм-P_c=P_вак

P_вак.= gh_вак.

Критический напор

При увеоичении Н_р скорость ж-сти в сжатом сечении возрастает, а давлнеи Р_с падает. При некотором критическом напоре Н_р=Н_кр, Р_с=Р_нп – насыщ паров. При этом происходит интенсивное выделение расворённого в воде воздуха и газов, что в конечном счёте приводит к отрыву струи от стенки насадка.

Напор, при котором происх. указанное изменение режима течения – критический.

Р_нп=2,4 кПа при темпер-ре 20град С.

33.Истечение при переменном напоре. Расчет времени частичного либо полного опорожнения призматического резервуара.

_{Допустим, что за бесконечно малый промеж. времени dt напор ж-сти изменился на бесконечн. малую величину dH.}

_{dH<0 т.к. dH=H2-H1}

_{Принимая, что dt – бесконечно малое, процесс можно считать установившимся.}

_{Интегрируя это ур-ние, получаем =>}

_{при H2=0 Время полного опорожнения резервуара}

_{=>tоп=2t при Н1=const}

_{Время полного опорожнения резервуара в 2 раза больше времени истечения того же объёма ж-сти при постоянном объёме, равном начальному.}

34.Гидравлический расчет трубопроводов. Классификация трубопроводов, основные расчетные зависимости. Расчет простого трубопровода.

Классификация: простой и сложный. Простые делятся на послед-но, параллельно соеденённые и разветвлённые.

Основным элементом любой трубопроводной системы, какой бы сложной она ни была, является простой трубопровод. Классическим определением: простым трубопроводом является трубопровод, собранный из труб одинакового диаметра и качест­ва его внутренних стенок, в котором движется транзитный поток жидкости, и на котором нет местных гидравлических сопротивлений. Жидкость по трубопроводу движется благодаря тому, что ее энергия в начале трубопровода больше, чем в конце. Этот перепад уровней энергии может создаваться несколькими способами: работой насоса, разностью уровней жидкости, давлением газа. Рассмотрим простой трубопровод постоянного сечения, который расположен произвольно в пространстве (рис. 6.1), имеет общую длину l и диаметр d, а также содержит ряд местных сопротивлений (вентиль, фильтр и обратный клапан). В начальном сечении трубопровода 1-1 геометрическая высота равна z₁ и избыточное давление Р₁, а в конечном сечении 2-2 - соответственно z₂ и Р₂. Скорость потока в этих сечениях вследствие постоянства диаметра трубы одинакова и равна ν.

Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2. Поскольку скорость в обоих сечениях одинакова и α₁ = α₂, то скоростной напо можно не учитывать. При этом получим

или

П ьезометрическую высоту, стоящую в левой части уравнения, назовем потребным напором Н_потр. Если же эта пьезометрическая высота задана, то ее называют располагаемым напором Н_расп. Такой напор складывается из геометрической высоты H_потр, на которую поднимается жидкость, пьезометрической высоты в конце трубопровода и суммы всех потерь напора в трубопроводе.

Н азовем сумму первых двух слагаемых статическим напором, который представим как некоторую эквивалентную геометрическую высоту

а последнее слагаемое Σh - как степенную функцию расхода Σ^{h = KQm}

тогда H_потр = H_ст + KQ^m где K - величина, называемая сопротивлением трубопровода; Q - расход жидкости; m - показатель степени, который имеет разные значения в зависимости от режима течения.

Д ля ламинарного течения при замене местных сопротивлений эквивалентными длинами сопротивление трубопровода равно где l_расч = l + l_экв.

Численные значения эквивалентных длин l_экв для различных местных сопротивлений обычно находят опытным путем. Для турбулентного течения, используя формулу Вейсбаха-Дарси, и выражая в ней скорость через расход, получаем

П о этим формулам можно построить кривую потребного напора в зависимости от расхода. Чем больше расход Q, который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор Н_потр. При ламинарном течении эта кривая изображается прямой линией (рис.6.2, а), при турбулентном - параболой с показателем степени равном двум (рис.6.2, б).