Классификация отверстий и их практическое применение
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Отверстия классифицируют следующим образом:

1.По размеру.

Рис. 38.

а) малые отверстия, когда  или  (рис. 38), где – диаметр круглого отверстия; – напор; – разность напоров при затопленном отверстии;

б) большие отверстия, когда  или .

2. По толщине стенки, в которой сделано отверстие:

а) отверстия в тонкой стенке, когда  или , где t – толщина стенки;

б) отверстия в толстой стенке, когда  или .

3.Поформеразличают круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные и другие отверстия.

Истечение жидкости через отверстия в тонкой стенке при постоянном уровне

 

Рис. 39.
Высоту уровня жидкости в резервуаре Н над центром отверстия называют геометрическим напором. В общем случае давление  в резервуаре отличается от давления  в пространстве, куда истекает жидкость.

.

Обозначим величину

.                                                 

Величину  называют коэффициентом скорости.

С учетом введенного обозначения

.                                         

Для идеальной жидкости  и . Тогда

.                                           

Это уравнение называется формулой Торичелли. Оно показывает, что скорость в начале вытекающей струи равна скорости свободного падения тела, упавшего с высоты .

В случае, когда давления снаружи и в резервуаре одинаковы , то весь напор истечения сводится к геометрическому напору, т. е. . Это бывает обычно при расчете истечения из открытых резервуаров в атмосферу.

Расход жидкости определится как произведение скорости истечения на площадь сжатого сечения струи

,                       

где – коэффициент сжатия струи, равный отношению площади сжатого сечения  к площади отверстия .

Величину  обозначают через  и называют коэффициентом расхода.

Таким образом, расход жидкости, вытекающей через отверстие, определяют по формуле

.                                      

Числовые значения коэффициентов ,  и  остаются при этом практически теми же.


Виды насадков

Насадкой называется отрезок трубы, длина которого в несколько раз больше внутреннего диаметра. Рассмотрим случай, когда к отверстию в стенке резервуара присоединен насадок диаметром d , равным диаметру отверстия.

На рис. 44 показаны наиболее распространенные виды насадок, применяемые на практике:

Рис. 44.

а - цилиндрический внешний; б - цилиндрический внутренний; в -конический расходящийся; г - конический сходящийся; д - коноидально-расходящийся; е - коноидальный.

       Цилиндрические насадки встречаются в виде деталей гидравлических систем машин и сооружений. Конические сходящиеся и коноидальные насадки применяют для увеличения скорости и дальности полета струи воды (пожарные брандспойты, стволы гидромониторов, форсунки, сопла и др.).

Конические расходящиеся насадки применяют для уменьшения скорости и увеличения расхода жидкости и давления на выходе во всасывающих трубах турбин и др. В эжекторах и инжекторах также имеются конические насадки, как основной рабочий орган. Водопропускные трубы под насыпями дорог (с точки зрения гидравлики) также представляют собой насадки.

3. Гидравлический удар в трубах.

Гидравлическим ударом называется резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока рабочей жидкости.

 

                H
                                   C

                   υo

L

T =

T – фаза гидравлического удара

C – скорость распространения ударной волны

∆p = ρCυ0

∆p – заброс давления при гидроударе

υ0 – скорость течения жидкости

С =

  Еж – модуль упругости жидкости

  Е – модуль упругости материала трубы

Если Тз < , то прямой гидроудар

∆p = ρCυ0

Если Тз > , то непрямой гидроудар

∆p! = ρCυ0

 

 T = , то  ∆p! = 2ρυ0

4. Уравнение Бернулли.

Уравнение Бернулли для идеальной жидкости

 

Уравнение Бернулли для реальной жидкости

 

 

z – геометрический напор;

p/ρg – пьезометрический напор;

υ2/2g – скоростной напор.

Сумма трех высот называется полным напором Н.

Дата: 2019-02-19, просмотров: 365.