Количество страниц учебной работы: 3,7
Содержание:
“Лабораторная работа №3. «Исследование процесса истечения жидкости»
Цель работы – определение параметров истечения струи из отверстия в тонкой стенке и внешнего цилиндрического насадка.
”
Учебная работа № 186281. Контрольная Исследование процесса истечения жидкости
Выдержка из похожей работы
Исследование истечения жидкости из отверстий и насадков
…..H, где d – диаметр отверстия, H -напор над центром
отверстия.
Стенка считается в гидравлическом смысле тонкой, если ее
толщина δ ≤ (2¸2,5)d.
В этом случае толщина стенки не влияет на истечение жидкости и в расчет
принимается только местное сопротивление, возникающее при сжатии струи. В
частном случае края отверстия могут иметь заостренную форму (рис.1). Условия
истечения жидкости в этих случаях будут совершенно одинаковыми: частицы жидкости
приближаются к отверстию из всего прилежащего объема, двигаясь ускоренно по
различным плавным траекториям. Струя отрывается от стенки у кромки отверстия и
затем несколько сжимается. Узкое сечение С-С, в котором течение имеет
параллельноструйный характер и кривизна тока незначительна, находится на
расстоянии (0,5¸1)d
от плоскости отверстия.
Рис. 1.
Сжатие струи обусловлено необходимостью плавного перехода
от различных направлений движения жидкости, в том числе от радиального движения
по стенке к осевому движению в струе. Степень сжатия струи характеризуется
коэффициентом сжатия ε, представляющим собой отношение площади сжатого
поперечного сечения струи SС к площади отверстия:
(1)
Истечение через отверстие может происходить при
постоянном или переменном напоре. Если истечение жидкости через отверстие
происходит в атмосферу или другую газовую среду, то такое отверстие называется
незатопленным. Если истечение жидкости через отверстие происходит под уровень
жидкости, а не в атмосферу, то такое отверстие называется затопленным.
При истечении жидкости через отверстие различают полное и
неполное сжатие струи.
Рис. 2.
Полное сжатие происходит тогда, когда струя сжимается по
всему периметру (рис. 2а). Неполное сжатие – когда в определенной части
периметра отверстия сжатие струи не происходит вследствие примыкания этой части
периметра струи к стенке сосуда (рис. 2б).
Полное сжатие струи разделяется на совершенное и
несовершенное.
Совершенным сжатием называется такое сжатие, при котором
стенки не оказывают влияния на степень сжатия струи. Экспериментальные
исследования показали, что совершенное сжатие струи образуется при выполнения
условия (рис. 2а):
при –
несовершенное сжатие.
Запишем уравнение Бернулли для сечения свободной
поверхности жидкости 0-0 в резервуаре (рис. 1), где давление РА, а скорость
можно считать равной нулю, до сжатого сечения струи С-С где она уже приняла
цилиндрическую форму, а давление в ней, следовательно, сделалось равным
давлению окружающей среды РА.
(2)
Так как ,
, , то уравнение (2) примет вид:
(3)
Отсюда скорость истечения
(4)
или
(5)
где
(6) –
коэффициент скорости.
В случае идеальной жидкости , следовательно, и скорость истечения идеальной жидкости
(теоретическая скорость):
(7)
Тогда из формулы (5) можно заключить, что коэффициент
скорости φ есть отношение действительной скорости истечения к скорости
истечения идеальной жидкости (теоретической скорости):
(8)
Действительная скорость истечения V всегда несколько
меньше идеальной из-за наличия сопротивления, следовательно, коэффициент
скорости φ всегда меньше единицы.
Расход жидкости
(9)
Обозначим , тогда
(10)
где
–
коэффициент расхода(10а)
Из формулы (10)
(11)
где
(11а)
Это значит, что коэффициент расхода есть отношение
действительного расхода к…