Контрольная Исследование процесса истечения жидкости. Учебная работа № 186281

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…