Витікання через насадки

Насадком називається короткий патрубок, приєднаний до отвору в тонкій стінці. Довжина патрубка, де d - діаметр отвору.

Насадки діляться на три основних типи: циліндричні, конічні, коноідальние.

Циліндричні насадки (рис. 8.6) поділяються на зовнішні і внутрішні.

Циліндричні насадки

Рис. 8.6. Циліндричні насадки:

а - зовнішній; б - внутрішній

При русі рідини усередині насадка утворюється стислий перетин с-с, в області якого спостерігається вакуум. Освіта вакууму пояснюється тим, що швидкість в стиснутому перерізі більше, ніж швидкість в місці виходу струменя з насадка. Як показує досвід, при застосуванні циліндричних насадков пропускна здатність збільшується в порівнянні з отвором у тонкій стінці того ж діаметру. Збільшення пропускної здатності і є основним призначенням цих насадков.

Конічні насадки (рис. 8.7) бувають двох типів - розбіжні і сходяться.

У конічних розбіжних насадках також створюється вакуум. При великому куті конусності можливий відрив потоку від стінок і насадок буде працювати як звичайний отвір. Конічні розбіжні насадки мають найбільші втрати енергії. Відмінні особливості розбіжних насадков: значний вакуум, велика пропускна здатність, малі швидкості виходу. Вони застосовуються там, де потрібно значний вакуум, наприклад в інжекторах, а також там, де потрібна мала швидкість, наприклад в дощувальних апаратах.

Конічні насадки

Рис. 8.7. Конічні насадки:

а - розбіжний; б - збіжний

Основним призначенням конічних сходяться насадков є збільшення швидкості виходу потоку з метою створення великої кінетичної енергії в струмені. Конічні сходяться насадки застосовуються як сопел гідромоніторів та активних гідротурбін, наконечників пожежних брандспойтів і в інших пристроях.

Коноідальние насадки являють собою вдосконалені конически сходящиеся насадки (рис. 8.8). Вони виконуються за формою струменя, що виходить з отвору, і тому втрати енергії в них мінімальні.

Коноідальний насадок

Рис. 8.8. Коноідальний насадок

Коефіцієнт витрати коноідального насадка є найвищим.

Гідравлічний розрахунок насадков ведеться але тими ж формулами, що для отвори в тонкій стінці:

де і. Тільки замість коефіцієнта місцевих втрат слід поставити у формулу для сумарний коефіцієнт опору

де l - довжина, d - діаметр вхідного отвору насадка.

Конічні і коноідальние насадки мають значно більші витрати в порівнянні з циліндричними при однаковому діаметрі отвору, що пов'язано з меншими опорами при закінченні. У зв'язку з цим конічні насадки мають значно більші коефіцієнти витрати (більш докладні дані про це дані в прикладах 2, 3 даної глави).

Гідравлічний розрахунок відкритих русел

Рух рідини у відкритих руслах характеризується тим, що всі крапки вільної поверхні знаходяться під однаковим тиском, рівним тиску зовнішнього середовища.

У припущенні, що протягом рідини у відкритому руслі є сталим і плавноізменяющімся, розрахункова формула для витрати буде мати вигляд

де; у визначається за формулами, наведеними

в параграфі 6.17; п - коефіцієнт шорсткості, що залежить від стану стінок русла (визначається з довідників); - гідравлічний радіус; - живий перетин потоку; - змочений периметр; - гідравлічний ухил.

Для трапецеидального каналу, найчастіше зустрічається на практиці (рис. 8.9), живий перетин визначається за формулою

де h - глибина наповнення каналу; b - ширина по дну; - коефіцієнт закладення укосу.

Схема відкритого русла

Рис. 8.9. Схема відкритого русла

Змочений периметр визначається за формулою

Зазвичай бувають відомі: витрата Q, гідравлічний ухил, коефіцієнт шорсткості п і коефіцієнт закладення укосу m. Знаходять і швидкість течії.

При проектуванні каналів їх живі перетину прагнуть наблизити до гідравлічно найвигіднішому. Гідравлічно наївигоднейшим перетином називається таке перетин, яке володіє найменшим змоченим периметром х (або найбільшим гідравлічним радіусом R). Такий перетин володіє максимальною пропускною здатністю.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >