Истечение из малых отверстий в тонкой стенке при постоянном напоре

При постоянном напоре количество вытекшей жидкости равно притоку. При равных коэффициентах кинетической энергии:

.

где 0−0 сечение — свободная поверхность жидкости, а 1−1 — сечение вблизи отверстия. p0 = p1 = p_атм, z0 — z1 = H. По теореме о неразрывности движения: v0=v11/0, и если 1<<0, то v0=0.

.

где м — коэффициент местных потерь.

.

где — коэффициент скорости. Расход:

Q = _{1 v1 = отверстия v1,}

где — коэффициент сжатия струи.

.

где — коэффициент расхода жидкости.

Для малого отверстия в тонкой вертикальной стенке:

Для учета скорости подхода (v00): расход в первом приближении.

.

v = Q/0,.

тогда полный напор с учетом скорости подхода:

.

подставляя полученное значение в формулу расхода:

.

получаем расход во втором приближении.

Насадки, скорость и расход при истечении жидкости через насадки при постоянном напоре

Насадки — присоединенные к отверстию патрубки длиной l<4d, позволяющие существенно изменять скорость и напор. Бывают:

внешние и внутренние;

призматические, цилиндрические, конические (сходящиеся и расходящиеся) и коноидальные.

Скорость и расход при истечении:

.

где 0−0 сечение — свободная поверхность жидкости, а 1−1 — сечение вблизи насадки. p0 = p1 = pатм, z0 — z1 = H.

.

где м — коэффициент местных потерь.

.

где — коэффициент скорости.

Расход: Q = 1 v1 = насадки v1, где — коэффициент сжатия струи.

.

где — коэффициент расхода жидкости.

Для внешней цилиндрической насадки:

Классификация насадок:

• 1) цилиндрические — на входе в насадку обрасуется вакуум, который подсасывает жидкость и увеличивает расход. Срыв вакуума происходит когда напор превышает атмосферное давление;
• 2) конические сходящиеся — уменьшение расхода, увеличение скорости;
• 3) конические расходящиеся — уменьшение скорости, увеличение расхода. Угол конусности ограничен, иначе истечение происходит как из отверстия в тонкой стенке;
• 4) коноидальные — увеличение расхода, увеличение скорости.

Материал для самостоятельного изучения.

Подробнее данный вопрос рассмотрен в [1, с. 211 — 237], [7, с. 213 — 235].