Сужающие устройства для малых чисел Рейнольдса

Стандартные диафрагмы и сопла не применяются для небольших чисел Re. Двойная диафрагма - рис.8. Это устройство состоит из двух стандартных дисковых диафрагм, расположенных на расстоянии α = (0, 3-0, 5)D друг от друга. Давление Р₁ отбирается у передней плоскости первой вспомогательной диафрагмы, имеющей диаметр отверстия d₁, а давление Р₂ - у задней плоскости второй основной диафрагмы, диаметр отверстия которой d..

Рис.2. Труба Вентури:

а - схема и основные размеры; б - изменение давления у стенки трубы.

Зависимость потери давления (∆ -δ ₃)/∆ ρ от m для различных сужающих устройств: 1- стандартная диафрагма; 2- двойная диафрагма; 3 - стандартное сопло; 4- укороченные сопло Вентури или труба Вентури или сопло Вентури;

6-труба Далла

Рис.3. Сопло Вентури:

а - схема и основные размеры; б - изменение давления

Рис.4. Труба Далла

Рис.5. Сдвоенное сопло Вентури:

а - схема и основные размеры; б - изменение давления

Рис.6. Устройство сдвоенного сопла Вентури:

а – при D = 100÷ 250 мм; б – при D = 300÷ 1200 мм

Диаметр d₁ всегда больше, чем d. Диафрагма с двойным конусом - рис.9. Диафрагма имеет конический вход с углом конуса Θ иконический выход с углом 45°. Ее характеристика зависит от угла Θ и ширины входной части b₁. Диафрагма с входным конусом - рис.10; угол входного конуса Θ у диафрагмы в зависимости от отношения d/D изменяется в пределах от 31, 2 до 45°, а ширина конуса - в пределах от 0, 083 до 0, 175. За входным конусом расположено цилиндрическое отверстие диаметром d и шириной е = 0, 021d ± 0, 0025 d. Толщина диафрагмы Е ≤ 0, 1 D; со стороны выхода у диафрагмы имеется цилиндрическая выточка; ее диаметр d₁ > 2d. Конусная диафрагма (рис. 11) состоит из конической части длиною в с углом входа Θ.

Сопло четверть круга - рис.12; возможны четыре разновидности этого сопла. Профиль сопла образуется дугой радиуса r. Имеются два типа цилиндрических сопел - рис. 13: несимметричные и симметричные; достоинство - простота изготовления, недостаток - неизбежность в процессе эксплуатации притупления входной острой кромки. Комбинированное сопло - рис. 14; является сочетанием сопла четверть круга на входе и цилиндрической части, имеющей длину z на выходе. Сопло половина круга - профиль этого сопла имеет в сечении половину окружности с радиусом г.

При выборе сужающего устройства для работы в области малых или средних чисел Рейнольдса необходимо, прежде всего, учитывать диапазон этих чисел, в пределах которых сохраняется постоянство коэффициентов истечения и расхода.

Рис.7. Трубы с обтекаемым телом " Вентури", расположенным:

а и в – концентрично оси трубы (с кольцевым проходным отверстием);

б – эксцентрично оси трубы (с сегментообразным проходным отверстием)

Рис.8. Двойная диафрагма

Рис.9. Диафрагма с двойным конусом:

а – схема диафрагмы; б – зависимость α от m при θ =40°; b₁=0, 06d; b₂=0, 06d

(• Романенко; × - Кастнер и МакВейх; U - Шлаг, Шмидт и Шнейдер;

+ Витте; ○ – Латурел и Вейнек)

Рис.10. Диафрагма с входным конусом

Рис.11. Конусная диафрагма Куратова:

Θ = 15°; b = d; d₁ = d+4 мм; Е = ≤ 0, 1D

Рис.12. Сопло четверть круга:

а – r< s; б – s = r; в – r > s; г – r> (D-d)/2

Рис.13. Цилиндрические сопла:

а – несимметричное; б – симметричное.

Зависимость z/d от m для цилиндрических сопел

Рис.14. Комбинированное сопло:

а – профиль сопла; б – зависимость длины z/d от m

Зависимость a от m для сопел: 1- четверть круга;

2 – цилиндрического; 3 - комбинированного