Тема 4. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

ЛЕКЦИЯ 13. Истечение жидкости через отверстия. Коэффициенты сжатия, скорости, расхода. Влияние вязкости на параметры истечения. Истечение жидкости через цилиндрические насадки. Вакуум в насадке. Насадки различных форм. Истечение с переменным уровнем.

Изучение вопроса об истечении жидкости из отверстий и насадок имеет большое прикладное значение. В соответствии с особенностями гидравлического расчета, отверстия подразделяют на малые и большие.

Малым, называется отверстие, в различных точках которого геометрический напор Н (расстояние по вертикали от свободной поверхности жидкости до рассматриваемой точки отверстия) практически одинаков (высота такого отверстия, расположенного в вертикальной стенке, не превышает 0, 1Н). Отверстие в дне всегда будет малым.

Большим называется отверстие, геометрический напор в различных точках по высоте которого не одинаков. Речь не идет об абсолютных геометрических размерах отверстий, а о соизмеримости их высоты и расчетного напора. Таким образом, узкая вертикальная щель является большим отверстием.

Отверстие может быть в тонкой или толстой стенке. Стенка считается тонкой, если ее толщина , (в этом случае абсолютная толщина стенки не сказывается на характере истечения из отверстия). Толстой называется стенка при , когда ее толщина уже сказывается на истечении.

На характер истечения из отверстия существенно влияет сжатие струи при подходе к отверстию, постоянство или изменение действующего напора, уровень жидкости за отверстием.

Сжатие называется совершенным, когда боковые стенки и дно сосуда практически не влияют на истечение.

Если отверстие находится от боковой стенки или дна на расстоянии , меньшем утроенного размера отверстия (для круглого , для квадратного ), то истечение происходит с несовершенным сжатием. В этом случае боковые стенки или дно сосуда оказывают влияние на истечение, сжатие струи при подходе к отверстию может быть полным (по всему периметру) и неполным, когда с одной или нескольких сторон жидкость при подходе к отверстию не испытывает сжатия (3).

Если уровень жидкости за отверстием не влияет на условия истечения, последнее называется свободным (чаще всего в атмосферу). При его влиянии на характер истечения такие отверстия называются подтопленными (при частичном затоплении) или затопленными, когда истечение происходит под уровень нижележащей жидкости.