Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основные положения






Лабораторная работа № 6

Истечение жидкости из отверстия и насадка

 

Основные положения

Истечение жидкости из малого отверстия характеризуется следующими особенностями (рис.1): струя жидкости на выходе из отверстия сужается, оставаясь сплошной и однородной. а затем происходит изменение формы ее поперечного сечения (инверсия струи). Максимальное сжатие наблюдается на расстоянии около 0, 5d,

отношение площади сжатого сечения струи __ ω с _ к площади отверстия ω о называется коэффициентом сжатия ε

Применив уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 (рис. 1 б), можно получить формулу для расчета скорости истечения V -

 

V = φ ,

 

где φ - коэффициент скорости, равный отношению действительной скорости к теоретически возможной (для идеальной жидкости). H – напор истечения,

g - гравитационная постоянная(= 9, 81 м/с2).

 

Коэффициент скорости в работе определяется по траектории струи (рис. 2 а):

φ = x /(2 ),

 

где x- и y- - координаты произвольной точки струи

 

Действительный расход жидкости при истечении определяется по формуле

Q = μ ω ,

 

где μ = φ ε является коэффициентом расхода, характеризующим пропускную способность отверстия или насадка. Очевидно, что он равен отношению действительного расхода к теоретически возможному

Qт = ω .

 

 

Уменьшение действительного расхода жидкости при истечении по сравнению с расчетным вызвано гидравлическим сопротивлением отверстия или насадка. Величина коэффициента гидравлического сопротивления ξ может быть найдена по формуле

ξ = 1/φ 2 -1,

 

 

где _φ _ - коэффициент скорости, определяемый по формуле (2).

 

Насадком называется короткий патрубок (длина = 3, 5-6, 5 d), присоединяемый к баку с целью увеличения расхода. Насадки бывают цилиндрические, конические (конфузорные и диффузорные), коноидальные, внутренние и внешние и т.д. Наиболее простыми и распространенными являются внешние цилиндрические насадки (рис. 1 б).

Истечение жидкости через такой насадок имеет ряд особенностей. При входе жидкости в насадок, вследствие сжатия струи, образуется область пониженного давления, так называемая вакуумная полость. Она вызывает подсос жидкости из бака, что приводит к увеличению расхода жидкости через насадок по сравнению с отверстием.

Кроме того, коэффициент сжатия струи на выходе из насадка равен единице, поскольку струя выходит полным сечением, поэтому для насадка μ н = φ н

Измерив величину вакуума на входе в насадок pv=pатм -pc, можно рассчитать степень сжатия струи внутри насадка по формуле:

 

ε ccо = V

 

 

Здесь ξ вх - коэффициент сопротивления входа (принимаем равным ξ вх = 0, 05);

- V - среднерасходная скорость истечения, вычисляемая по формуле (1) с учетом коэффициента скорости _φ н.

Расход через насадок вычисляется по формуле (3) с использованием соответствующего коэффициента расхода μ н

Цель работы:

  1. Произвести визуальное наблюдение за особенностями истечения жидкости через круглое отверстие с острой кромкой и внешний цилиндрический насадок. а также за инверсией струи в квадратном.
  2. Определить опытное значение коэффициентов скорости, расхода и гидравлического сопротивления для отверстия и насадка.

 

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал