Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Введение. Кафедра гидравлики, теплотехники и гидроприводаСтр 1 из 2Следующая ⇒
МИНОБРНАУКИ РОССИИ ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра гидравлики, теплотехники и гидропривода
ПРОТОКОЛ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №5Г
ИЗУЧЕНИЕ ИСТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ МАЛЫЕ ОТВЕРСТИЯ В ТОНКОЙ СТЕНКЕ И НАСАДКИ ПРИ ПОСТОЯННОМ НАПОРЕ В АТМОСФЕРУ
Вариант начальных установок №
Выполнил студент _______________ Группа__________
Принял доц. Ф. В. Качановский
Тверь - 2015 ИЗУЧЕНИЕ ИСТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ МАЛЫЕ ОТВЕРСТИЯ В ТОНКОЙ СТЕНКЕ И НАСАДКИ ПРИ ПОСТОЯННОМ НАПОРЕ В АТМОСФЕРУ
Введение Малым считается отверстие, высота которого не превышает 0, 1 Н. Здесь Н - превышение свободной поверхности жидкости над центром тяжести отверстия (рис. 1). Стенку считают тонкой, если ее толщина d < (1, 5...3, 0) d (рис. 1). При выполнении этого условия величина d не влияет на характер истечения жидкости из отверстия, так как вытекающая струя жидкости касается только острой кромки отверстия. Поскольку частицы жидкости движутся к отверстию по криволинейным траекториям, то за счет сил инерции струя, вытекающая из отверстия, сжимается. Благодаря действию сил инерции струя продолжает сжиматься и после выхода из отверстия. Наибольшее сжатие струи, как показывают опыты, наблюдается в сечении C-C на расстоянии примерно (0, 5...1, 0) d от входной кромки отверстия (рис. 1). Это сечение называют сжатым. Степень сжатия струи в этом сечении оценивают коэффициентом сжатия e: , (1) где wс и w - площадь сжатого живого сечения струи и площадь отверстия. Среднюю скорость струи Jc в сжатом сечении C-C при р0 = рат вычисляют по формуле, полученной из уравнения Д. Бернулли, составленного для сечений I-I и C-C (рис. 1): , (2) где j - коэффициент скорости отверстия. . (3) C использованием уравнения траектории струи, вытекающей из отверстия, получено еще одно выражение для коэффициента j: . (4) В формулах(3) и(4) a - коэффициент Кориолиса, z - коэффициент сопротивления отверстия, xi и yi - координаты произвольно взятой точки траектории струи. Поскольку напор теряется главным образом вблизи отверстия, где скорости достаточно велики, при истечении из отверстия во внимание принимают только местные потери напора.
Расход жидкости Q через отверстие (5) где . (6) Здесь m - коэффициент расхода отверстия, учитывающий влияние гидравлического сопротивления и сжатия струи на расход жидкости. С учетом выражения для m формула (5) принимает вид: (7) Значения коэффициентов e, z, j, m для отверстий определяют опытным путем. Они зависят от формы отверстия и числа Рейнольдса. Однако при числах Рейнольдса Re ³ 105 они от Re не зависят и для круглых и квадратных отверстий при совершенном сжатии струи имеют значения: e= 0, 62...0, 64, z=0, 06, j=0, 97...0, 98, m=0, 60...0, 62. Насадком называют патрубок длиной 2, 5 d £ LH £ 5 d (рис. 2), присоединенный к малому отверстию в тонкой стенке и изменяющий гидравлические характеристики истечения (скорость, расход жидкости, траекторию струи). Насадки бывают цилиндрические (внешние и внутренние), конические (сходящиеся и расходящиеся) и коноидальные, очерченные по форме струи, вытекающей из отверстия. Использование насадка любого типа вызывает увеличение расхода Q благодаря вакууму, возникающему внутри насадка в области сжатого сечения C-C (рис. 2) и обусловливающему повышение напора истечения. Среднюю скорость истечения жидкости из насадка J и расход Q определяют по формулам, полученным из уравнения Д. Бернулли, записываемого для сечений I-I и в-в (рис. 2), , (8) где - коэффициент скорости насадка, zН - коэффициент сопротивления насадка. Для выходного сечения в-в коэффициент сжатия струи e = 1, так как насадок здесь работает полным сечением. Поэтому коэффициент расхода насадка mН = jН. Расход жидкости, вытекающий из насадка, вычисляется по формуле, аналогичной формуле (7), (9) 2.Цели работы: 1. Определить по опытным данным значения коэффициентов mоп, jоп, eоп, zоп при истечении воды в атмосферу через малое круглое отверстие диаметром d =2 см при постоянном напоре и значения коэффициентов mНоп = jНоп и zНоп для внешнего цилиндрического и конических (сходящегося и расходящегося) насадков при Н = const. 2. Сравнить значения коэффициентов, полученные в опытах, со справочными и подсчитать относительные отклонения.
|