Истечение жидкости через насадки

Насадком называют короткую трубу, присоединенную к отвер­стию в тонкой стенке. Длина насадка равна трем—пяти диаметрам отверстия.

Рис. 1.42. Насадки различной формы

По форме насадок может быть внешним цилиндрическим 1, внутренним цилиндрическим 2, коническим сходящимся 3, кониче­ским расходящимся 4 и коноидальным 5 (рис. 1.42).

Расход через насадок определяют по формуле (1.98), где коэффи­циент расхода μ. принимают в зависимости от формы насадка по табл. 1.6.

Внешний цилиндрический насадок (рис. 1.43). Вследствие криволинейности линий тока на подходе к насадку струя жидкости непосредственно после входа в насадок образует сжатое сечение сс, а из насадка вытекает полным сечением, т. е. коэффициент сжа­тия такого насадка ε =1.

Таблица 1.6. Значения коэффициентов расхода μ, скорости φ, сжатия ε и сопротивления ζ отверстий и насадков

Коэффициент расхода внешнего цилиндрического насадка ра­вен 0, 82, т.е. насадок увеличивает расход по сравнению с отверсти­ем в тонкой стенке в 1, 32 раза (μ отверстия составляет 0, 62). Увеличение расхода в насадке объясняется наличием вакуума в сжатом сечении, который создает подсос жидко­сти. Если к отверстию в сжатом сечении подсоединить жидкостный вакуумметр (см.рис. 1.43), то жидкость в трубке поднимется на высоту h_вак= 0, 75 Н.

Рис. 1.43. Схема истечения жидкости через внешний цилиндрический насадок

Внешние цилиндрические насадки широко применяют на практике. Как насадки такого типа работают выпуски воды в плотинах, дорожные трубы, трубы под насыпя­ми и т.п.

Внутренний цилиндрический наса­док. Этот насадок имеет большее сопро­тивление на входе, чем внешний. Его коэффициент расхода μ = 0, 707, а ко­эффициент сжатия ε = 1.

Конический сходящийся насадок. Коэффициент расхода этого насадка за­висит от угла конусности θ (см. рис. 1.42). При этом наибольший коэффициент расхода μ _max = 0, 94 получается при угле конусно­сти θ = 13°24'.

Такие насадки дают струю с большими скоростями, поэтому их применяют в качестве сопел турбин, гидромониторов и бранд­спойтов.

Конический расходящийся насадок. Этот насадок дает малую выходную скорость, но вызывает большие потери напора. При угле конусности 5—7° с коэффициент расхода μ =0, 5, а коэффициент сжатия ε = 1.

Такую форму насадков используют при устройстве дорожных труб, водовыпусков оросительных систем и отсасывающих труб тур­бин ГЭС.

Коноидальный насадок. Форма внутренней поверхности этого насадка близка к форме струи, вытекающей' из отверстия; гидрав­лические сопротивления в нем очень малы. В связи с этим коэффи­циент расхода этого насадка равен 0, 97 — 0, 98.