Сұйықтықтың саптама арқылы ағуы

Саң ылауғ а жабыстырылғ ан ұ зындығ ы 3-4 см қ ысқ а тү тіктерді саптама деп атайды (6.1 сурет). Сыртқ ы цилиндрлік саптама деп кіру жиегінің дө ң геленуінсіз, ұ зындығ ы 2-6 диаметріне тең қ ысқ а тү тікті айтады. Тұ рмыста мұ ндай саптамалар қ алың қ абырғ аны бұ рғ ылап тескенде жә не кіру жиегін ө ң демегенде жиі кө рініс табады.

Сурет 1- Саптама тү рлері

Пішініне байланысты саптама келесі тү рлерге бө лінеді:

1- сыртқ ы цилиндрлік;

2- ішкі цилиндрлік;

3- конусты кішірейетін;

4- конусты ұ лғ аятын;

5- конусоидалды.

Сұ йық тық ағ ыншасы саң ылаудан ағ у кезіндегіндей саптамағ а кірерде сығ ылады, содан соң ү лкейеді жә не шығ ар кезде бү кіл саптаманы толтырады. Сығ ылғ ан қ имада саптама қ абырғ асында қ ысым тө мендейді, ал атмосферағ а ағ у кезінде – вакуум қ алыптасады. Бұ л ағ у режімі ү здіксіз режим деп аталады. Вакуум арынғ а пропорционал:

h_вак 0.75H,

H- саптама алдындағ ы сұ йық тық бағ ана биіктігі.

Сұ йық тық тың саптамадан ағ у кезіндегі жылдамдығ ы мен шығ ыны жұ қ а қ абырғ адағ ы саң ылаудан ағ у кезіндегі формулалармен анық талады, бірақ басқ а сандық мә ндер қ олданылады.

Сұ йық тық тың саптамадан ағ у кезіндегі есептеу тең деуі

Q- саптама шығ ыны;

μ - шығ ын коэффициенті;

S- саптама қ има ауданы;

H₀- арын;

v₀-кіру жылдамдығ ы (v_o²/2g мә нін кіші болғ ан жағ дайда есепке алмауғ а болады, онда Н=Н_о).

Ағ ыншаның сығ ылғ ан қ имасында тө мендеген қ ысымның немесе вакуумның болуы ондағ ы арынның ұ лғ аюына ә келіп соғ ады. Соның салдарынан осы қ имадағ ы сұ йық тық жылдамдығ ы, қ ысымының жұ қ а қ абырғ адағ ы саң ылаудан ағ у кезіндегімен салыстырғ анда ө седі.

Сыртқ ы цилиндрлік саптаманың шығ ын коэффициенті μ =0, 82, сонда ағ ып ө ту кезіндегі шығ ын коэффициенті μ =0, 60-0, 62, яғ ни саң ылауғ а жабыстырылғ ан ұ зындығ ы 3-4 диаметр қ ысқ а тү тіктер шығ ынның 32% ұ лғ аюына ә келеді. Сыртқ ы цилиндрлік саптамалар тұ рмыста кең інен қ олданылады. Саптаманың осы тү рлері бө гендерде шығ арғ ыш, тө селген астындағ ы тү тіктер рө лін атқ арады.

Ішкі цилиндрлік саптама

Бұ л саптама сыртқ ығ а қ арағ анда кірерде ү лкен кедергіге ұ шырайды. Оның коэффициенті μ =0, 707, ал қ ысылу коэффициенті ε =1.

Конус формалы кішірейетін саптама

Бұ л саптамада шығ ын коэффициенті конустың бұ рышына байланысты. Осыдан ең ү лкен шығ ын коэффициенті μ =0, 94 Q=13º бұ рышында пайда болады. Бұ ндай саптамалар ағ ыншаның ү лкен жылдамдығ ын береді.

Конус формалы ұ лғ аятын саптама

Бұ л саптама аз шығ у жылдамдығ ын береді, бірақ арынның ү лкен шығ ынына ә келеді. Конустың 5º -тан 7º бұ рышында шығ ын коэффициенті μ =0.5, қ ысу коэффициенті ε =1. Бұ ндай саптамалар жолдағ ы тү тіктерде, суару жү йелерінде қ олданады.

Конусоидалды саптама

Бұ л саптаманың ішкі ү стің гі пішіні саң ылаудан ағ атын ағ ыншаның пішініне жақ ын, гидравликалық кедергі мұ нда аз. Осыдан саптаманың шығ ын коэффициенті μ =0.97-0.98.

1-кесте. Саң ылау мен саптама ү шін сығ ылу ε, кедергі ξ, жылдамдық φ, шығ ын μ коэффициенттерінің мә ндері.