ОП.05. Основы гидравлики и теплотехники
Урок)
Гр. 5. Основы гидравлики и теплотехники
Преподаватель: Рыжонкова С.А.
Адрес электронной почты: ryzhonkovasvetlana@yandex.ru
Тема: Истечение жидкости через насадки
Цель: Изучитьистечение жидкости через насадки
Форма работы: индивидуальная, дистанционное обучение
Тип урока: Урок изучение нового материала(1 урок)
Обеспечение занятий: калькулятор, линейки, карандаши, ручки, рабочая тетрадь.
Место проведения: индивидуальное, электронное обучение
Время проведения: 1 час, (1 урок).
Методические указания к уроку:
1. Записать что называется насадком
2. Записать для чего применяют насадки
3. Записать схемы различных насадков и характер истечения через них жидкости (см. рис. 5.7.)
4. Ответить на контрольные вопросы
Краткие теоретические сведения
Насадком называется короткий патрубок, присоединенный к отверстию в тонкой стенке. Длина насадка обычно составляет (3...4) dо, где dо — диаметр отверстия. Схемы различных насадков и характер истечения через них жидкости показаны на рис. 5.7.
Выбор типа насадка зависит от того, где и для чего намечено его применение. Если нужно получить струю большой дальнобойности и разрушающей силы (брандспойты, гидромониторы), то применяют сходящиеся или коноидальные насадки; если нужно увеличить пропускание жидкости, — конические расходящиеся насадки (отсасывающие трубы, сливные устройства).
Истечение жидкости через цилиндрические насадки. Цилиндрический внешний насадок (насадок Вентури) длиной l = (3...4) d на практике получается, когда выполняется отверстие в толстой стенке и не обрабатывается его входная часть.
Истечение жидкости через внешний цилиндрический насадок (см. рис. 5.7, а) имеет ряд особенностей. Если насадок с острыми кромками, то на расстоянии от входа, примерно равном диаметру и насадка, струя будет сжиматься. Коэффициент сжатия на входе приблизительно равен коэффициенту сжатия при истечении жидкости через отверстие (εвх = 0,64). Пространство между стенкой и сжатой струей заполняется вихрями. Затем струя постепенно расширяется и заполняет все сечение насадка на выходе. Этот режим называется безотрывным истечением. Следовательно, коэффициент сжатия на выходе εвых = 1, коэффициент расхода μ = φ, где φ – коэффициент скорости (см. продразд. 5.1). Осредненные значения коэффициентов для этого режима: μ = φ = 0,8; коэффициент сопротивления ζ = 0,5.
По сравнению с истечением жидкости через отверстие при истечении жидкости через насадок возникают дополнительные гидравлические сопротивления: на расширение после узкого сечения ζв. р, как и при внезапном расширении потока;
на трение по длине насадка λ l / d. Следовательно, ζ = ζвх + ζв. р+ λ l / d.
Коэффициенты скорости и расхода при коэффициенте Кориолиса α =1
При истечении жидкости через цилиндрический внутренний насадок (см. рис. 5.7, е) струя испытывает большее сжатие, следовательно, истечение характеризуется большими потерями и меньшим расходом: μ = φ = 0,71.
Если перед пуском насадок не был заполнен жидкостью, то истечение будет происходить на режиме срыва, как через отверстие. Струя окажется сжата по всей длине насадка и не будет касаться стенок (см. рис. 5.7, ж). В этом случае коэффициент расхода μ = 0,5...0,54.
Истечение жидкости через конический сходящийся насадок. В коническом сходящемся насадке (см. рис. 5.7, и) внутреннее сжатие струи менее выражено, чем в цилиндрическом насадке, но появляется сжатие струи на выходе (при угле конусности α = 6°). Коэффициент расхода достигает максимума при α = 13°24'; μ = 0,946; φ = 0,963; ε = 0,982.
Истечение жидкости через коноидальный и расходящийся насадки. Коноидальным называется насадок, имеющий форму струи, выходящей из насадка (см. рис. 5.7, к). Благодаря сведению к минимуму гидравлических потерь такой насадок имеет наибольший коэффициент расхода μ = 0,98.
В расходящемся насадке (см. рис. 5.7, л) происходит резкое расширение струи, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления, но вместе с тем возрастает разрежение. Поэтому всасывающая способность расходящегося насадка наибольшая. Следовательно, несмотря на малый коэффициент расхода (для α = 5° μ = 0,48), этот насадок обеспечивает наибольший расход. Малый коэффициент расхода μ объясняется тем, что его определяют для выходного сечения, которое в расходящемся насадке наибольшее.
Контрольные вопросы
1. Что такое насадок?
2. Почему при истечении жидкости через насадок расходуется больше кинетической энергии, чем при истечении жидкости через отверстие?
3. Какой насадок называют коноидальным?
Основные источники:
1. О.Н. Брюханов А.Т. Мелик-Аракелян В.И. Коробко
Основы гидравлики и теплотехники 2014 г.
Дополнительные источники: