Изтичане на флуида през отворите и дюзите - studopediya

Изтичане на течността през отвора може да се случи при постоянна и променлива налягане. Ако изтичането на флуид през отвора среща в атмосферата или друга газова среда, като дупка се нарича unflooded. Ако изтичането е под нивото, а не в атмосферата - наводнен.

При изтичане на струята в атмосферата от малки отвори в тънка стена от промяна в дължината на формата на струя, нарича инверсия струя. Това явление се дължи главно на повърхностното напрежение сили, възникващи по крива потоци и различни условия на компресия отвор периметър. Инверсия е най-очевидно при изтичането на некръгли отвори.

Рисуване - Инверсия джетове

Разглеждане на течност изтичане през отвора в тънка стена с постоянна глава. Отворът в стената тънък - отвор, чийто диаметър е най-малко 3 пъти дебелината на стената, т.е. направи> 3 # 948.

Когато течност изтичане през отвора в тънка стена на определено разстояние от стената (L = направи), на струята компресия случи. Жилищна площ на напречното сечение струя е по-малка от площта на отвора. Това е така, защото течни частици на входа на отвора имат различни посоки скорост.

Струята се отдели от стената на ръба на отвора и след това малко сгъстен. Цилиндрични струя се на разстояние от около един диаметър на отвора. Компресиране на струята, причинени от необходимостта на плавен преход между различните области на течността в резервоара, включително движения на радиалната стена на аксиално движение на струята.

и - атмосферата; б - на нивото на течността

Фигура - изтичане на течност през отвора в стената тънък

Компресиране характеризиращ съотношение струя компресия - съотношение на сечение на струята в точката на максимална компресия участък на отвора.

където Sczh - дневна сечение на струята; S - площ на отвора.

компресия Е се определя емпирично и кръгли отвори равно на 0.64.

Целта на изчисляването е да се определи изтичането на течности и дебит на изтичане. скорост изпускателната се определя от уравнението на Бернули. За тази цел ние напише уравнение на Бернули за недвижими течност в продължение на две живи сечения 1-1 и 2-2. Сравнение на равнината, минаваща през оста на отвора:

В раздел 1-1 геодезически z1 главата = Н, и в раздел 2-2 z2 = 0.Sosud отворен изтичане възниква през отвор в пространство с атмосферно налягане, следователно Р1 = Р2 = годишно. скорост на напречното сечение на съда в сравнение със скоростта на отвора може да се пренебрегне, т.е. вземат w1 = 0. раздел скорост 2-2 w2 = тоалетна.

След като направите подходящия заместването и намаляването, получаваме:

В HTH отношение загуба на главата се наричат ​​местна устойчивост и определя по формулата:

където # 950; (Zeta) коефициент местно резистентност (да влиза в тръбата без заоблени ръбове # 950 = 0.5, и със заоблени ръбове # 950 = 0.1).

където ние най-накрая получи:

Стойността се нарича съотношение на скоростта и е означен с # 966;. фактор # 966; Той представлява съотношението на действителния към теоретичния скорост изпускателната се определя емпирично.

Така реално течност скорост изпускателната:

Познаването на скоростта на изтичане течност е възможно да се определи скоростта на потока през отвора:

Заместването на стойностите за скоростта и съотношение на компресия се получи

където Е - коефициент на компресия струя

S - площ на отвора,

# 966; - съотношение скорост,

Продуктът на коефициента на компресия струя за съотношението на скоростта се нарича съотношение поток и е определен # 956;. Ето защо:

И уравнението на потока през отвора получава окончателен вид:

На практика често се налага да се справят с изтичането на течността не е в атмосферата, а не в газова среда, както и в пространство, изпълнено с тази течност. Такъв случай се нарича ниво на изтичане или изтичане през потопена отвор.

В този случай всички кинетичната енергия на струята загубил срив от завихряне, като в внезапно разширяване.

Рисуване - Изтичане на срока на нивото

Когато след ниво на изчислителните формули за скоростта и скоростта на потока остават същите, само Н се приема като разликата в нивото.

Когато поток през отвор в налягането на страничната стена няма да бъде еднакъв за всички точки на напречното сечение на отвора, в този случай скоростта на потока може да бъде определена чрез сумиране, т.е. интегриране на елементарни разходи в секцията за отваряне.

При изтичане на течност чрез кратко цилиндрична дюза (дюза) има допълнителна загуба на енергия, главно поради внезапното разширяване на струята в дюзата.

Чертеж - поток през дюзи

Следователно, скоростта на изтичане течност през дюзата е по-малка от скоростта на изтичането му през отвор в тънка стена. Въпреки това, скоростта на потока, преминаващ през тръбата напред през преминаващ през отвора. Тъй като струята, след въвеждане на дюзата се пресова за същите, както в потока през отвора в тънка стена, а след това постепенно се разширява към струя отвор на размерите на дюзата и излиза пълно сечение. Следователно, съотношението на сгъстяване на струята напускане на дюзата е = 1, което води до увеличаване на стойността на коефициента на потока # 956; и съответно флуидния поток.

външни цилиндрични дюзи могат да бъдат подобрени значително чрез закръгляване водещия ръб или скосена входно устройство.

Фигура - изтичане на течност през дюзата и - разширяване конична; б - конусния конична; в - Conoidal; г - вътрешния цилиндър.

Конично приближава и Conoidal дюза се използва, когато е необходимо да се получи добър компактен поток от относително голяма дължина при ниска загуба на енергия (в маркуча под налягане, струйно обработване и т.н.). Конично приближаващ дюза се използва за увеличаване на потока изтичане на ниска мощност скорости.