Expirarea lichidelor prin deschideri
Debitul de lichid dintr-o gaură într-un zid subțire
Pentru început, este necesar să se clarifice - ce este o "gaură într-un zid subțire".
Deci, gaura este considerată subțire dacă b <3d ,
în cazul în care:
b este grosimea peretelui vasului,
d este diametrul (sau înălțimea) găurii.
În plus față de conceptul unei găuri într-un zid subțire, este introdus conceptul unei găuri mici în acest perete.
Micul se numește o gaură într-un zid subțire. dacă dimensiunea verticală nu depășește 0,1 ... 0,2 din cap:
în cazul în care:
a - înălțimea găurii (m);
H - valoarea presiunii (m).
Când un lichid curge dintr-o gaură mică într-un perete subțire la un cap constant, viteza v și debitul de fluid Q sunt determinate de formulele:
v = φ √ [2g (H + p1 / pg - p2 / pg)]. (aici și √ este semnul radicalului);
în cazul în care:
ρ este densitatea lichidului;
ω este aria secțiunii transversale a găurii;
μ și φ sunt coeficienții de viteză și debit, ale căror valori sunt determinate de tabelele de referință. Un fragment al uneia dintre aceste tabele este prezentat mai jos.
Coeficienții μ și φ sunt legați de relația μ = φε. unde ε este raportul de compresie al jetului, care reprezintă raportul ariei jetului în secțiunea comprimată până la zona gaurii.
Tabelul coeficienților de viteză și debit de lichid din găuri
Tipul orificiului din peretele vasului și condițiile fluxului de fluid
Coeficientul ratei jetului poate fi exprimat în termeni de coeficient local de pierdere a rezistenței prin formula:
în cazul în care:
α este coeficientul de energie cinetică;
ξ este coeficientul local de pierdere a rezistenței.
Atunci când lichidul curge din aer liber în atmosferă (p1 = p2 = pa), formulele de determinare a vitezei și capului sunt simplificate:
Q = μω √ (2gH). (m 3 / s).
Coordonatele x și y ale punctelor liniei axiale a jetului (figura 1) în acest caz sunt legate de relația:
Atunci când debitul sub nivelul (în acest caz, gaura este numită inundată), viteza și debitul sunt exprimate prin următoarele dependențe:
Q = μω √ (2gΔH). (m 3 / s),
unde: ΔH este diferența de nivel (a se vedea figura 2).
Timpul de golire parțială a rezervorului prismatic deschis printr-o gaură într-un perete subțire, în timpul căreia capul se schimbă de la H1 la H2. este determinată de formula:
care la H2 = 0 (golirea completă a rezervorului) are forma:
în cazul în care:
Ω este aria secțiunii transversale a rezervorului (m 2);
W este volumul de lichid din rezervor la momentul inițial T = 0 (m 3);
Q este debitul unui lichid printr-o mică deschidere de suprafață ω cu un cap H1. Q = μω √ (2gH1). (m 3 / s).
Când curge din deschiderile dreptunghiulare mari în peretele vertical al rezervorului (Figura 3), debitul de lichid este determinat de formula:
în cazul în care:
b - lățimea găurii;
H2 - presiunea deasupra marginea de jos a găurii;
H1 - presiunea deasupra marginii superioare a orificiului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: