Rezolvăm problema debitului de lichid printr-o duză cilindrică externă. Vom determina viteza jetului de scurgere, a debitului și a vidului în secțiunea comprimată a duzelor.
Să presupunem că duza are o lungime l și un diametru d interior (fig. 7.7). Pentru a determina viteza și curge jetul de curgere a fluidului formează ecuația Bernoulli pentru cele două secțiuni: 1-1 la suprafața liberă a lichidului din rezervor și B-B a secțiunii de ieșire a duzei, în raport cu planul de referință O-O care trece prin axa duzei:
unde pierderea de presiune în timpul fluxului de lichid prin duze.
Ne neglijăm termenul în raport cu micul său număr și presupunem că coeficienții cinetici ai lui Coriolis # 945; 1 = # 945; B = 1 și ținând seama de faptul că capul total este egal cu H. obținem ecuația (7.16) în forma:
unde suma tuturor coeficienților de rezistență care caracterizează
pierderea capului atunci când lichidul curge prin duze.
Aceste pierderi constau din pierderi pe cap limitarea jetului la secțiunea sa comprimată (aproximativ aceeași ca și în fluxul de fluid din gaura cu o muchie ascuțită), pierderea jetului secțiunii de expansiune comprimat și frecarea de-a lungul lungimii duzei. Prin urmare, coeficientul total de rezistență este exprimat după cum urmează:
Valorile experimentale ale coeficienților de rezistență pentru cazul fluxului de lichid prin găurile dintr-un perete subțire, când se face referire la viteza într-o secțiune comprimată, se află în limitele # 958; îngust = 0,06-0,1.
factor # 958; prăbușirea este prin zona secțiunilor comprimate și necomprimate :.
Coeficientul de rezistență de-a lungul lungimii este determinat de formula obișnuită.
Înlocuind în ecuația (7.17) valoarea Σ # 958 ;. avem
Rezolvăm ecuația (7.19) în ceea ce privește viteza jetului de ieșire pe care îl obținem
unde factorul de viteză este duza.
Deoarece în secțiunea de ieșire a duzei B-B funcționează secțiunea transversală totală, atunci când se determină curgerea prin secțiunea transversală de ieșire, raportul de compresie al jetului # 949; = 1. iar debitul duzei este
Debitul lichidului care curge prin duze, ținând cont de dependențele (7.20) și (7.21), poate fi exprimat după cum urmează:
Dependențele de mai sus sunt valabile pentru duze de toate tipurile, deoarece la derivarea lor, nu s-au făcut presupuneri cu privire la tipul de duză.
Se vede din (7.20) și (7.21) că cu duzele mai scurte, coeficientul de viteză # 966 ;. și, prin urmare, coeficientul de curgere # 956; va crește, iar pentru cele mai lungi - va scădea. Experiența arată că lungimea minimă a duzelor l. la care, după ce jetul este comprimat, întreaga secțiune a duzei este umplută și pierderile de-a lungul lungimii devin neglijabil mici (# 958; dL = 0) este (3-4) d. O duză de această lungime va avea cel mai mare coeficient de curgere # 956; = # 966; = 0,82.
Pentru a determina mărimea vidului în secțiunea comprimată a duzei, formăm ecuația Bernoulli pentru două secțiuni: secțiunea comprimată a CC și borna BB, față de planul de comparație O-O, care trece de-a lungul axei duzei:
unde coeficientul total de rezistență, luând în considerare
pierderile de energie în timpul expansiunii lichidului în duza și pierderea
energia de-a lungul lungimii atunci când lichidul se deplasează de la secțiunea CC la
Cu toate acestea, având în vedere faptul că duza are o lungime scurtă, pierderile de frecare (de-a lungul lungimii) pot fi neglijate. atunci
Deoarece vidul este o lipsă de presiune la presiunea atmosferică, este evident că. Prin urmare, având în vedere cele de mai sus și presupunând că coeficienții cinetici ai lui Coriolis # 945; c = # 945; B = 1. obținem ecuația (7.23) în forma:
În conformitate cu legea constanței fluxului de fluid și ținând seama de faptul că. Ecuația (7.25) are forma:
Exprimăm hvak prin capul H. luând și înlocuind în ecuația (7.26):
Conform ecuației (7.27), de exemplu, pentru o duză cilindrică externă # 966; = 0,82 și # 949; = 0,64. noi avem
Ecuația (7.28), susținută de date experimentale, servește pentru a determina mărimea vidului și a capului maxim la care vidul nu atinge încă valoarea maximă de 10 m de apă. Art. În practică, valoarea limită a hak-ului nu depășește 8 m de apă. Art. deoarece cu un vid mai mare, duzele sunt instabile. Aerul începe să aspiră prin secțiunea transversală a țevii B-B și acesta din urmă încetează să funcționeze ca o secțiune transversală completă. Este posibilă o separare completă sau parțială a fluxului de lichid de la peretele interior al duzei, cu o scădere ulterioară a capului eficient și, în consecință, a capului fiind trecut.
Scăderea eficienței duzei, adică următoarele condiții contribuie la detașarea jetului de pereții săi:
1) lungimea mică a duzelor în comparație cu diametrul acestora (lungimea duzei atinge o lungime minimă egală cu trei diametre sau devine mai mică);
2) capul pentru duza este mai mare decât maxim admisibil (10 mW), peste care, datorită vidului mare în secțiunea comprimată, aerul este aspirat prin capătul de evacuare al duzei în zona de compresie a jetului.
În primul caz, datorită lungimii insuficiente a duzelor, jetul de lichid nu are timp să se extindă și să umple toate duzele; aerul intră în el și începe să funcționeze cu o secțiune transversală incompletă (apare o întrerupere a vidului). În cel de-al doilea caz, pentru a preveni admisia de aer prin secțiunea de capăt a duzei, capul H nu trebuie să depășească valoarea maximă la care este creată valoarea maximă permisă de vid. Denumim capul corespunzător vacuumului limită de către Npred. Apoi găsim din ecuația (7.27)
Întrebări pentru auto-examinare
1. Ce gaură este numită o gaură într-un zid subțire?
2. Care este secțiunea comprimată a jetului? Care este raportul de compresie al jetului?
3. Care este duza? Ce tipuri de duze știți?
4. Care este utilizarea unei duze divergente conice? Care sunt principalele avantaje ale unei duze conoide?
5. Cum pot calcula viteza de curgere a unui lichid printr-o gaură nefondată și înfundată într-un perete subțire?
6. Cum se calculează curgerea lichidului prin găurile inundate și inundate într-un perete subțire? Coeficientul fluxului de fluid?
7. Cum să determinăm momentul când rezervorul a fost golit complet când a ieșit sub un cap variabil?
8. Cum se determină debitul de lichid care curge printr-o duză cilindrică?
9. Cum se determină capul admisibil (limitativ), la care duza va funcționa cu secțiunea transversală totală?
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: