Hydraulic scurgerea lichidului de calcul prin găurile și duzele

Expirarea fluidului prin găurile și duzele este una dintre principalele probleme hidraulice. Dependențele sunt instalate în studierea fluxului de lichid, este larg utilizat în calcule asociate cu crearea de jeturi compacte (pozharnye.brandspoyty, Hidromonitoare), perdele de aer, umplerea și golirea cisternelor, bazine, rezervoare, precum și pregătirea formei de duze, duze și duză.

Sa stabilit experimental că la expirarea orificiilor cu jet de lichid este comprimat în secțiunea inițială, adică reducerea secțiunea sa transversală. Jet de compresie se produce deoarece particulele de fluid se apropie deschiderea către diferite părți și se deplasează prin inerție în gaura de-a lungul traiectorii convergente. fluxuri de curgere paralele în gaura este posibilă doar în cazul în care grosimea pereților vasului este aproape de mărimea găurilor și deschiderile au pereți formă netedă, cu o extensie în vas. Când aceasta este convertită în duzele de gaură conică.

Diafragma este considerată mică dacă mărimea înălțimii h nu depășește 0,1 N presiuni care acționează asupra acesteia; mijloc - 0,1H0,4H.

În funcție de grosimea peretelui deschiderile D sunt clasificate după cum urmează: gaură într-un perete subțire - D<3h; отверстия в толстой стенке - D>3h.

Otvepstiem în peretele subțire se numește o gaură având o muchie ascuțită, atunci când grosimea peretelui nu afectează forma jetului și condițiile de evacuare fluid.

La gaura cu compresie perfectă care derivă din acestea cu jet legat suficient eliminat din lichid în limitele de rezervor, în care peretele rezervorului nu are niciun efect asupra condițiilor de compresie cu jet. Experimentele au arătat că jetul de rezervor de perete afectează compresie numai atunci când distanța până la marginile găurilor ale peretelui lateral sau de jos, cel puțin trei diametre de găuri rotunde sau cantități părți triple - pentru dreptunghiulară. Alezaj cu o compresie imperfectă care derivă din acesta un flux de lichid numit o gaură, care are una sau mai multe laturi sunt la o mică distanță de suprafața lichidului sau peretele vasului.

Deschiderea unei compresiune care derivă din acestea un flux de lichid numit o gaură, în care curentul este comprimat din toate părțile. Gaura cu un flux de compresie rezultat incomplet nu este comprimat cu una sau mai multe părți. Un exemplu de astfel de deschidere poate fi de deschidere inferioară, în care comprimarea inferior este absent, și doar fluxul comprimat din trei direcții.

Pentru a evalua gradul de comprimare a fluxului de jet folosind raportul de compresie e, care este definită de raportul suprafață de WC în zona de deschidere a secțiunii comprimat w: wc / w = e. Motivul pentru care cauzează compresia jetului, este inerția particulelor se apropie de deschidere rezervor în direcții radiale. Aceste particule, străduindu-se prin inerție pentru a menține direcția de mișcare, încercuiesc marginea de deschidere și formează o porțiune de suprafață a jetului la compresie. Pentru secțiunea comprimată a jetului, practic, nu se extinde, și de expirare se pot rupe în picături, la viteze mari. Experimentele au arătat că pentru micile deschideri de dimensiuni cu muchii ascuțite, în cazul unei comprimare perfectă a e = 0,64. 0.60. Pentru deschideri mici (dimensiunea laturii verticale nu este mai mare 0,1H), raportul de compresie este constantă, în timp ce în deschideri mai mari, aceasta variază în funcție de mai mulți factori, inclusiv H cap și deschiderea la dimensiunea găurii.

Expirarea lichidului prin găuri mici dintr-un perete subțire plat.

Dacă găurile undrowned (Figura) spun că presiunea în toate punctele secțiunii comprimată a jetului este aceeași. Presupunând o gaură circulară (d - diametrul găurii), o comparație a planului O-O prin centrul de greutate al secțiunii comprimată. Notăm H sau că același centru gaura de penetrare sub nivelul fluidului, iar Vc prin WC un potențial cap - jet de viteză și secțiunea transversală în secțiunea comprimată C-C, respectiv. Ecuația lui Bernoulli pentru secțiunea transversală 1-1 (nivelul suprafeței libere) și jeturi comprimată secțiunea C-C este:

în cazul în care v1 și Vc - viteza medie în secțiunile relevante; coeficient aerodinamic considerând pierderea de presiune a secțiunii 1-1 la secțiunea C-C (pierdere concentrat în principal, în apropierea orificiilor) - V.

Fig. 1 - Schema fluxului de lichid în atmosferă printr-o deschizătură într-un perete subțire

2 - Programul AD Altshul

După ecuația de conversie Bernoulli formula obține viteza medie pentru un ideal fluid Vc = (2gh) 0,5 - formula Torricelli, precum și formula de debit de fluid, care trece prin deschidere.

Notând m0 = ej, fluxul de fluid în cazul expirării formulei printr-o deschizătură mică obținută în forma în care m0 - coeficientul orificiu de descărcare, care arată modul în care debitul efectiv la expirarea găurilor este redusă în comparație cu debitul teoretic în mod ideal, adică la expirarea jet de lichid ideale fără compresie.

De obicei, coeficienții m0 și e este determinată empiric, iar coeficientul j este găsit de calcul.

Coeficientul de frânare este exprimat ca raportul vitezei V:

Coeficientul de scurgere de lichid depinde de numărul Reynolds. Fig. prezintă curbele (Figura Altshul AD) în funcție de coeficienții de m0, j și e pe numărul Reynolds pentru cazul gauri mici de evacuare a lichidelor dintr-un perete subțire. Odată cu creșterea vitezei Re ratio j crește, se apropie de 1 și e scade de la I la 0,6. Coeficientul m0 crește mai întâi și apoi scade.

Când lichidul care curge prin orificiile mici într-un perete subțire, la nivelul fluxului de fluid într-o secțiune transversală comprimată la deschiderea expirație printr-o inundate

m0 coeficientul de debit la expirarea deschiderilor submerse are aproximativ aceeași valoare ca și în cazul după atmosfera.

Expirarea lichidului prin orificiul mare în planul peretelui subțire la un cap constant.

Dacă, la expirarea lichidului prin orificiul mic se poate considera că presiunea din interiorul găurii H este constantă, atunci, în cazul unor găuri mai mari, presiunea din interiorul secțiunilor transversale lor se modifică de la H1 la partea superioară a găurii pentru H2 inferior. Pentru a determina viteza de curgere a fluidului prin orificiul mare cu presiunea alternant este divizată în adâncimea suprafeței secțiunii transversale a găurilor din dH înălțimea benzii. Fiecare dintre benzi este considerată ca o mică deschidere cu o presiune constantă și rata de curgere H unde b - lățimea mare gaură dreptunghiulară; m0 - coeficientul de curgere a deschiderii mici; H - cap pentru deschideri mici.

Luând M0 = const primi flux de fluid care trece prin mare deschidere:

în cazul în care H1 și H2 - limitele de integrare.

Formula finală de curgere a fluidului în timpul curge prin orificiul mare ia forma:

în care Hc - nivelul apei în exces în vasul deasupra centrului de greutate al găurii mari; M0 - gaura coeficient de debit mare. Valorile mai mari M0 sunt găuri cu partea de jos netedă și abordări pentru a le.