Расчетные соотношения

Струи жидкости используются в технике в активных турбинах, гидромониторах, пожарных и дождевальных установках. Большое значение имеет изучение истечения для устройств гидроавтоматики таких, как золотники, элементы сопло-заслонка.

Для разработки этих устройств требуется определение: площади струи – fс, средней скорости Vср, расхода – Q = f*V.

3.1. Площадь в сжатом сечении струи fсж определяется экспериментально.

3.2. Средняя скорость вычисляется с использованием уравнения Бернулли.

Уравнение Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии для установившегося потока несжимаемой жидкости в поле силы тяжести. Это уравнение для сечений 1 и 2 имеет вид(рис.1)

Трехчлен характеризует энергию, проносимую потоком через i-e сечение; он называется напором потока.

- характеризует потери на трение на участке от 1-го до 2-го сечения, называется потерей напора на этом участке.

z_i– высота центра i-го сечения над плоскостью сравнения;

Р_i– давление в центре i-го сечения;

V_i – средняя скорость в i-м сечении;

α_i - коэффициент кинетической энергии, зависящий от характера распределения скоростей по i-му сечению;

ζ_i – коэффициент сопротивления участка между первым и вторым сечением.

Для выбранных сечений

z₁ = z₂, P₂ = P_ат, и V₁ <<V₂

из-за неразрывности потока, определяемом равенством

Q = F* V₁ = f ₁* V_{2 .}

Обозначив , где Ри - давление истечения. V₂ = V_c получим

откуда получим скорость истечения в струе

(2)

где - коэффициент скорости, - напор источника

Расходом жидкости называется объем жидкости, проносимый через сечение потока в единицу времени, его найдем по формуле

Q = fc*Vc = ε*f*φ* =μ*f* (3).

где μ = ε*φ - коэффициент расхода.

Коэффициенты μ , ε , φ называются коэффициентами истечения.

Эти формулы 1 , 2, 3 справедливы для отверстий с острой кромкой и для насадков.

Величины коэффициентов истечения зависят от формы отверстия, от отношения диаметра отверстия к напору истечения, от расстояния между отверстием и ближайшей к нему стенкой резервуара, а также от режима движения жидкости, определяемом числом Рейнольдса

где d – диаметр отверстия, ν – кинематическая вязкость жидкости.

Зависимость коэффициентов истечения от числа Рейнольдса показана на рис.1, где видно что при увеличении числа Re его влияние на коэффициенты уменьшается.

4.Цель лабораторной работы.

Целью лабораторной работы является определение коэффициентов истечения μ, ε, φ для малого круглого отверстия с острой кромкой, внешнего цилиндрического насадка и коноидального насадка. Из соотношений (1),(2),(3) следует

ε = (dс/d)², μ = Q /f* φ = μ/ ε,

dс – диаметр струи.

4.1.Устройство опытной установки.

4.2.Обработка результатов измерений.

4.2.Расход струи

где Wк, Wн – соответствуют концу и началу опыта.

4.3. Диаметр струи dc = а- hи, где а – размах щечек, hи – результат мзмерения по индикаторной головке.

4.4. .Напор истечения

Ри – показания манометра, h – высота установки манометра над центром отверстия.

5. Формулы для определения величин

ε = (dс/d)² φ = μ/ ε, где dс – диаметр струи, d – диаметр отверстия, f – площадь отверстия или насадка.

где ν – кинематическая вязкость воды, определяемая по графику

Дата добавления: 2014-07-19; просмотров: 345; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!