Истечение через насадки.
Истечение жидкости через затопленное отверстие.
1 1
Н
2 2
h0
O O
z1 + 
+ 
= z2 + 
+ 
+ h1-2
z1 = h1; z2 = h2
P1 = P2 = Pa
υ1 = υ2 = 0;
h1 + 
+ 0 = h2 + + (
)
вх = α (1 - 
) Sc << S
υc = 
Насадки применяют для изменения расхода воды, организации направления слива, создания фонтанных, пожарных и др. струй.
Насадка – короткий патрубок, длина которого в несколько раз больше диаметра.
|
При истечении через насадок струя, вытекающая из емкости, сначала сжимается, а затем расширяется, заполняя все сечение насадка, и выходит из него, имея равное площадь струи площади насадка
ε = 
=1.
Внутри насадка в той области, где струя сжимается, образуется вакуумметрическая зона, за счет которой в насадок поступает дополнительное количество воды.
1 
1
Н
0 0
Для определения скорости и расхода запишем уравнение Бернулли.
z1 + + = z2 + + + h1-2
z1 = H
z2 = 0
P1 = P2 = Pa
υ1 = 0
υ2 = υ ;
h1-2 = hм + hl
H + +0 = 0 + + 
+ 
+ 
υ = 
= 
= μ
Q = S0
Преимуществом насадка в сравнении с отверстием является больший расход вытекающей воды за счет того, что коэффициент сжатия струи в насадке равен 1, а в отверстии 0,64. так же за счет образования вакуума внутри насадка за счет сужения и расширения струи. Такой режим работы насадка называется безотрывным. Для того, чтобы насадок работал в безотрывном режиме его сначала необходимо заполнить жидкостью. Кроме сжатия наблюдается инверсия струи –форма поперечного сечения струи изменяется по длине (квадратная → крестообразная и т.д).Это явление обусловлено влиянием не параллельности скоростей отдельных частиц и действием сил поверхностного натяжения.
Оптимальной длиной насадка считают 3-4 диаметра; если длина меньше, то насадок будет работать как просто отверстие; если длина больше, то увеличиваются потери на трение и скорость уменьшается.