Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре.
Течение жидкости через отверстие и насадки.
Зависимости, которые установлены при изучении истечений, широко применяются в расчетах, связанных с созданием компактных струй (пожарные бронгойты, гидромониторы, воздушные завесы, наполнение и опорожнение резервуаров), при разработке насадок и т.д.
Малое отверстие – отверстие диаметр, которого меньше 0,1 напора над этим отверстием.
Тонкой стенкой называется стенка, толщина которой меньше 0,5 диаметра и имеющая открытый острый край.
Н
D
δ
0,5d
В этом случае жидкость испытывает только местные сопротивления. При подходе жидкости к отверстию траектории ее частиц не параллельны. За счет прямолинейности движения давление в струе жидкости возрастает от кромок к центру, а скорость уменьшается. В результате чего струя сжимается. На расстоянии равном половине диаметра движение жидкости становится параллельным струйным, а такое сечение называется сжатым.
Коэффициент сжатия (ε) – отношение площади сжатой струи к площади отверстия.
1 
1
Н
О О
Рассмотрим истечение жидкости через малое отверстие с тонкой стенкой при постоянном напоре в атмосферу. Для этого запишем уравненеи Бернулли для двух сечений ( 1-на поверхности воды в резервуаре, 2- в сжатом сечении)
Плоскость отчета проходит через центр тяжести отверстия.
z1 + 
+ 
= z2 + 
+ 
+ h1-2
z1 = H; z2 = 0
P1 = P2 = Pa
υ1 = 0; υ2 = υc
H + 
+ 
= 0+ + 
+ 
υc = 
= 
= 
где 
= 
- коэффициент скорости, постоянная.
Коэффициент скорости – это отношение реальной скорости в сжатом сечении к теоретической ( максимально возможной) скорости.
Q = υc Sc ε = 
Q = υc ε S0 = ε S0 = μ S0 
μ = φ ε - коэффициент расхода
Q = μ S0
Опытными исследованиями были получены средние коэффициенты при истечении в атмосферу:
Коэффициент скорости φ = 0,97
Коэффициент сжатия ε = 0,64
Коэффициент расхода μ = 0.62