Скорость и расход жидкости при истечении в атмосферу из малого отверстия в тонкой стенке при постоянном напоре
Рассмотрим большой резервуар с жидкостью под давлением Р0, имеющий малое круглое отверстие в стенке на достаточно большой глубине Н0 от свободной поверхности (рис.5.1). Рис. 5.1. Истечение из резервуара через малое отверстие Жидкость вытекает в воздушное пространство с давлением Р1. Пусть отверстие имеет форму, показанную на рис.5.2, а, т.е. выполнено в виде сверления в тонкой стенке без обработки входной кромки или имеет форму, показанную на рис.5.2, б, т.е. выполнено в толстой стенке, но с заострением входной кромки с внешней стороны. Струя, отрываясь от кромки отверстия, несколько сжимается (рис.5.2, а). Такое сжатие обусловлено движением жидкости от различных направлений, в том числе и от радиального движения по стенке, к осевому движению в струе. Рис. 5.2. Истечение через круглое отверстие Степень сжатия оценивается коэффициентом сжатия. где Sс и Sо - площади поперечного сечения струи и отверстия соответственно; dс и dо - диаметры струи и отверстия соответственно. Скорость истечения жидкости через отверстие такое отверстие где Н - напор жидкости, определяется как
h AHRvDHVOBAAAwRQAAA4AAAAAAAAAAAAAAAAALgIAAGRycy9lMm9Eb2MueG1sUEsBAi0AFAAGAAgA AAAhAIaxX0rfAAAACgEAAA8AAAAAAAAAAAAAAAAAqAYAAGRycy9kb3ducmV2LnhtbFBLBQYAAAAA BAAEAPMAAAC0BwAAAAA= ">
где α - коэффициент Кориолиса;
Расход жидкости определяется как произведение действительной скорости истечения на фактическую площадь сечения: Произведение ε и φ принято обозначать буквой и называть коэффициентом расхода, т.е. μ = εφ. В итоге получаем расход где ΔР - расчетная разность давлений, под действием которой происходит истечение. При помощи этого выражения решается основная задача - определяется расход. Значение коэффициента сжатия ε, сопротивления ζ, скорости φ и расхода μ для круглого отверстия можно определить по эмпирически построенным зависимостям. На рис.5.3 показаны зависимости коэффициентов ε, ζ и μ от числа Рейнольдса, подсчитанного для идеальной скорости где ν - кинематическая вязкость.
При истечении струи в атмосферу из малого отверстия в тонкой стенке происходит изменение формы струи по ее длине, называемое инверсией струи (рис.5.4). Обуславливается это явление в основном действием сил поверхностного натяжения на вытекающие криволинейные струйки и различными условиями сжатия по периметру отверстия. Инверсия больше всего проявляется при истечении из некруглых отверстий.
Исходные данные (вариант 632)
Рис.4.1.Расчетная схема
Определение расчетных расходов воды Определение максимальных суточных расходов воды [м3/сут] Q max3 сут = 1,3*50=65 Q max4 сут =1,3*200=260 Q max5 сут =1,3*150=195 Q max8 сут =1,3*100=130 Q max9 сут =1,3*250=325 Q max10 сут=1,3*300=390 где: αсут=1,3 – коэффициент суточной неравномерности потребления воды; Q – среднесуточная норма потребления [м3/сутки], определяется из таблицы исходных данных.
Определение максимальных часовых расходов воды [м3/час] Q max3 час =2,5*65/24=6,771 Q max4 час =2,5*260/24=27,083 Q max5час = 2,5*195/24=20,312 Q max8 час = 2,5*130/24=13,542 Q max9 час =2,5*325/24=33,854 Q max10 час =2,5*390/24=40,62 где: αчас=2,5 – коэффициент часовой неравномерности потребления воды. Определение максимальных секундных расходов воды [м3/с] Q max3 сек =6,771/3600=0,0019 Q max4 сек =27,083/3600=0,0075 Q max5 сек =20,312/3600=0,0056 Q max8 сек =13,542/3600=0,0038 Q max9 сек =33,854/3600=0,0094 Q max10 сек =40,62/3600=0,0113
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1004)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |