35. Вытекание жидкости через затопленное отверстие.
Жидкость вытек. из бака I в бак II через затопленное отверстие со скоростью νв в сжатом сечении. Примем Н – разность уровней в Баках I и II для плоскости х, плоскости сравнения напишем уравнение Бернулли для сечения 0-0 и С-С.
;
(удельная
кинет. эн-я)
;
;
;
;
;
;
=>
.
Под Н – следует понимать разность уровней. Исследование установило, что коэф. расхода μ можно принимать равным коэф. расхода при вытекании в атмосферу.
36. Классификация отверстий и насадок. В одной из стенок сосуда имеется отверстие диаметром D. Если толщина стенки l<3D, то стенку рассматривают как тонкую и отверстие называют отверстием в тонкой стенке. Если же толщина стенки l=(3..4)D, то такое отверстие приходится рассматривать как короткую трубу вставленную в отверстие которое называется насадкой .
Насадки разделяют на цилиндрические и конические. Цилиндрические насадки могут быть внешними и внутренними.Конические насадки бывают: конически сходящимися, конически расходящимися. Причем угол β между образующими конуса называют углом конусности. Если в конической расходящейся насадке β>0,04 π, то как показывает практика струя вытекающей из отверстия не касаясь стенок насадки.
37, Вытекание жидкости через насадки.
Ф-лы выведения скорости и расхода. ;
остаются
справедливыми и для насадок, но значение
коэфициентов
будут другими.
Вид вытекания |
ε |
ξ |
φ |
μ |
Ч-з отверстие в тонкой стенке |
0,64 |
0,06 |
0,97 |
0,62 |
Ч-з цилиндрические насадки: - внешнюю - внутреннюю |
1 1 |
0,49 1 |
0,82 0,71 |
0,82 0,71 |
Ч-з коническую насадку: -сходящуюся β=0,7π -расходящ. β=0,04π |
0,98 1 |
0,06 0,94 |
0,97 0,45 |
0,95 0,45 |
Т.к. в конической и цилиндрической расходящейся насадках струя покидает насадку без сжатия(сжатие происходит в самой насадке), то для этих случ. коэф. наружного сжатия =1. Благодаря наличию сжатия внутри насадки площадь сечения будет меньше, чем площадь сечения из насадки. Скорость в сжатом сечении будет выше, а давление меньше, чем снаружи. Давление снаружи равно Рб, а т.к. внутри насадки давление меньше, образуется разряжение (вакуум).
38. Вытекание жидкости при переменном уровне.
В данном случае движение является неустановившимся с достаточной степенью точности можно считать, что в каждом моменте времени скорость вытекания определяется соответственно этому моменту напору Н, т.е. также как и при установившемся движении.
Определим
время в течении которого жидкость
опустится с уровня Н1
на уровень Н2.
Для этого возьмем промежуточный уровень
с напором Н. за какое то время dt
вытекающий объём жидкости dV
равна функции:
. За то же самое время напор меняется на
какую то величину dH
и объем жидкости вытекающей из сосуда
будет равен:
,
где Ω площадь свободной поверхности в
сосуде; «-» указывает на отрицательный
характер приращения уровня при его
понижении.
Приравниваем
это 2 выражения, получим:
;
Проинтегрируем:
