3 Порядок выполнения работы

Задачи на истечение жидкости через отверстия можно решать без записи уравнения Бернулли. Так, если дана задача на истечение через отверстие и задан коэффициент расхода , то следует применять основное выражение (81, 82). При этом следует учитывать, что расчетный напор в общем случае складывается из разностей геометрических и пьезометрических высот.

Если истечение жидкости происходит при переменном напоре (опорожнение резервуаров), то в каждый данный момент движения жидкости можно рассматривать как установившееся.

Пример 12.

Определить расход жидкости, перетекающей из ре­зер­вуара I в резервуар II (см. рис. 14), если диаметр отверстия в вер­тикальной стенке d = 0,2 м, высота Н₁ = 7м, Н₂ = 6 м, давление в I резервуаре = 2 Па, = 1,7 Па.

Д ано:

d = 0,2 м;

Н₁ = 7м;

Н₂ = 6 м;

= 2 Па;

= 1,7 Па

Q = ?

Рисунок 14

Решение:

1. Определяем площадь отверстия:

м². (91)

2. Находим расход жидкости:

Ответ: Q = 0,0175 /с.

Пример 13.

Определить расход воды и скорость ее истечения через круглое незатопленное отверстие диаметром d = 0,2 м, если Н = 4 м,  = 0,62,  = 0,97. Скоростным напором пренебречь.

Дано:

d = 0,2 м;

Н = 4 м;

 = 0,62;

 = 0,97.

𝑣 = ? Q = ?

Решение:

1. Определяем скорость истечения:

м/с.

Площадь отверстия

м².

2. Определяем расход воды через отверстие:

м³/с.

Ответ: 𝑣 = 8,58 м/с; Q = 0,172 /с.

Пример 14.

В верхний сосуд (рис. 15) посту­пает вода с расходом Q = 0,25 л/с, которая затем перетекает через малое отверстие в дне диамет­ром = 10 мм в нижний сосуд, имеющий так­же малое отверстие в дне диаметром = 15 мм. Определить: а) напоры и в обоих сосудах; б) при каком диаметре напор будет вдвое меньше, чем напор

Рисунок 15.

Дано:

Q = 0,25 л/с;

= 10 мм;

= 15 мм;

= ? =? = ?

Решение:

а) Определим в обоих сосудах напо­ры и при которых расходы и станут равными притоку воды Q = 0,25 л/с

Q = ; Q = ; (92)

откуда

= = = 135 см; (93)

= = = 27 см; (94)

б) Находим диаметр , при котором = 0,5 = 0,5 135 = 67,5 см.

Из формулы (90) определяем

= = = 1,11 (95)

Ответ: = 135 см; = 27 см; = 1,11

4 Вопросы для самоподготовки к выполнению и защите практической работы

1. Что понимается под тонкой стенкой, малым отверстием, боль­шим отверстием?

2. Какие виды сжатия струи при истечении из отверстия в тонкой стенке вы знаете?

3. Какими коэффициентами характеризуется истечение жидкости из отверстий и какова между ними аналитическая связь?

4. Чем отличается формула расхода жидкости для незатоп­лен­ного и затопленного отверстий?

5. Какие технические задачи решаются на основе гидрав­ли­чес­ко­го расчёта истечения жидкости?

6. По какой зависимости определяется коэффициент скорости опыт­ным путём?

7. Какие поправочные коэффициенты применяются при расчёте  и  при несовершенном сжатии?