Виды насадков. Кавитация.

Другие виды насадков применяются для того, чтобы увеличить скорость вытекающей струи или расход (см. рис. 4.24).

Конический сходящийся насадок применяется для увеличения скорости истечения струи, ее кинетической энергии. Коэффициенты истечения насадка зависят от угла сужения. При угле сужения β = 14º, μ = φ = 0,95.

Конический расходящийся насадок применяется для увеличения расхода жидкости, т.к. отверстие на выходе из насадка больше, чем на входе. Коэффициенты истечения насадка также зависят от угла расширения. При угле расширения α = 6º, μ = φ = 0,47. Эти насадки работают при небольших напорах, т.к. при увеличении напора больше 3 м может быть отрыв струи от стенок насадка.

Рис. 4.24. Виды насадков

В коноидальном насадке вход изготавливается по форме естественно сжимаемой струи, что обеспечивает уменьшение зоны отрыва и уменьшение сопротивления насадка. Коэффициент расхода μ = φ = 0,98.

Комбинированный насадок представляет собой комбинацию коноидального и конического расходящегося насадка. Давление в насадке искусственно снижается, что увеличивает расход через насадок. Использовать такой насадок можно лишь при небольших напорах от 1 до 4 метров, т.к. при больших напорах в насадке возникает кавитация, в результате чего увеличивается сопротивление насадка. Длительная кавитация приводит к разрушению насадка.

На участках многих местных сопротивлений скорости потока резко возрастают, в результате чего давление уменьшается. Если давление становится ниже давления насыщенных паров жидкости, возникает кавитация. Источником кавитации являются пузырьки газа и пара, которые выделяются в сечении с пониженным давлением. Попадая в сечение с нормальным давлением, пузырьки мгновенно исчезают под действием повышенного давления. В месте исчезновения пузырьков давление резко увеличивается, повышается температура. Кавитация неблагоприятно отражается на работе оборудования, т.к. возникает вибрация, шум, эрозия металла. Кавитационные свойства местных сопротивлений оцениваются по критическому значению числа кавитации.

,

где – давление насыщенных паров жидкости.

Значение чикла кавитации для различных видов местных сопротивлений определяется экспериментально и приводится в справочниках. Предельно допустимая скорость в трубопроводе перед местным сопротивлением определяют по формуле

.

(4.20)

Для проверочного гидравлического расчета трубопровода на бескавитационную работу необходимо, чтобы выполнялось условие .