Общие сведения. Расход жидкости при истечении через отверстия и насадки определяется формулой, которая выводится из уравнения Бернулли и имеет вид

Расход жидкости при истечении через отверстия и насадки определяется формулой, которая выводится из уравнения Бернулли и имеет вид

(13),

где: - площадь проходного сечения отверстия (или насадка);

- коэффициент расхода, равный произведению коэффициента сжатия струи на коэффициент скорости , т.е. .

- расчетный напор, под действием которого происходит истечение.

В общем случае расчетный напор включает разность нивелирных высот и разность пьезометрических высот , т.е.

.

Физический смысл коэффициента расхода - это отношение действительного расхода жидкости к расходу той же жидкости при отсутствии сжатия струи ( ) и сопротивления ( ): .

Численное значение коэффициента расхода зависит, прежде всего, от геометрических параметров отверстия или насадка, а также от числа Рейнольдса. В некоторых случаях значение резко меняется при изменении напора в связи с изменением режима истечения.

Приведем основные сведения по истечению через насадки, представленные на рис. 15:

а) Насадок, имитирующий круглое отверстие в тонкой стенке (отверстие с острой кромкой). Для этого случая характерно значительное сжатие струи и малое сопротивление. Низкое значение коэффициента расхода обусловлено сжатием струи.

б) Внешний цилиндрический насадок (сверление в толстой стенке), первый (безотрывный) режим истечения. Внутри насадка струя сужается, а затем расширяется, и из насадка вытекает полным сечением, следовательно, и . Кольцевое пространство вокруг струи заполнено вихрем. Вследствие сужения и последующего расширения струи, внутри насадка при истечении в атмосферу возникает вакуум ( ). Чем больше напор , под действием которого происходит истечение, тем меньше абсолютное давление в суженном сечении струи. При некотором критическом напоре это давление делается примерно равным давлению насыщенных паров воды, и режим истечения меняется.

в) Внешний цилиндрический насадок при втором режиме истечения, когда струя после сужения не расширяется, а перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с внутренней его поверхностью. Второй режим истечения ничем не отличается от истечения через отверстия в тонкой стенке, и коэффициент имеет те же значения.

г) Внешний цилиндрический насадок с коническим входом. Устройство конуса на входе существенно улучшает гидравлические свойства насадка: уменьшаются или исчезают завихрения при входе в цилиндрическую часть, уменьшается сопротивление, повышается коэффициент расхода по сравнению с цилиндрическим насадком без конического входа, исключается отрыв потока от стенок насадка.