Описание устройства.

Устройство для исследования истечения через отверстия и насадки имеет единый прозрачный корпус и содержит баки 1 и 2, отделенные друг от друга ступенчатой перегородкой (рис. 7.2, а). В перегородке на одном уровне выполнено отверстие 3 с острыми кромками, а на другом уровне - сквозное сверление 4 длиной в четыре диаметра. Сверление 4 представляет собой цилиндрический насадок и имеет равный с отверстием 3 диаметр для удобства сопоставимости их пропускной способности.

Устройство частично заполнено водой. Для измерения уровней воды в баках и дальности полета струи предусмотрена шкала 5 с миллиметровой ценой делений. Установившееся течение воды обеспечивается неизменно­стью напора истечения Н во времени.

В вертикальном положении устройства (см . рис. 7.2, а, б) можно опре­делить коэффициенты расхода для отверстия и насадка. При наклонном по­ложении устройства (см. рис. 7.2, в) представляется возможность по пара­метрам струи дополнительно определить численное значение коэффициента скорости из формулы

(7.2)

где l - дальность полета струи;

h - расстояние от оси отверстия до нижней боковой стенки;

С -уровень оставшейся над перегородкой воды;

L - расстояние между уровням и отверстия и насадка. Вышеуказанное выражение получено с использованием системы урав­нений:

Х=Vt; (7.3)

У=g /2 (7.4)

где х, у - координаты точки соприкосновения струи с боковой стенкой устройства; за начало координат принят центр тяжести сжатого сечения;

t - время движения частиц жидкости от сжатого сечения до места соприкосновения струи с боковой стенкой устройства.

Выразив из уравнения (7.1) и подставляя значение скорости V из фор­мулы (7.3), а время t - из (7.4) получаем

Откуда с учетом соотношений

x=l-a; a=htga; tga=h/с;

H=Lsina; y=hcosa

окончательно находим расчетную зависимость (7.2).

Расход в устройстве V изменяется переводом его в наклонное по­ложение, с использованием подставки (см. рис. 7.2, в, где показан вид устройства сбоку). Аналогично можно варьировать расход в устройствах III и IV. В этом случае стабилизированное значение напора истечения уменьшается и может быть, определено по формуле

Н = Lsina

При этом угол наклона устройства вычисляется по одной из зави­симостей

а = агс tg (h/с), а = агс tg (к/K)