ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ. Отверстия и насадки, через которые вытекает жидкость, пред­назначены для определенных практических целей

Отверстия и насадки, через которые вытекает жидкость, пред­назначены для определенных практических целей. В зависимости от назначения им придают соответствующую форму.

При рассмотрении истечения жидкости через отверстия и на­садки основным вопросом является определение скорости исте­чения и расхода жидкости для различных форм отверстий и на­садок.

Малым отверстием называется такое отверстие, вертикаль­ный размер которого мал по сравнению с напором Н (не превы­шает 1/10) и размерами резервуара. В этом случае давление во всех точках отверстия может считаться одинаковым и равным давлению в центре тяжести отверстия.

а < (0,1-0,2)Н, (80)

где а - высота отверстия; Н - величина напора.

Рисунок 13.

При истечении из малого отверстия в тонкой стенке при по­стоянном напоре скорость и расход жидкости определяются по формулам:

𝑣 = (81)

= (82)

где и - коэффициент скорости и расхода, справочная величина;

- площадь отверстия;

- приведенный напор.

=Н + + (83)

где Н- геометрический напор над центром тяжести отверстия;

- давление на свободной поверхности жидкости;

- давление в среде, в которую происходит истечение.

Коэффициенты и связаны между собой соотношением

= (84)

- коэффициент сжатия струи, который представляет собой отношение площади струи сечении к площади отверстия.

= - выражение коэффициента скорости через коэффициент местных потерь.

При истечении под уровень (затопленное отверстие) скорость и расход выражаются следующим образом

𝑣 = ; (85)

= (86)

где - разность уровней.

Время частичного опорожнения открытого резервуара через отверстие в тонкой стенке, за которое напор меняется от до определяется по формуле:

Т = (87)

которая при = 0 ( полное опорожнение резервуара) после преобразования примет вид:

Т = (88)

где S – площадь поперечного сечения резервуара;

V – объем жидкости в резервуаре в начальный момент;

Q – расход жидкости через малое отверстие площадью при напоре ;

= (90)