При постійному напорі

У гідравліці розрізняють малі й великі отвори. Малим називають отвір, розміри якого малі в порівнянні з напором. При витіканні через малий отвір у тонкій стінці (рис. 6.1, а) відбувається стиск струменя, ступінь якого оцінюється коефіцієнтом стиснення

, (6.1)

де S_c – площина поперечного перерізу струменя;

S – площина отвору.

Рисунок 6.1

Насадки – це короткі патрубки довжиною 3–4 діаметри, що приставляють до отвору для збільшення витрати або одержання компактного далекобійного струменя (рис. 6.1). Вони бувають циліндричними, конічними (збіжними або розбіжними), коноїдальними (обкресленими за формою струменя) і ін. При витіканні через насадки ε = 1, тому S_c = S, де S – площина вихідного перерізу насадка.

При витіканні рідини через малі отвори в тонкій стінці й насадки відбувається перетворення потенційної енергії рідини в кінетичну. При постійному напорі швидкість і витрата рідини визначаються за формулами:

Рисунок 6.2

, (6.2)

, (6.3)

де φ – коефіцієнт швидкості;

μ – коефіцієнт витрати;

H – геометричний напір над центром ваги отвору (рис. 6.2);

р₁ – тиск на вільній поверхні рідини;

р₂ – тиск у середовищі, куди відбувається витікання.

Коефіцієнт швидкості

, (6.4)

де α – коефіцієнт кінетичної енергії;

x – коефіцієнт опору.

При витіканні з відкритого резервуара в атмосферу (р₁ = р₂ = р_атм) формули (6.2) і (6.3) приймуть вид:

, (6.5)

, (6.6)

У загальному випадку коефіцієнти μ, φ і ε залежать від числа Рейнольдса. На рис. 6.3 наведені ці залежності для малого отвору в тонкій стінці. У табл. 6.1 подані дані коефіцієнтів μ, φ і ε для отвору й насадків при великих числах Рейнольдса

Рисунок 6.3

Таблиця 6.1