Истечение жидкости через малые отверстия и насадки

В технических установках часто истечение жидкости осуществляется через малые отверстия и насадки. При этом на выходе из отверстия происходит сжатие струи, которое характеризуется коэффициентом сжатия и определяется из выражения (6.1):

, (6.1)

где S_c - площадь поперечного сечения струи в месте сжатия, м²;

Тогда уравнение объёмного расхода (2.5) примет следующий вид:

Q = v S_c , м³/с (6.2)

Среднюю скорость потока v обычно выражают через скоростной напор

Н = и учитывают коэффициент сопротивления малого отверстия. Тогда уравнение (6.2) запишется в развернутом виде:

Q = (6.3)

Если учесть, что S_c = и принять , то окончательно получим уравнение расхода жидкости при истечении через малое отверстие:

Q= , (6.4)

где - коэффициент расхода ( < 1).

В приближенных расчётах и при Re принимают , а при более точных расчётах значение определяют по табл. 3.1 в зависимости от числа Рейнольдса.

Таблица 6.1

	0,638	0,623	0,610	0,603	0,597	0,594	0,593
Re

Для увеличения пропускной способности малых отверстий к ним присоединяют насадки. Увеличение расхода жидкости через малое отверстие при присоединении к нему насадка связано с возникновением вакуума в насадке при сжатии струи. В технике используются насадки различной формы, имеющие разные значения коэффициентов расхода (рис. 6.1).

= 0,82; 0,71 0,95 0,45 0,97

Рис. 6.1. 1- цилиндрический внешний; 2 – цилиндрический внутренний;

3-конический сходящийся; 4–конический расходящийся;

5– коноидальный.

Расход жидкости через насадок определяется по формуле (6.5):

Q_{н = ,} м³/с (6.5)

где - коэффициент расхода насадка.

На практике широко используется цилиндрический насадок, так как он прост в изготовлении и имеет достаточно большой коэффициент расхода.