Истечение из малых отверстий в тонкой стенке при постоянном напоре

Отверстия и истечения из них

Классификация отверстий:

1. малые (геометрический напор Н постоянный по отверстию, то есть высота отверстия в вертикальной стенке не больше 0.1 Н) и большие (геометрический напор Н переменный по отверстию). Отверстие любого размера в дне сосуда будет малым;

2. форма отверстия (правильная, неправильная);

3. тонкостенные (толщина стенки не влияет на условия истечения d<0.67Н) и толстостенные (толщина стенки сказывается на условиях истечения);

4. в вертикальной, наклонной стенках и дне сосуда.

Классификация истечений:

1. при постоянном и переменном напорах;

2. при наличии или отсутствии притока;

3. из сосудов с вертикальной осью и неправильной формы;

4. свободное (чаще всего в атмосферу, уровень жидкости за отверстием не влияет на истечение), несвободное (из подтопленных или затопленных отверстий, истечение под уровень);

5. при всестороннем и неполном сжатии струи;

6. при совершенном (стенки и дно сосуда не влияют на истечение) и несовершенном сжатии струи (стенки или дно сосуда влияют на истечение, при l<3d - расстояние от боковой стенки или дна меньше утроенного размера отверстия).

При постоянном напоре количество вытекшей жидкости равно притоку. При равных коэффициентах кинетической энергии: , где 0-0 сечение - свободная поверхность жидкости, а 1-1 - сечение вблизи отверстия. p₀ = p₁ = p_атм, z₀ - z₁ = H. По теореме о неразрывности движения: v₀=v₁×w₁/w₀, и если w₁<<w₀, то v₀=0.

, где zм - коэффициент местных потерь. , где j - коэффициент скорости. Расход: Q = w₁ × v₁ = e × w_{отверстия} × v₁, где e - коэффициент сжатия струи. , где m - коэффициент расхода жидкости.

Для малого отверстия в тонкой вертикальной стенке:

j	e	z	m
0.97	0.64	0.06	0.62

Для учета скорости подхода (v₀¹0): расход в первом приближении - , v = Q/w₀, тогда полный напор с учетом скорости подхода: , подставляя полученное значение в формулу расхода: , получаем расход во втором приближении.

Дата добавления: 2015-05-23