Нужна помощь в написании работы?

Внешним цилиндрическим насадком называется короткая трубка длиной, равной нескольким диаметрам без закругления входной кромки (а). На практике такой насадок часто получается в тех случаях, когда выполняют сверление в толстой стенке и не обрабатывают входную кромку (б). Истечение через такой насадок в газовую среду может происходить двояко. Первый режим (а, б): Струя после входа в насадок сжимается примерно так же, как и при истечении через отверстие в тонкой стенке. Затем вследствие взаимодействия сжатой части струи с окружающей её завихрённый жидкостью, струя постепенно расширяется до размеров отверстия и из насадка выходит полным сечением. Этот режим течения называют безотрывным. Так как на выходе из насадка диаметр струи равен диаметру отверстия, то  Осреднённые значения коэффициентов для этого режима истечения маловязких жидкостей (большие ):  При безотрывном истечении через цилиндрический насадок (первый режим) расход получается больше, чем при истечении через отверстие из-за отсутствия сжатия струи на выходе из насадка. Скорость же оказывается меньше вследствие значительно большего сопротивления. Коэффициент   Из формулы следует, что при  Минимальная относительная длина насадка , при которой может реализоваться первый режим истечения, равна ~1. Найдём давление внутри насадка и условие, при котором возможен первый режим истечения. Пусть истечение жидкости происходит под действием давления в среду газа с давлением . Расчётный напор при совершенном сжатии в этом случае . Составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2:  Последний член уравнения представляет собой потерю напора на расширение потока, которое схоже с внезапным расширением. Сжатие струи внутри насадка оценивается тем же коэффициентом сжатия , что и в отверстии, поэтому на основании уравнения расхода: . Исключив с помощью этого соотношения скорость  из ранее записанного уравнения Бернулли и заменив в нём скорость  её выражением черезкоэффициент скорости насадка, т. е.  найдём падение давления внутри насадка: Подставляя сюда получаем  При некотором критическом напоре абсолютное давление внутри насадка (1-1)становится равным нулю, и поэтому . Первый режим истечения при  делается невозможным, поэтому при

происходит внезапное изменение режима истечения, переход ко второму режиму (в).

Второй режим истечения характеризуется тем, что струя после сжатия уже не расширяется, а сохраняет цилиндрическую форму и перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с его стенками. Истечение становится точно таким же, как и из отверстия в тонкой стенке, с теми же значениями коэффициентов. Следовательно, при переходе от первого режима ко второму скорость возрастает, а расход уменьшается благодаря сжатию струи. Если через описанный насадок происходит истечение воды в атмосферу, то  Когда давление насыщенных паров истекающей жидкости соизмеримо с давлением  среды, в которую происходит истечение, и пренебречь величиной  нельзя, следует принять . Тогда получим: . Если после перехода от первого режима ко второму уменьшить напор , то второй режим будет сохраняться вплоть до самых малых. Это значит, что второй режим истечения возможен при любых напорах, и, следовательно, при  возможны оба режима.

Поделись с друзьями