Питання-відповіді по блокам дисципліни гідравліка й гідропневмоприводів, сторінка 4

1. Що таке короткий трубопровід?

В якому втрати місцевий приблизно дорівнюють втратам по довжині

2. Які трубопроводи називаються довгими?

В яких місцевими втратами можна знехтувати

3. Як визначити гідродинамічний тиск в напірному трубопроводі по пьезометрической лінії?

4. Як визначити наявність вакууму в напірному трубопроводі по пьезометрической лінії?

Пьезометрические лінія проходить нижче осі труби

5. Як визначити наявність надлишкового тиску в напірному трубопроводі по пьезометрической лінії?

Пьезометрические лінія проходить вище осі труби

VIII. Блок 8. Закінчення рідини з отворів і насадкою. Лабораторні роботи № 8 і 9

1. Поясніть поняття процесу виділення з отворів і насадкою

Закінченням через отвір називається процес, при якому площа отвору повністю заповнена потоком рідини. При цьому отвір називається напірним. Якщо отвір, через яке витікає рідина, не заповнено потоком (безнапірні отвір), воно є водозливом. Насадкою називається коротка труба, приєднана до отвору для витікання рідини. Слово «коротка» має на увазі, що втрати напору по довжині в насадці нехтує малі в порівнянні з місцевими втратами напору.

2. Які отвори називаються малими?

Малі отвори характеризуються двома ознаками.

1) Швидкість руху рідини v0 в резервуарі, з якого відбувається витікання, дуже мала в порівнянні зі швидкістю закінчення v (рис. 8.2, А).

Ця умова виконується, якщо площа живого перетину потоку в резервуарі на підході до отвору Ω не менше ніж в 4 рази більше площі отвору ω. 2) Швидкості руху рідини у верхнього і нижнього краю отвору приблизно рівні (рис. 8.2, В) Для круглого отвору ця умова виконується, якщо натиск на вході в отвір Н не менше ніж в 10 разів більше діаметру отвору d.

3. Чому відбувається стиснення струменя, що минає з отвору?

Частинки рідини в резервуарі рухаються до отвору з усіх боків по криволінійних траєкторіях. Тільки частки, що рухаються по нормалі до площі отвору через його центр, мають прямолінійну траєкторію. При русі по криволінійних траєкторіях виникають сили інерції, які в даній ситуації є доцентровими. Тому струмінь, що вилітає з отвору, відчуває сильне стиснення (рис. 8.4, Б). Сили інерції вичерпуються на невеликій відстані l0 ≈ (0,5 ... .1,0) d від входу в отвір в перерізі, яке називається стиснутим перетином і зазвичай позначається С-С.

4. Намалюйте поздовжній розріз струменя, що випливає з незатопленого малого круглого отвору в тонкій стінці, і поясніть поняття коефіцієнта стиснення струменя

Ступінь стиснення струменя необхідна для розрахунків виділення з отворів і характеризується коефіцієнтом стиснення струменя

де ωс - площа живого перетину струменя в стиснутому перерізі, а ω - площа отвору.

5. Для чого застосовується формула Поясніть що входять до неї величини

H-відстань від вільної поверхні до центру отвору

- названий коефіцієнтом швидкості

6. Для чого застосовується формула Поясніть що входять до неї величини

H-відстань від вільної поверхні до центру отвору

Коефіцієнт стиснення струменя, що випливає з малого круглого отвору в тонкій стінці, ε = (0,63 ... 0,64).

Твір ε • ω в гідравліки названо коефіцієнтом витрати і позначено μ = ε • ω.

7. Що називається насадкою? Які втрати напору не враховуються при гідравлічному розрахунку насадков?

Насадкою називається коротка труба, приєднана до отвору для витікання рідини. Слово «коротка» має на увазі, що втрати напору по довжині в насадці нехтує малі, і тому при гідравлічному розрахунку насадков враховуються тільки місцеві втрати напору.

8. Намалюйте схему поздовжнього розрізу струменя в зовнішньому циліндричному насадці і поясніть її

Довжина зовнішнього циліндричного насадка зазвичай становить 3-4 діаметра.

lн = (3 ... 4) d. При більшій довжині насадка зростають втрати напору по довжині, і насадок перетворюється в короткий трубопровід, при розрахунку якого необхідно враховувати як місцеві втрати напору, так і втрати по довжині. Якщо довжина насадка буде менше 3-4 d. його вихідний отвір НЕ буде заповнюватися потоком рідини, і насадок буде працювати як отвір.

Струмінь рідини при вході в насадок відчуває стиснення, так само як при витіканні з отвору в тонкій стінці. Коефіцієнт стиснення ε = 0,64, тобто такий же, як при витіканні з отвору. Пройшовши стислий перетин С-С, струмінь поступово розширюється і заповнює вихідний отвір насадка. Таким чином, має місце процес виділення з насадка.

9. В якій частині циліндричних насадков утворюється вакуум, і які причини його виникнення?

Навколо стислій частині струменя в насадці утворюється кільцева так звана вальцовая (коловоротна) область, в якій спостерігається зворотно-поступальний вихровий рух рідини. У центральній частині струменя всередині вальцьовий області спостерігається тільки однонаправлений поступальний рух рідини до виходу з насадка. Ця частина струменя називається транзитної.

Характерною особливістю даного насадка є виникнення вакууму в вальцьовий області. Величину вакууму можна виміряти вакуумметром (див. Рис. 8.8).

Чому витрата рідини, що витікає з насадка, більше, ніж витрата рідини, що витікає з малого отвору такого ж діаметру (за інших рівних умов)?

10. Чому витрата рідини, що витікає з насадка, більше, ніж витрата рідини, що витікає з малого отвору такого ж діаметру (за інших рівних умов)

Коефіцієнт швидкості для насадка більше, ніж для отвори і дорівнює φ = 0,82.

На відміну від формули для обчислення витрат при витіканні з отвору, в формулу немає необхідності вводити коефіцієнт стиснення струменя, тому що на виході з насадка стиснення струменя не відбувається. Інакше кажучи, для циліндричного насадка коефіцієнт стиснення струменя ε = 1. Тому коефіцієнт витрати насадка

і формулу можна записати в двох видах