Тема: Решение типовых задач по определению расходов при истечениижидкости из отверстий и насадков. Определение величины коэффициента расхода.
Цель: Выработка умений самостоятельной работы по определению расходов, напоров, величины коэффициента расхода, работы со справочными материалами.
Задача № 1
При постоянном напоре из баков вытекает вода через внешний цилиндрический насадок диаметром d.
Вакуум в насадке . Определите расход Q.
Исходные данные в таблице № 1
Таблица №1
Вар | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
d,мм | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |
,м | 3,5 | 3,4 | 3,3 | 3,2 | 3,1 | 3 | 2,9 | 2,8 | 2,7 | 2,6 | 2,5 | 2.4 | 2,3 | 2,2 | 2,1 | 2,0 |
а, мм | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 | 1400 | 1500 | 1600 | 1700 | 1800 | 1900 |
b, м | 3,3 | 3,2 | 3,1 | 3 | 2,9 | 2,8 | 2,7 | 2,6 | 2,5 | 2.4 | 2,3 | 2,2 | 2,1 | 2,0 | 1,9 | 1,8 |
3,5 | 3,4 | 3,3 | 3,2 | 3,1 | 3 | 2,9 | 2,8 | 2,7 | 2,6 | 2,5 | 2.4 | 2,3 | 2,2 | 2,1 | 2,0 | |
Q,м³/с | 6,1 | 6,2 | 6,3 | 6,4 | 6,5 | 6,6 | 6,7 | 6,8 | 6,9 | 7 | 7,1 | 7,2 | 7,3 | 7,4 | 7,5 | 7,6 |
Вар | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 |
d,мм | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 |
,м | 1,9 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 1,1 | 1,2 | 1,3 |
а, мм | 2000 | 2100 | 2200 | 2300 | 2400 | 2500 | 2600 | 2700 | 2800 | 2900 | 3000 | 3100 | 3200 | 3300 | 3125 | 3260 | 4200 |
b, м | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 1,2 | 2,3 | 2,9 |
5,9 | 5,8 | 7,7 | 6,6 | 6,5 | 8,4 | 5,3 | 5,2 | 6,1 | 10,0 | 9,9 | 9,8 | 9,7 | 9,6 | 5,0 | 5,9 | 5,7 | |
Q,м³/с | 7,8 | 7,9 | 8 | 8,1 | 8,2 | 8,3 | 8,4 | 8,5 | 8,6 | 8,7 | 8,8 | 8,9 | 9 | 9,1 | 10,2 | 10,6 | 6,9 |
|
|
1.Из таблицы 1 выпишите данные d, и .
2.По рис. 7.6. Л1 определите и запишите в данные.
3.Переведите исходные данные в одинаковые единицы измерения.
4.Для определения расхода воды будем использовать формулу
. (1)
- Для определения ω (площади сечения) воспользуемся формулой определения площади круга.
- Высоту напора Н вычислим, используя формулу: = 0,75 · Н
- Подставляем в формулу 1 все найденные величины и вычисляем Q.
5. Записываем ответ.
Задача № 2
Определить расход воды при истечении из под затвора рис. 1. при высоте отверстия а и напоре , ширине отверстия в.
| |||||
Указания к выполнению:
1.Из таблицы 1 выпишите исходные данные и переведите в одинаковые единицы измерения.
2.Из таблицы 2 определите .
3.Для определения расхода используем формулу:
а) Площадь вычисляем по формуле площади прямоугольника.
б) Подставляем в формулу, вычисляем.
4. Записываем ответ.
Задача № 3
Определить разность уровней Z при истечении воды из прямоугольного отверстия шириной в, длиной а, расходом Q, коэффициентом расхода = 0,7
Указания к выполнению:
1.Записать исходные данные, пользуясь табл.1., перевести в одинаковые единицы измерения.
|
|
2.Для определения необходимо Z выразить из формулы определения расхода:
а) Площадь сечения ω вычисляется по формуле площади прямоугольника.
3. Выполнить схему к задаче (рисунок 2). Записать ответ.
| |||||||||||||
Таблица 2. Значение коэффициентов расходов для больших отверстий
Вид отверстия и характеристика сжатия струи | |
Отверстия средних размеров со сжатием всех сторон Отверстия больших размеров с несовершенным, но всесторонним сжатием Донные отверстия: Без сжатия по дну, с влиянием бокового сжатия С небольшим боковым сжатием С плавными боковыми подходами | 0,65 0,70 0,65 - 0,70 0,70 - 0,75 0,80 - 0,85 |
Задача 4.
Определить расход воды, вытекающий из резервуара:
1 Через отверстие в стенке
2. Через внутренний цилиндрический насадок
3. Через внешний цилиндрический насадок
4. Через коноидальный насадок.
Внутренний диаметр выходных отверстий d (таблица 1). Высота уровня воды над центром отверстия – 5 м.
Сделать вывод, записать ответ.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под малым отверстием, тонкой стенкой, большим отверстием и насадком?
2. Перечислите виды сжатия струи при истечении из отверстия в тонкой стенке
3. Какими коэффициентами характеризуется истечение жидкости из отверстий, какая между ними связь?
4. Напишите формулу скорости и расхода при истечении жидкости из отверстия.
5. Чем отличается формула расхода жидкости для незатопленного и затопленного отверстий?
6. Какие типы насадков вы знаете? Каково их назначение?
7. Почему пропускная способность насадка больше чем у отверстия равного с ним сечения?
8. По каким формулам рассчитываются короткие трубопроводы?
9. Чем отличаются формулы истечения жидкости из малых и больших отверстий?