 |
Истечение жидкости через насадки при постоянном напоре.
|
|
|
|
Насадка – присоединённая к отверстию короткая труба (патрубок) с характерной длиной 
, которая предназначается для изменения скорости и (или) расхода жидкости.
Длинная труба – это труба, в которой суммарные местные потери малы по сравнению с потерями на трение по длине.
Короткая труба – это труба, в которой суммарные местные потери соизмеримы с потерями на трение.
Патрубок – разновидность короткой трубы, у которой потери на трение ничтожно малы по сравнению с местными потерями.
Насадки подразделяют на внешние и внутренние.
Внешний насадок Внутренний насадок
Различают цилиндрические, конические расходящиеся, конические сходящиеся и коноидальные.
Схемы насадок:
Конические сходящиеся Конические расходящиеся
(диффузор) (конфузор)
Коэффициент скорости и расхода для различных видов насадок:
| Тип насадка | 
| 
| Применение |
Внутренний цилиндрический
| 0,98 | 0,51 | |
Внешний цилиндрический
| 0,82 | 0,82 | Рекомендуется применять тогда, когда необходимо скорейшее опустошение сосуда с жидкостью, без необходимости большой скорости течения |
Конический сходящийся
| 0,92 | 0,92 | Брансбойты, гидроструйная обработка, поливальные машины |
| Конический расходящийся
| 0,48 | 0,48 | Пожарные пеногенераторы при высокой скорости истечения |
| Коноидальный насадок | 0,96 | 0,96 | Обеспечивает наибольшую скорость исходящей струи |
Свободные гидравлические струи
Свободные гидравлические струи – это поток жидкости, неограниченный твердыми стенками. Струя называется незатопленной, если она со всех сторон окружена атмосферой.
Затопленная струя – если струя выходит в другую жидкую струю.
Движение струи жидкости в воздушной среде подчиняется законам механики (тело брошенной под углом к горизонту).
|
|
|
- дальность боя струи
- теоретическая дальность боя струи
При отсутствии сопротивления воздуха 
.
Данная формула справедлива, если напор не превышает 7 м. 
При напоре 35 м максимальная дальность боя будет при 
Для струи, бьющей вертикально (
) максимальный теоретический подъем составляет 
Сила воздействия потока жидкости на твёрдую преграду.
Теорема об изменении количества движения
Исходная масса потока жидкости: 
- уравнение для активной гидродинамической силы, которая воздействует на преграду.
Рассмотрим частные случаи:
1) Взаимодействие струи с вертикальной поверхностью: 
; 
2)Взаимодействие струи с полусферической поверхностью: 
Данный эффект используется в активных гидравлических турбинах (ковшовые турбины), поскольку они имеют не плоские лопасти, а объёмные с полусферическим профилем.
Гидравлический удар
Гидравлическим ударом обычно называют резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при резком изменении скорости жидкости. Гидравлический удар чаще всего возникает при быстром закрытии или открытии крана или иного устройства управления потоком.
Теоретическое и экспериментальное исследование гидравлического удара в трубах было впервые выполнено Н. Е. Жуковским и опубликовано в его фундаментальной работе “О гидравлическом ударе”, вышедшей в свет в 1898 г.
В результате гидравлического удара происходит переход кинетической энергии жидкости в потенциальную, которая затрачивается на деформацию трубопровода и сжатие жидкости. Возникает ударная волна. Установлено, что на каждый 1м/с потери скорости давление возрастает на 1 МПа.
Различают прямой и непрямой гидравлический удар.
Прямой характеризуется условием 
, 
- время закрытия крана, L – расстояние ударной волны, С – скорость распространения ударной волны.
|
|
|
Непрямой удар: 
(меньшая разрушающая сила).
Жуковский вывел, что повышение напора Н при прямом гидравлическом ударе:
, 
- начальная скорость потока жидкости, С – скорость распространения ударной волны
|
|
|
