double arrow

Витікання рідини через малий отвір в тонкій стінці.

Отвір називається малим, якщо його розмір менше напору в 5 і більш разів. При витіканні рідини крізь малий отвір в тонкій стінці в результаті скривлення струменів рідини, виникаючих в силах інерції, що діють на частинки рідини, відбувається зменшення поперечного перерізу струменя в порівнянні з перерізом отвору. Струмінь приймає циліндричну форму на певній відстані від стінці, яка приблизно дорівнює одному діаметру отвору. Переріз, що має найменший діаметр струменя, називається стиснутим перерізом. Ступінь стиску струменя оцінюється коефіцієнтом стиску ε, який дорівнює співвідношенню

, (6.1)

 

де Sстис площа стиснутого перерізу струменя;

Sотв площа отвору.

Швидкість витікання струменя визначається за допомогою рівняння Бернуллі для перерізів І і ІІ (рис.6.1):

 

, (6.2)

де , - геометричні висоти фіксованих точок в перерізах 1 та 2 щодо горизонтальної площини, , ;

, - гідродинамічний тиск у фіксованих точках у перерізах 1 й 2, ;

і - середні швидкості потоку в перерізах 1 й 2;

і - коефіцієнти кінетичної енергії потоку в перерізах 1 й 2, ;

– коефіцієнт місцевих втрат в отворі.

 

Рис. 6.1 – Ілюстрація рівняння Бернуллі

 

З рівняння (6.2) виводимо формулу для визначення швидкості витікання рідини:

, (6.3)

 

де – коефіцієнт місцевих втрат в отворі;

– висота рівня рідини над отвором (рис. 6.1).

Або позначив через :

, (6.4)

де – коефіцієнт швидкості.

Визначають витрату рідини через отвір:

 

, (6.5)

 

Якщо прийняти , тоді отримуємо:

 

, (6.6)

 

де – коефіцієнт витрати.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: