Конический расходящийся насадок

Расширение струи в таком насадке происходит более резко, чем в цилиндрическом. Поэтому его гидравлическое сопротивление больше, а коэффициент скорости меньше. Вследствие создания большего вакуума увеличивается всасывающая способность расходящегося насадка по сравнению с цилиндрическим. Это значит, что при одинаковых диаметрах входных отверстий и напорах истечения через расходящийся насадок будет протекать больший расход, чем через цилиндрический, скорость же на выходе из расходящегося насадка будет меньше. Увеличение расхода происходит только при углах конусности меньше 7-8° и при истечении в атмосферу. Конические расходящиеся насадки применяют как конструктивные элементы в насосах, гидроэлеваторах и в ряде других аппаратов, где требуется свести до минимума энергию в отходящем потоке.

Коноидальный насадок. Цилиндрический насадок, имеющий плавный вход по форме струи, выходящей из отверстия, называется Коноидальный. В коноидальном насадке потери меньше, чем во всех остальных насадках, поэтому расход из него достигает максимальной величины. Такие насадки находят применение в пожарном деле для получения дальнобойных струй, обладающих большой начальной скоростью.

Значения коэффициентов местного сопротивления, сжатия, скорости и расхода, отнесенных к выходному сечению, для отверстия и различных насадков приведены.

В зависимости от формы отверстия, через которое происходит истечение, форма поперечного сечения струи также претерпевает изменения. Так, например, поперечное сечение струи, вытекающей из треугольного отверстия, приобретает форму с тремя тонкими ребрами; при истечении через квадратное отверстие крестообразную и через круглое при несовершенном сжатии.

Эллиптическую. Изменение формы струи в основном вы звано действием сил поверхностного натяжения. Это явление называется инверсией струи. В дальнейшем форма поперечного сечения по длине струи не остается постоянной, она под действием сил поверхностного натяжения все время претерпевает соответствующие изменения, действие сил поверхностного натяжения необходимо учитывать во всех случаях, когда требуется получение дальнобойных струй. Поэтому на выходной кромке пожарных насадков не допускаются вмятины и забоины, в противном случае происходит быстрый распад струи. Полученные формулы для определения скорости и расхода воды иногда неудобны для практического применения. В этом случае лучше пользоваться более простыми выражениями для определения.

Для получения дальнобойных струй, обладающих достаточно большой ударной силой, в пожарной технике используют ручные и лафетные стволы с насадками. К ручным относят стволы с насадками диаметром 13,: 16, 19/ 22, 25 мм, лафетные стволы имеют насадки 28, 32, 38, 50 и 65 мм.

В насадке происходит преобразование потенциальной энергии давления в энергию движения. Для придания, струе большой скорости диаметр выходного сечения насадка должен быть меньше диаметра подводящего трубопровода.

Типичная форма насадков, дающих удовлетворительное качество струй, показана на рис. 31. Коническая часть насадка с углом конусности от 8 до 15° переходит в цилиндрическую, длина которой для ручных стволов составляет около одного диаметра, а для лафетных стволов ²/₃-³д диаметра выходного сечения насадка. На конце цилиндрической части насадка обычно делается кольцевая выточка для защиты выходной кромки от повреждений, ухудшающих качество получаемых струй. Коническая часть насадка позволяет снизить потери энергии при переходе пьезометрического напора в скоростной, а цилиндрическая часть служит для уменьшения образующегося сжатия сечения струи при выходе ее из насадка. На качество струи большое влияние оказывают также условия подхода воды к насадку. Вода должна подходить прямолинейными струями; наличие вращения потока вокруг своей оси сильно снижает качество струи, так как возникающие центробежные силы способствуют раздроблению струи. Вращение потока возможно при прохождении воды в изгибах труб вследствие разности давления на противоположных стенках трубы. В этих случаях устраивают специальные успокоители (выпрямители), разбивающие общее сечение потока на несколько сечений меньших площадей, что способствует восстановлению нормального распределения скоростей в потоке. Успокоитель устраивают таким образом, чтобы все его секции были одинаковой площади и имели такую длину, при которой бы поток сформировался и стал прямолинейным, что соответствует 10-15 диаметрам секций. Концы выпрямителей должны быть тщательно заострены, а поверхность по возможности гладкой. Поток по выходе из выпрямителя перед насадкам должен быть «обжат» на величину площади поперечного сечения стенок выпрямителя; это исключает появление дополнительных завихрений и разрывов в потоке от внезапного расширения. Обжатый поток подается в насадок, где струя окончательно формируется.

Струей называется поток жидкости, не ограниченный стенками, который движется в массе такой же или другой жидкости. Водяные струи могут быть разделены на сплошные, получаемые от ручных и лафетных стволов, и распыленные, образуемые от специальных насадков-распылителей.