Общая характеристика истечения

Истечение жидкостей из отверстий и насадков имеет большое практическое значение, поскольку они применяются при решении мно­­гих технических задач. Например, в различных двигателях вну­трен­него сгорания при подаче топлива, при опорожнении цистерн и раз­личных ёмкостей, при конструировании сопел и форсунок, где необходима строгая дозировка и расход жидкости, а также гидро­мониторных и эжекторных установках, разрабатывающих грунты, гидротехнических сооружениях, содержащих затворы или отверстия для сброса воды.

Истечение жидкости может происходить при постоянном и пере­мен­ном напорах, через малое или большое отверстие, через насадки раз­личной конструкции. Кроме того, истечение может быть сво­бодным в атмосферу или вакуум и под уровень (затопленное исте­чение).

При выходе струи из отверстия струя претерпевает сжатие. Сжа­тое сечение струи находится примерно на 0,5 d от стенки резервуара.

Отношение площади струи в сжатом сечении к площади всего отверстия называется коэффициентом сжатия струи:

                                    .                                                   (8.1)

Значение коэффициента сжатия струи зависит от характера деформации потока.

В этой связи различают совершенное и несовершенное, полное и неполное сжатие.

Совершенным сжатием называется такое, при котором ни сво­бод­ная поверхность, ни близлежащие стенки не влияют на сжатие струи. Расстояние до ближайшей стенки должно быть в три раза больше диаметра отверстия .

Сжатие будет несовершенным, если это условие не соблюдается. Коэффициент сжатия e при совершенном сжатии меньше, чем при несовершенном.

Если струя имеет равномерное сжатие по периметру, то сжатие называется полным, в противном случае сжатие называется не­пол­ным. Неполное сжатие будет иметь отверстие, расположенное на дне резервуара или у боковой поверхности.

Коэффициент сжатия для боковых отверстий больше, чем для отверстий с полным сжатием.

Для получения того или иного гидравлического эффекта к от­верс­тию присоединяются так называемые насадки, длина которых

 = (3-4) d. Обычно насадки применяются для увеличения про­пуск­ной способности отверстия, получения компактной струи и т. д.