Эквивалентная длина

Иногда при расчете систем трубопроводов с большим числом местных сопротивлений потери напора вычисляют по их эквивалентным длинам. Длина прямой трубы на протяжении которой потери по длине равны потерям в данном сопротивлении является эквивалентной длиной данному сопротивлению.

Истечение жидкости через отверстия и насадки.

Расчет истечения жидкости через отверстия сводится к определению скорости истечения и расхода. При истечении жидкости из малого отверстия струя на расстоянии l»0,5 dотв. имеет максимальное сжатие. При расчетах сжатие струи учитывается коэффициентом сжатия e. Коэффициент сжатия струи – отношение площади Sсж сжатого сечения трубы к площади отверстия S0 .

Рассмотрим истечение жидкости из малого отверстия в баке. Т.к. S1-1>>>S2-2 то скоростью в баке можно пренебречь VБ=0. Составим уравнение Бернулли: ,

где - местные потери напора

P0 – давление на поверхности.

Р2, V2 – давление и скорость жидкости в сечении 2-2.

Если Р0=Р2=Ратм то ,

если принять то ,

где - коэффициент скорости – безразмерный коэффициент равный отношению действительной средней скорости истечения через отверстие к средней скорости истечения не вязкой жидкости из этого же отверстия.

Для идеальной жидкости =1.

Расход жидкости через малое отверстие

если то или ,

где - коэффициент расхода есть отношение действительного расхода к тому расходу, который имел место при отсутствии сжатия струи и сопротивления.

DР – расчетная разность давления под действием которой происходит истечение.

Сила давления струи жидкости на стенки.

Струя жидкости действует на твердую преграду с определенной силой, которая зависит от скорости и размеров поперечного сечения струи, формы и размеров преграды и ее расположения по отношению к струе. F=rQV(1-cosa), где

- Q – объемный расход жидкости

- V – скорость жидкости

- a - угол наклона поверхности

- r - плотность жидкости.

В частном случае =900 F=rQV. В случае чашеобразной воронки F=2QrV.

В последние десятилетия с целью увеличить стойкость инструмента, повысить качество обработки и производительность процесса резания в промышленности ведутся работы, связанные с применением не традиционных режущих инструментов и новых технологий механической обработки заготовок из различных материалов.

В настоящее время широко распространены способы обработки заготовок с использованием потока энергии от различных источников: ультразвуковая, электра эрозионная, электра химико-физическая, плазменная, лазерная, а также обработка с помощью водяной или абразивно-жидкостной струей. При двух последних способах кинетическая энергия струи жидкости, истекающей под большим давлением (Рс =100 – 1000 МПа) из отверстия малого диаметра (dс=0,05-0,5 мм), превращается в механическую энергию (работу резания). При этом скорость струи жидкости достигает (Vc=500-1000 м/с). Этот способ снижает расход материала в 15-20 раз, уменьшает силы резания (до 100 Н) благодаря чему напряжение и деформации по краям обрабатываемой детали незначительны, понижает температуру в зоне резания (60-900) и как следствие нет термодеструкции при обработке полимерных материалов и т.д. При ударе столбика воды о поверхность материала в центре удара происходит сжатие от силы воздействия струи, вызывающее появление резкого пика локального давления Рл.

Для идеально жесткой струи воды ,