2015-03-27
812
Насадками называются короткие патрубки длиной l = (3…4)d, присоединенные к отверстию диаметром d.
Они выполняются как внешними, так и внутренними. В зависимости от конструкции различают следующие типы насадок (рис.7.2).
Рис.7.2
Конические сходящийся и коноидальный насадки еще называют соплами.
Рассмотрим особенности истечения через насадки на примере внешнего цилиндрического насадка (рис.7.3).
Рис.7.3
При движении жидкости внутри насадка образуется сжатое сечение, в области которого наблюдается вакуум. Образование вакуума объясняется тем, что скорости в сжатом сечении С-С больше скоростей в месте выхода струи из насадка (сечение В-В), а потому давление в сжатом сечении будет меньше атмосферного. Это непосредственно следует из уравнения Бернулли. Так как
Vc>Vв, то Рс<Рат.,
где Vс – скорость в сжатом сечении С-С; Vв – скорость в месте выхода из насадка; Рс – давление в сжатом сечении; Рат – атмосферное давление в сечении В-В.
В связи с образованием вакуума насадок увеличивает пропускную способность отверстия.
Так как в области выхода потока насадок работает полным сечением, то коэффициент сжатия ε = 1. Поэтому коэффициент расхода равен коэффициенту скорости, т.е. μ = φ.
При увеличении напора перед насадком скорость в сжатом сечении увеличивается, а абсолютное давление уменьшается. При достижении его величины парообразования жидкость вскипает. Возникает явление кавитации, происходит срыв вакуума и наступает предел нормальной работы насадка. Он начинает работать как отверстие.
Для того чтобы оценить применение насадков и отверстий в различных технических устройствах, в таблице приведены некоторые их характеристики.
| Форма отверстий и насадков | Коэффициент | Удельная энергия, уносимая потоком | Мощность, уносимая потоком, в долях от теоретической | |
| скорости φ | расхода μ | |||
| Круглое отверстие в тонкой стенке | 0,970 | 0,625 | 0,941 Н | 0,588 |
| Внешний цилиндрический насадок | 0,820 | 0,820 | 0,672 Н | 0,551 |
| Конический сходящийся насадок с углом 13о24’ | 0,963 | 0,946 | 0,927 Н | 0,877 |
| Коноидальный насадок | 0,980 | 0,980 | 0,960 Н | 0,941 |
| Конический расходящийся насадок с углом 5о | 0,475 | 0,475 | 0,226 Н | 0,107 |
В том случае, когда мощность, уносимая потоком, должна иметь максимально возможное значение (сопла активных гидравлических турбин, гидромониторов, пожарных рукавов и т.п. устройств), применяют конические сходящиеся и коноидальные насадки. А, например, конические расходящиеся насадки имеют наименьшее значение мощности. Поэтому они получили широкое распространение как «отсасывающие трубы» реактивных гидравлических турбин и в других случаях, где требуется свести до минимума энергию в отходящем потоке.
