Determinarea debitelor și vitezei la un debit de lichid printr-o duză
LABORATOR DE LUCRU №5
Determinarea debitelor și vitezei la un debit de lichid printr-o duză
1. Într-un cadru de laborator pentru a efectua un studiu de flux de lichid prin duzele de diferite tipuri și compararea datelor cu calcule teoretice la cap constant.
2. Comparați viteza și debitul la expirarea diferitelor tipuri de duze.
Echipament ipribory: Instalația pentru efectuarea experimentelor, instrumente, cronometru, capacitate, șubler, riglă, termometru de măsurare.
5.1.Teoreticheskoe introducere
Dacă peretele, prin care are loc deschidere de evacuare are o grosime considerabilă în comparație cu mărimea deschiderii, caracterul expirare modifică semnificativ datorită influenței ghidare exercitată asupra pereților jet. Același fenomen se observă atunci când deschiderea din peretele subțire pentru a atașa (implant) o țeavă scurtă de același diametru ca și gaura. Astfel de tuburi, numite duze sau duze. Ei au o lungime tipică de cel puțin 2,5 - 3 diametre găuri.
Racordarea la schimbările de deschidere a duzei care rezultă din fluxul vasului, și, prin urmare, are un impact asupra golirii navei, distanța de zbor a jetului, etc.
Duzele sunt folosite pentru a schimba sau expirarea caracteristicilor fluidului, sau pentru a produce structura dorită a jetului (cu porțiuni dezvoltate sau compacte razdolblennoy la schimbarea gama, etc.).
tipuri cunoscute de atașamente:
- un duze cilindrice exterioare (duze Venturi);
- o duză interioară cilindrică (duze Borda);
- duze conice: convergente, divergente;
- duze. trunchi de con Acest orificiu de intrare în formă de pâlnie, cu având forma jetului de lichid care curge din găuri într-un perete subțire.
Fig. 5. Tipuri de duze
1 - cilindric exterior; 2 - cilindru interior; 3 - convergent conic; 4 - un divergentă conic; 5 - trunchi de con
Duzele de fluid cu jet rotunjirii marginile ascuțite ale intrării, datorită forțelor de inerție a particulelor de fluid care intră în duza, este comprimat și apoi se extinde și umple întreaga secțiune transversală. La pereții interiori ai duzei inelare se formează regiunea turbionar.
Luați în considerare, în special, duzele de curgere, de exemplu, o duză de formă cilindrică.
La ieșirea din duză în care există o presiune atmosferică, au
unde - zona de deschidere, care este conectat la duzele;
- suprafața secțiunii vii a jetului care părăsește duza.
Prin urmare, la ieșirea duzei jet este fără compresie și raportul de compresie în secțiunea de ieșire jet este egal cu unitatea () și viteza de curgere, adică, pentru coeficientul de curgere a duzei și raportul de viteză au aceeași magnitudine.
În interiorul duzei, în secțiunea în care este comprimat curentul, viteza fluidului în jet este crescut, și, prin urmare, presiunea hidrostatică este redusă. într-adevăr:
și anume viteză secțiune comprimată duză viteză de 64% mai mare de evacuare a acestuia. Aceasta înseamnă că presiunea din interiorul duzei trebuie să fie mai mică decât presiunea la ieșirea acestuia. Și ca presiunea la ieșirea duzei atmosferic, atunci trebuie să fie în interiorul vidului.
Prin formarea unui vid în secțiunea comprimată creează duză de aspirație, prin duza capacitatea de curgere în raport cu deschiderea poate fi crescută, și în mod semnificativ, în ciuda unei ușoare creșteri a rezistenței datorate frecării și datorită expansiunii jetului de comprimat secțiune în interiorul duzei.
Din ecuația de continuitate:
Viteza de evacuare din duză:
Comparativ cu formulă standard concluzionăm că.
Astfel, formula pentru viteza de curgere și duză au aceeași formă ca și cea a deschiderii din perete subțire, dar valorile coeficienților vor fi diferite.
Atunci când, după un număr mare Reynolds ()
La expirarea aerului și a apei în condiții normale, se poate presupune că corespunde valorii.
Comparând debitele și viteza de duză și deschiderea din perete subțire, vom vedea că duzele crește cheltuielile și scade viteza de evacuare. Într-adevăr, pentru valori mari ale lui Re:
și anume ajutaje consumul crește mai mult de 35% și reduce viteza cu aproximativ 15%.
Funcționarea normală a duzei este posibil, atunci când sunt îndeplinite două condiții:
1. Lungimea duzei trebuie să fie în intervalul:
, unde d - diametrul duzei.
2. vacuumul maxim (secțiunea comprimat) nu trebuie să depășească valoarea critică la care presiunea din presiunea fluidului se apropie de presiunea vaporilor.
Eșecul de a doua condiție poate pierde jeturi de vid și decalajul dintre pereții interiori ai duzei.
Când - jetul nu are timp să se extindă la secțiunea transversală completă a duzei.
În cazul în care - în locul duzei să aibă o linie scurtă, pentru care nu se poate ignora pierderea lungimii capului.
Coeficient de debit μ, în funcție de duza relativă lungime l / d și numărul Reynolds, definit prin formula empirică:
flux dependența ratei de caracteristicile geometrice ale duzei
sunt folosite duze convergente conici, dacă este necesar pentru a obține rate ridicate de curgere, zbor cu jet de rază lungă și datorită impactului său, de exemplu, în gigant, furtunurile de incendiu. Conica duza convergent este utilizat pentru a crește fluxul de expirare la viteze de ieșire reduse. Pentru aceste tipuri de duze și raporturi de debit nu sunt egale, deoarece orificiul de ieșire al duzei jet este ușor comprimat, și deci valoarea. Deoarece pierderea de presiune definită de gradul de expandare a jetului în duza, pentru acest tip de mici, debitul și coeficienții de viteză refuză mai mult decât în cazul unei duze Venturi.
Experiența arată că coeficientul de debit și viteza depinde de unghiul conului. Creșterea acestui unghi are ca rezultat o scădere a ratei de curgere. Creșterea proporțiilor și în comparație cu o duză cilindrică are loc, în principal, prin reducerea presiunii asupra pierderilor bruște de expansiune. Valoarea maximă are loc la un anumit unghi.
sunt utilizate atunci când este necesar conica duzei divergente pentru a crește fluxul și în același timp, reduce viteza de evacuare, de exemplu, pentru a evita eroziunea solului. In loc de compresie pentru a crea mai mult decât în vid duzele cilindrice exterioare, astfel încât acestea să asigure un efect semnificativ de aspirație. Prin urmare conic duză utilizată în tuneluri rutiere divergente, pentru încetinirea debitului de lubrifiere substanțe, injectoare, duze, ejectoare, instalații de irigare, aparate chimice, și așa mai departe. N. Când soluția de carbon (conica) este mai mică de 8 0 debit, denumit și secțiunea de ieșire, egal cu 0,45.
5.2. schema de montare:
Instalație pentru studiul de ieșire prin duza este o parte a instalației universale (a se vedea. 2.2. Și Figura 2.1.). Circuit setare Fragment este prezentată în figura 5.2.
Fig. 5.2. Un fragment al instalației
Prin conectarea flanșă 11 atașat duzei 2 4 specii cutiei de capăt diferite (opțional). Rezervor de presiune 4 prevăzut cu un tub de scurgere prismatic 3, prin care nivelul apei din rezervor este menținut constant determinată prin măsurarea sticlei gauge 5 riglă. Apa este alimentată în vasul de presiune 4 al unității pompei centrifuge. La deschiderea supapei de pe rezervorul de fluid sub presiune prin rezultatele duze într-o măsură dozatoare, poziționat direct în cadă. Măsurarea debitului se efectuează cu măsurarea vasului 10 și cronometrul.
5.3. Ordinea de performanță
1. Pentru a studia liniile directoare pentru punerea în aplicare a lucrărilor și se repetă materialul teoretic;
2. Pentru a studia experimental-up și desenați diagrama sa în raport;
3. Se determină temperatura lichidului din rezervor;
4. Determinarea cinematic de vâscozitate Poiseuille formula
5. Scoateți toate dimensiunile exterioare și interioare ale duzelor;
5. Atașați la flanșa uneia dintre duzele și deschide supapa de pe rezervor;
6. Se măsoară traseul de curgere al apei volumetric;
7. Aceste operații se repetă pentru celelalte tipuri de duze;
8. Rezultatele de calcul tabelate 5.2.
Datele experimentale și calculate
Rezultatele măsurătorilor pentru a calcula:
- debitul volumetric (Q) de fluid;
- viscozitate cinematică () cu formula 2.2;
- viteză () expirare pentru fiecare dintre tipurile de duze;
- Numărul Reynolds (Re) cu formula;
- experimentat debite și viteza;
- rezultatele calculelor înregistrate în tabelul 5.2.
- pentru a trage concluzii cu privire la rezultatele calculelor
Valoarea standard Coeficient de curgere pentru duza cilindric exterior - 0,82; duza convergent conic - 0,95; pentru divergent conic - 0,45.
Documente conexe:
lichid. În studiul de mei despre opredeleniikoeffitsienta. duză koeffitsientovskorosti și consum cilindric ajunge trunchi de con 0.97-0.99. 7.4. Istecheniezhidkosticherez deschidere largă în peretele lateral. Istecheniezhidkosticherez.
Valoarea koeffitsientaskorostipriistechenii a duzei. 0.82 Introduceți motivul pentru creșterea koeffitsientaraskhodapriistecheniicherez duze comparativ cu gaura istecheniemcherez.
istecheniyaIstecheniezhidkosti de deschidere în peretele subțire întrebări EXEMPLELE presiune variabilă Istecheniepri test Istecheniezhidkostichereznasadki koeffitsientovistecheniya dependență.
sau Shifrinsona. (9) și găurile de duze Priistecheniizhidkosticherez formule pentru opredeleniyaraskhoda. (10) unde koeffitsientraskhoda; pentru gaura.
În formula pentru gaura opredeleniyaskorostiistecheniyazhidkosticherez notată cu litera a) koeffitsientskorosti; b) koeffitsientraskhoda; c) raportul de compresie; g) koeffitsientistecheniya. 5.9. Priistecheniizhidkosticherez deschiderea produsului.