Сжатие струи
При вытекании жидкости из резервуара через отверстие в тонкой стенке (рисунок 3.26), диаметр которого значительно меньше размеров резервуара, а края отверстия имеют прямоугольную форму, диаметр вытекающей струи будет меньше размеров диаметра отверстия. Это происходит потому, что жидкость, вытекающая из резервуара, попадает в отверстие со всех направлений, а после прохождения отверстия направление движения всех частиц жидкости становится одинаковым.
Рисунок 3.26 – Совершенное сжатие струи
Изменение направления движения частиц жидкости в силу их инерционности мгновенно произойти не может. Поэтому сжатие струи обусловлено необходимостью постепенного изменения направления движения жидкости при прохождении отверстия.
Так как размеры резервуара много больше размеров отверстия, боковые поверхности и свободная поверхность не могут оказывать влияния на направление входа жидкости в отверстие, то в этом случае наблюдается совершенное сжатие струи. Такое сжатие является наибольшим, и оно достигается на расстоянии примерно равном диаметру отверстия. Степень сжатия выражается коэффициентом сжатия ε
,
где , - площадь и диаметр отверстия,
, - площадь и диаметр совершенно сжатой струи.
Рисунок 3.27 – Несовершенное сжатие струи
В том случае, если истечение происходит из резервуара такой формы, что его стенки влияют на траекторию движения частиц при входе в отверстие, наблюдается несовершенное сжатие струи.
Вследствие того, что боковые стенки резервуара перед отверстием формируют направление движения жидкости, струя после отверстия сжимается в меньшей степени, чем при вытекании из практически бесконечного резервуара (рисунок 3.26). По этой причине меняется коэффициент сжатия струи. Формулы для определения этого сжатия для разных жидкостей и разных условий истечения - эмпирические. Например, для круглого центрального отверстия в тонкой торцовой стенке трубы и для маловязких жидкостей коэффициент сжатия ε1 можно находить по следующей эмпирической формуле в долях от коэффициента сжатия ε при совершенном сжатии струи
;
где ;
- площадь отверстия,
- площадь сечения резервуара (в приведённом примере площадь поперечного сечения трубы).
Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 2813;