Истечение через насадки при постоянном напоре

На практике часто бывает необходимо увеличить коэффициент расхода, добиться сохранения формы струи (гидромонитор, брандспойт) и т.п. Для этой цели в технике применяют различные насадки.

Насадкой называется короткая труба, присоединённая к отверстию в тонкой стенке.

Обычно длина насадка, заключена в пределах от 3d до 5d, где d – диаметр отверстия, равный внутреннему диаметру насадка. Насадки влияют на коэффициенты скорости и сжатия струи, а тем самым на величину коэффициента расхода .

Рис.3.1.

По своей форме насадки бывают цилиндрические внешние, рис.3.1.а (μ=0,82), цилиндрические внутренние, рис. 3.1.б (μ=0,71), конически сходящиеся, рис. 3.1.в (μ=0,92), конические расходящиеся, рис. 3.1.г (μ=0,57), и коноидальные рис. 3.1.д (μ=0,97).

Расчетные формулы для определения расхода через насадки при постоянном напоре такие же, как для отверстия в тонкой стенке, а именно

где μ – коэффициент расхода, величина которого зависит от вида насадки.

Задача 3.1 Определить утечку воды из тепловой сети через образовавшееся в результате аварии отверстие в стенке трубопровода. Избыточное давление в сети р_изб=4ат, температура воды 95^оС (ρ=960 кг/м³), площадь отверстия S=1см². коэффициент расхода μ=1.

Решение В данном случае размеры отверстия (щели) соизмеримы с толщиной стенок трубы, поэтому истечение нужно представлять как истечение через насадок. Массовый расход воды, кг/с, через образовавшиеся отверстие определяется по формуле

где Q – объёмный расход, м³/с, ΔН – напор в м. вод. столба м. водн. ст. кг/с.