Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 55
Текст из файла (страница 55)
0,601 0,599 0,597 0,592 0,635 0,629 0,622 0,614 0,6!О 0,608 0,605 0,600 0,593 0,20 0,30 0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 6,00 (1-73) у)'е = и4ттоарс(ор 4/0026Няст 0 0 (1-74) 2 теор 44сг 64(о '/о (1-75) гле )г„— объемный расход, мо/сеи; а — коэффициент расхода; /о — плошадь отверстия, мо; л — ускорение силы тяжести, м/секо; Н„„— напор истечения, м; ю — скорость истечения, м/сея; ср — коэффициент скорости; / — плошадь сжатого сечения струн, мя; е — коэффициент сжатия струи.
Папор истечения: тле I! — высота уровня жидкости, м; р~ — статическое давление (абсолютное) в сосуде, и/м', ря — статическое давление (абсолютное) в сжатом сечении струи, ц.м'"; р — плотность жидкости, кг/м'. Если р~=ро, то Н„с =Н. В случае истечения жидкости через боковое отверстие, при постоянном уровне в сосуде (рис. 1-12), Н вЂ” расстояние от оси отверстия до верхнего уровня жидкости. При истечеа,)о, К нии цод уровень (рис. 1-13) Н /О представляет собой разность между Н4 и Ня. Расход опре- 650 деляется по формулам (1-68) и (1-71), так как коэффициент истечения в этом случае прак670— тически совпадает со значе- 200 а нием ц при свободном истечении струи в атмосферу.
37. Коэффициент расхола ц при совершенном сжатии (т. е. а том случае„когда рас- 0М стояние ог стенок сосуда до отверстия больше утроенной 0,3 длины спответствующей стороны отверстия) для малого отверстии в сосуде представляет собой произведение коэффициента скорости 4) на коэффициент сжатия струи е: Рис. 1-14. Зависимость коэффициентов а, 4р и а лля круглил отверстий в тонкой стенке от критерия Йе.
Коэффициенты и, 4) и е для малого отверстия зависят от его формы, толщины и формы кромки, а также от критериев Рейнольдса, Вебера и Фруда [1-9]: истечение из отверстии и вымя опорожнения сосудов Здесь ю р — теоретическая скорость истечения, равнаи )Р2лНцсг, м/сгл) 4)о — диаметр отверстия, м; ч — кинематический коэффициент вязкости, мфсек; //„„— напор истечения, м [формула (1-71)]; л — ускорение силы тяжести, м/сед', р — плотность жидкости, кг/мя; о — поверхностное натяжение жилкостя, и/м. При значениях 1)/е>200 и Рг>10 начинаетсн автомодельная область, т.
е. область, в которой коэффициенты а, 40 и е ие зависят от этих критериев. Для подавляющего большинства случаев условие )уе>200 и Рг>10 соблюдается [1-9]. Для круглых отверстий в тонкой пенке зависимость коэффициентов я, 40 и в от критерия Йе (дли области автомодельной относительно критериев %е и Гг) показана на рис. 1-14 (рисунок составлен по опытным данным истечении в воздух воды, нефти, нефтепродуктов. различных масел, глицерина, раствора сахара и др.!.
Коэффициенты расхода 4х для круглого отверстии в тонкой стенке (для жилкостей. любой вязкости и практически наибодее важной области значений Йе) приведены в табл. 1-17. гол ацо рлг Кояффацаеая расхода а для цругааго отверстия а таццая стеаас Для приближенных расчетов астечения в атмосферу маловязких жидкостей через круглые н прямоугольные отверстия в тонкой стенке можно принимать 44=06 —:061; 4)=097; е=0,62 —:063. Для круглых и квадратных отверстий в тонкой вертикальной стенке коэффициенты расхода и при истечении воды в атмосферу приведены в табл. 1-18 и 1-!9 [1-!0] Иааффяцасат расхода ц пра истечении воды чороа круглые отверстия 1, ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА Эацчеаця иалффццаепаа К> ц д'2 Таблица 1-гб Таблица 1-Э1 Кацффцццеат рцалада а ари цатечеииц воды черил квадрцтцые атлерапги ц ) 0,45 0,5 0,01 0,15 02 о,зо 035 1,,'с> 0,05 0,40 0,6 0,7 0,8 Игаар а цеатре атиергтац, м го ~ 0,112 0,134 0,128~0,152 420,056 0,351 0,365 0,014 0,023 0,019 0,030 0,007 0,009 6,092 0,107 0,161 0,178 0,075 0,088 К, Ко 0,189 0,208 0,260 0,278 0,605 0,605 0,605 0,605 0,604 0.604 0,603 0,602 0,600 0,5% О,Ю 0,30 0,50 1,00 1,50 2,00 3,00 6,00 15,00 0,599 0,601 0,603 0,602 0,602 0,601 0,600 0,599 0,5% Для отверстий в тарелках конденсаторов смешения можно пользоваться пракпжескими данными, помещенными в табл.
1-Ю (1-1!). Таблица 1-Эб каличаатца лады !и иггц>, стекающее черец одна атаератца и тцрелицл цацлеисатараа аыеюеии» дцгцггр атаерагци, мм Ьысатл >Рава» «аоы, мм >о Рис. 1-15. Цилиндрический на- ружный 'насадок. Рис. 1-16.
Цилицкрический внутренний насадок. 83 100 136 153 38. Коэффициент расхода а при несовершенном сжатии (т. к в том случае, когда расс>ояние от стенок сосуда до отверстии меньше утроенной длины соответствующей стороны отверстия) (1- 1О): а) для круглых отверстий О < Рцт Рццг 0,75рр а,р — — п(1+К,) (1-76) б) для прямоугольных отверстий О Рат Рцгг Оубрй (1-77) оар - ц (!+ Ко) Здесь К> и Кц — коэффициенты, зависящие.от отношения площади отверщии 1о к площади резервуара ы (табл.
1-21). 10 15 30 40 50 ЫО 0,648 О,Яб 0,628 0,620 0,618 0,614 0,611 0,605 0,601 0,598 4,75 5.20 7,46 8,50 9,67 19,88 0,624 0,619 0,618 0,610 0,609 0,608 0,606 0,603 0,601 0,598 9 11 16 18 24 42,4 17 20 29 34 38 76 0,617 0,613 0,610 0,607 0,606 0,605 0,604 0,602 0,600 0,598 27 31 45 53 59 119 38 47 65 77 86 171 52 64 87 104 120 227 0,598 0,601 0,602 0,604 0,603 0,603 0,602 0,601 0,599 О 598 86 105 149 172 192 402 106 130 184 233 242 497 истечкиик из отвкрстии и вымя опорожикния сосьдов 89. При истечении несжимаемых жидкостей через насадки (т. е.
короткие трубы длиной 3 — 4 диаметра, для которых значение и максимально) расчет производится по формуле (1-7!). Коэффициент расхода гх зависит от формы и расположения насадков, а также от значения йе. В области ((е э 102 коэффициент расхода и зависит в основном только от формы иасадков. Величины а для этой области приводятся ниже. а) 1!илиндрический наружный насадок длиной 1=(З вЂ”;4)бг с острыми кромками (рис.
1-15). При истечении и атмосферу по линии х — л внутри насадка образуется вакуум: Рл=0,75оытРЗ и/Лгг (1-78) Работа такого насадка сплошным сечением иа выходе возможна только при условии: где Є— атмосфеРное давление, и)мгг Рало — давление насыщенных пауов жидкости, и(м'. В этом случае коэффициент расхода а ф=0,82, а коэффициент сопротивления (коэффициент потерь при входе в трубу), 5 0,5 (1-12). Если в насадок попадает воздух или то струя отрывается от стенок насадка и истечение происходит так же, как через отверстие в тонкой стенке. В этом случае коэффициент расхода и 0,62 — 0,6.
С, ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА ж 0,82 0,77 0,73 0,68 0,6 Рот Росс 034рй Рнс. 1-18. Выравнивание уровней в сообщающихсн сосудах. Рссс. 1-17. Истечение под переменным уровнем. (1-80) В табл. 1-22 приводится зависимость а от Нс(, Габзача С-ЭЭ зооосомоссь кооффочооато расково а от отооюоооя сли б) Цилиндрический внутренний насадок длиной 1сойс( (рис. 1-16). Если прн истечения в атмосферу < Рот Росс 0,04рд то насадок работает с полным заполнением на выходе.
Дли насадка с тонкимн заостренными стенками характерны следующие коэффициенты: е=1, а су=0.71, к=1. В случае увеличения толщины стенки на входе до бм 005с( внутренний насадок работает с теми же коэффициентами, что и внешний: а=0,82, к=0,5. Если в насадок попадает воздух или то струя отрывается от стенок и насадок работает как отверстие с а=0,51. При значениях 1!с!<3 струя вытекает через пасалок, не усненая прикоснуться к его стенкам. В этом случае а=0,51, ср=0,97, в=053 и к=006 [1-12].
Истечение из насалков других профилей, истечение через щели и пр. см. [1-2). 40. При истечения через ллинные трубы постоянного диаметра, работающие полным сечением, сжатие струи на выходе отсутствует (е=1) и коэффициент расхода системы а,о„численно равен коэффициенту скорости ср [1-12)с 1 а =ср= )' а+ Хь Здесь а — коэффициент кинетической энергии потока, яредставляюший собой отношение действительной кинетическая энергии, вычисленной по значениям местных скоростей ю„ в сечении, к кинетической энергии, вычисленной по средней скорости юсю Величина а зависит от закона распределения скоростей шч по сечению.
При ламинарном режиме а=2; прн турбулентном режиме а= 1,02 †; 1,1 (в зависимости от критерия Ее и шероховатости стенок). В расчетах для турбулентного режима в трубках обычно принимают а= 1, в каналах а=!,1. Выражение ХЬ включает в себя все коэффиц иенты потерь, в том числе н = Х вЂ”. с. 41. Если жидкость течет последовательно через трубы различных сечений, то нужно нсе коэффициенты потерь относить к скоростному напору, соответствующему скорости истечения из яыхолного отверстия трубы, производя пересчет по формуле: гле ьс и [с — коэффициент местного сопротивления и площадь поперечного сечения трубы в выходном отверспсн; Ьс и [з — то же при другом сечении трубы.
истечении из атвггстии и веежя опогожиниия поездов 42. Если истечение происходит через затопленное отверстие в покоящуюся жидкость нлн жидкость, двнжущусося со скоростью значительно меньшей, чем скорость истечения: 1 асосс = ср = = 1~'Хб (1-81) Здесь в Хь входят все коэффициенты потерь; на входе, по длине трубы, местные сопротивления, на выходе нз трубы.
43. Определение времени т, необходимого для опорожнения сосудов. Коэффссциент расхода а зависит от критерия )се н. следовательно, от напора истечения Но„. Поэтому при опорожнении сосуда а изменяется н пренебречь этим изменением в случае истечения жидкости с повышенной вязкостью нельзя. В случае маловязкой жидкости (например, воды) Йе и а за время истечения изменяются незначительно (сс=сопз!).
Прн этом возможны следусощие случаи. а) Опорожнение светлое с настениным по высоте сечением при а=сонэ! и постоянном притоке жидкости !'о=сопя! (рис. 1-17): с = . ) СНс — )- Нс + РсН 1п ' о (1-82) где Р— площадь поперечного сечения сегида, м'! а — коэффициент расхода; [— плошадь отверстия, м'; а — ускорение силы тяжести, м/секс! Нс и Нс — верхний и нижний напоры истечения, м; Но — напор, который нужно было бы иметь в сосуде, если бы на отверстия вытекала жидкость только в количестве Ро Но определяется по формуле: )гэ Но= о — ас[з2а (1-83) Если приток 1'о меньше количества жидкости, вытекасощей пря уронне Нь т.
е, Ио < а[ Гс28Нс н, следовательно, Н,<Нь то уровень в сосуде будет понижаться до величины, например, Н, (в пределе он может снизиться до Но). Если приток )со > а[1 28Нс. то уровень жидности в сосуде будет повы/ шаться до величины, нйпрнмер, Н, (в пределе ан может повыситься до Но). !. ПРИКЛАДНАЯ ГИДРАВЛИКА (1-85) илн (1-86) о,з о,« о,е о,т о,э 0,9 о,) ),с Л .АЬ яп 0,25 0,68 0,73 0,8 0,87 0,62 1,0 0,46 0,54 0,37 Рис. 1-19. Схема слива из цистерны. (1-89) 410 411 Формула (1.82) справедлива как для снижения, так и для подъема уровня.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
