skanuj0001 (350)

Wypływ cieczy przez otwory I)wypływ ustalony

-stała wys cieczy w zbiorniku (zainstalować należy przelew, dopasować wypływ do dopływu)

Wypływ cieczy przez otwór umieszczony w ścianie łub w dnie zb mają być uznany za ustalony gdy poziom zwierciadła cieczy w zb nie ulega zmianie w czasie wypływu cieczy.

Pręd i natężenie-liczymy w zależności od podziału otworów

Otwory dzielimy na: .    .    4    •

-zato[ione

-niezatopione    i -

-małe i duże

Otwury niezatopione    f

Podział otworów na małe i duże załezy ód rozkładu prędkości w otworze. Jeżeli różnica prędkości w najwyższym i najniższym punkcie otworu w stosunku do pręd średniej jest niewielka to taki otwór traktujemy jako mały¹. W przeciwnym wypadku otwór uznajemy za duży.

Otwory zatopione

Nie ma podziału na otwory'małe i duże ponieważ pręd zależy tylko od różnicy poziomu cieczy w obn zbiornikach a więc jest stała we wszystkich punktach otworu.

Otwór w dnie zbiornika

zwierciadle cieczy są jednakowe oraz że pręd wpdy dopływającej jest bardzo mała i może być pominięta. Wyptyw z otworu zatopionego I Występ wówczas gdy ciecz że zbiornika nie wypływa swobodnie lecz do dużego zb napełnionego cieczą, której zwierciadło znajduje się nad otworem

...........ffi?-

\Ja

dH -prędkość spadania poziomu wody w zb

dt = ^ldH

Q

Powierzchnia F(H) oraz ilość wypływającej wody są funkcjami zmiennego zagłębienia

Pi ^aV\    Po aV^

—+-^+yi=y₂+—+-

ęg 2g    ęg

y~y=H

Pl=Pa

P2=p_a+<sg(y-y2)

v_t=o

y_l+-=y₂+-r-+

S? 2

Pa

i

n

J

F(H)

dH

pFo-^2gŁ ■Jh

zb gdzie F(H) waz z wysoko!

■{4hS-4h)

Gdy mamy stały przekrój żb gdzie F(H) = F=eonst (przekrój nie zmienia się wraz z wysokością).

2 F

t =

p-Fo-jlg

Całkowite opróżnienie zbiornika

v₂ , Pa+Gg(y-y₂l^ll=0

ęg

energii odejmiemy wysokość prędkości otrzymamy linię ciśnień bezwzględnych. Odcinek od osi przewodu do linii ciśnień bezw. Jest miarą ciśnienia bezw. Ciśnienie w rurociągu musi być zawsze wyższe Q_m = od od ciśnienia parowania cieczy w danej temp. Czyli    4    \ —J3

Unia ciśnień bezw. musi prz^ie^ć^mrociągiem _{Wzoiy te} nie uwzględniają lepkośd.

^szej Pw/flt ^ejmując od lmu ciśnień wysokie _Współ korygujący uwzględniający lepkość cieczy-Pbjfc cismemabarometrycznego. Ot^emylmte ^pE^pty^fcóezy tylko od liczby ciśnien pizometrycznych, Rzędne tej linii wyznaczają p _nMga

poziomy cieczy pizometra rozmieszczonych wzdłuż    korygujący uwzględniający ściśliwość-wspól

przewodu systemu hydraulicznego.    .    ekspansji odniesiony do przekroju przepływowego

Zast^wame.rownanra Bemonliego w zagadnieniach p_rzetj zwęzką i uwzględnia on zmianę gęst płynu pomiaru prędkości ! strumienia objętości.    wskutek zmiany ciś w przewężeniu. Dla płynów

łjpomiarprędkosa imejscowej    praktycznie nieściśliwość E=l, dla ściśliwych E<1.

^    ,,    . j2Ap nd² ctorak

Voo,poo - prędkość i cieśn.. przepływu niezakłóconego ^zw?^zk¹

S- punkt piętrzenia pl - cieśn.. spiętrzenia

Vj

ęg

Ud

4

'V2

1

Brak podziahi na otwory małe i duże.

W praktyce otwór traktujemy jako mały jeżeli jego wys (różnica zagłębień najwyższego i najniższego punktu otworu nie przekracza 10-25% zagłębienia środka ciężkości otworu pod zwierciadłem cieczy)

Wypływ swobodny przez małymtwór niszatopienv

irf”

ML.

fi

Pi ^aiV²    P    ^a-y²

—+——+y_x =y-\—M—-—+2hstr ęs    2g    ęg    2g

y_t-y=H

a, =a₂ =1

_ev²

Fb

yi+-=y₂+if-+—+y-y2

ęg ig ęg

v₂²

yi-y=~-

2 g

msm

ęg 2_g

^P1=p y 00 + £

2

P*.

Ciś statyczne

V oq² ciś dynamiczne

Thstr=ę ^-|=0

_H+Ł-Ł=Ml₊fC

ęg zg 2g

ęg

2g

F₂=^iff

H-oznacza różnice zwierciadła cieczy w obu zb

*-/zF₂V2jff

Wydatek otworu nie zależy tak jak w przy padku swobodnego wypływu od głębokości na której znajduje się otwór. Wobec tego prędkości w różnych punktach otworu są jednakowe.

Wypływ uiaafoHy przez przystawki W celu uzyskania spoistej struktury strugi wypływającej cieczy nadania jej kierunku oraz zwiększenia ilości wypływającej cieczy stosuje się przystawki.

Przepływ przez zew przystawkę poziomą o przekroju kołowym;    Ł. ,J n

j» %

f?

r*-T-qpT 1 1 i*_ i i	& U Jt
[r >

P F«

CO + ę—

ciś całkowite

się i płynie    szeregowym

^-2—\-Q-+z2+!,hstr

2 g    ęg

Urządzenia do pomiaru prędkości miejscowej Rusha Pitolą

H,

h-wys spiętrzenia cieczy ponad pow swobodną pl = pb + ćg(h + z)

Ciśnienie spiętrzenia jest równe cieśn.. całkowitemu przy przepływie nie zakłóconym.

Wyznaczenie prędkości miejscowej można sprowadzić do zagadnienia pomiaru cieśli. Spiętrzenia oraz cieśn.. statycznego w obszarze przepływu niezakłóconego lub różnicy tych ciśń

Detłap-ciś różnicowe pomierzone przed i za zwężką ft-gęst płynu w przekroju mierniczym przed zwężką E-liczba ekspansji odniesiona do warunków przed zwężką

. Pomiar prędkości miejscowej i strumienia objętości metoda, prędkościomierzową.

Bryła przepływu lub pręd jest to bryła ograniczona przekrojem hydrometry cznym przewodu lub pow która jest obwiednią końców wektorów prędkości miejscowych

tjf ,1, . , , dBrkanałn okrągłego

q_v = 2nj V(r)dr

o

vfr) miejscowa pręd przepływu która jest prostopadła dp elementu

<Ja=2pirdr przekroju poprzecznego przewodu w odległości r od osi

qv

= \vdA

dla kanału prostokątnego

Foo = .

2(pl-poo)

ę

Y-pręd miejscowa w polu elementarnym Da wśr.=qv/A    .

u	c	u

v=

2g(H+&-£-)

_ęg

i+*

W praktyce jeśli prędkości wody dopływającej do 2biomika jest bardzo mała to zakładamy że VI=0 Ciśnienie na swobodnym poziomie cieczy w zbiorniku oraz przekroju strumienia są jednakowe przy wypływie pl=p

Jeżeli założymy że wyrażenie I i _łAktóry określa że^jako współ

r

prędkości wypływu wtedy V=

symbol H oznacza zmniejszenie

-= l2g(ff+&-£)

ęg

Założenie    "

l>=2d - gdy są spełnione stru; itym przekrojem przystawki [<3Łr/

t-

_m V

Współ Wpręd wyznaczenie doświadczalnie załezy od lepkości, pręd wypływającego płynu i wymiaru otworu czyli liczby Reynoldsa.

Jest stosunkiem prędkości rzeczywistej do teoretycznej. Współ 8 =p w czasie wypływu cieczy przez przystawkę. W miejsca zwężenia strugi tworzy się podciś i zwiększa się strumień przepływu.

A-ft=^£^(A⁴-l)

2 a,

Uśtał^ przepływ płynu w systemach hydraulicznych j9<X> — p$£gZ 1) przepływ płynu nieściśliwego w systemie

2Z    ^ dl 2g

&

zwęzeme

Kawitacja- przyczyny powstawania: zbyt wysoka Temp, zbyt niskie ciś.

Kasw^^-obszary zapełnione są porami lub gazami które

uwolniły się z cieczy

VI

UD

ęg mi ^9r=z~T

pi-p2

+(zl-_z2)=i(l)\X(A|+^l3\+a;(^-)⁴^

2g n t? di dl    dn

We wszystkich przypadkach gdy pb różne od poo w    4

celu określenia prędkości przepływu Voo należy oprócz ciś spiętrzenia pl zmierzyć dś statyczne p» w n2=ol — obszarze przepływu niezakłóconego    ”    "

Rurka Prandtla-mierzyciś statyczne i spiętrzania

² ui™² = V2--qv

⁸^»² p-(—)⁴)

n²a⁴¹ kd ’

f V2gH

prędkości w zależności od straty lokalnej. W praktyce przyjmuje się, żełp=0,96-0,99

Przy obniżaniu wydatków otworów należy wprowadzić współ dławienia, który charakteryzuje przewężenie strumienia w otworze.

V = S-j2gH

4>²=«

a

ęg

Ilebł |	2g(^b^+zl-z2) ęg
* ^4 1

F-przekrój otworu Fs-pizekrój zwężony strumienia

Równanie ma sens gdy

%£łz£i_+zi__{z 2)>}o

ęg

Gdy h=0x ukł naczyń połączonych.

pl - pco = ętszm(gn

Foo = "y2gAzm(— -1)

qv =

^Ud £ P^l~P²

dl<d

Fs

a — — > wspoldłspedłtewi

p = afj&

Q=F*V~

§Sfi-Fj2ŚH

Wydatek małego otworu niezatopionego p- współ wydatku otworu niąidne dławienie: wżśr Bkkme’a r Wd^łecha

., współ wydatku przy niepełnym

/*,=/*•(!+CĄ

P

dławieniu

p-wspól dławienia przy pełnym dławieniu dla tego

sanego otworu lecz inaczej położonego

p-cakowity obwód otworu

n-długość tej części obwodu na której nie występuje

dławienie

C-współ który przyjmowany jest dia otworów okrągłych i prostokątnych

Współ wypływu dla otworów zatopionych można pGyjmować ^Lt=0,986pnie2at

Najwyższy współ wydatku będzie miał otwor okrągły i kwadratowy później trójkątny i prostokątny Wypływ z dużego otwomatezateąścaiego Zakładamy że otwor ma kształt prostokąta gdzie szerokość otworu mierzona w kierunku poziomym i prostopadłym do płaszczyzny rysunku wynosi b, to całkowite natężenie wypływu określamy ze wzoru

Pb-p3 mówi o podciśnieniu

Poddś jest wprost proporcjonalne do wys

rozpoiządzałnej w zb.

(My H-Hkr dś w obszarze przewężenia obniżyłoby się do dś parowania i wystąpiło by zjawisko k&wiłaejPćo zmieniłoby charakter przepływu i ciecz wypłynęłaby jak przy' małym otworze.

P3=pw (dś parowania)

1

pb-pw=s^z( —_ -1 )ęgHkr

a

Pb Pyt

Hkr = -

ęhf

(A-d

a

q_v =

?v =

₍fcP2 _{+ zl}__z2)

R = h

8

W ,w 1,4 om,

— + śX—)

di di dn n g

Charakterystyka przepływu szeregowego systemu szeregowego

R-odporność hydrauliczna układu

Strumień obj zależy od:

-różnicy dśw obu zb

-różnicy zwierciadeł cieczy

-parametrów geometrycznych

-właśdw fiz przepływającego płynu

Nie zależy od tego gdzie mamy wlot i wylot Wzory te

SA ważne dla zb otwartych wtedy pl i p2 =pa

Największy strumień wypływu zapewnia przystawka o przekroju kołowym. Porównują wartości WSP.

Wypływu przystawek o różnych kształtach można zauważyć, że dla tych wartości d,H największy strumień przepływu zapewnia przystawka z wylotem zaokrąglonym, której straty przepływu są najmniejsze.

W przystawkach stożkowych rozbieżnych przy znacznym kącie rozwarcia możliwe jest oderwanie strugi od ściany i wpływ bezpośrednio z otworu.

Optymalny kąt rozwarcia przystawek wynosi 5-7.

Przy stawki stożkowe zbieżne umożliwiają uzyskanie spoistej struktury strugi na znacznej długości. Zwiększa bezwzględne musi być wieksze od zera się dzięki temu zasięg strugi (stosowane przy wężach strażackich). Optymalny kąt zbieżności przy którym WSP. Wypływu osiąga max wynosi 13-14C.

Określenie czasu opróżMauia zfc

1) o zmiennym przekroju kołowym

Wykres Ankony- to wswykres który daje przejrzysty obraz zmian ciśi pręd w rurociągu a zatem umożliwia bezpośrednie wyznaczenie wys strat energety cznych w każdym punkcie przewodu.

Założenia:

-instałacjąjest szczelna

-w każdym punkcie przewodu zamkniętego dś

Współ, wzorowania (współ. Poprawkowy) a

Foo =.a

l2Ap

i

ę

Współ, ekspansji E czyli rozprężenia (dla gazów)

Voo=a(l-e)

2Ąp

$

Pomiar natężenia przepływu metodą zwężkową

W*_t jfc 2g ęg 2g ęg

V\ = V2(^f = p\

d-średnica przewężenia D-średnica rurociągu wew B-przewężenie

Dla krzywych 1 i 2 kawitacja nie występuje zjawisko kawitacji pojawia się w krzywej 3 i ma tylko charakter lokalny'. Gdy mówimy o krzywych 4,5,6 można zauważyć że dalsze opory zmiany zaworu nie zmniejsza a^ejśw^^^y^żeniu jedymie zwiększą się

kawitacja powoduje niszczenie rurociągu, wydzielenie par cieczy, które są transportowane i niszczenie ścian rurociągu.

Ciś prężności pary cieczy również przyczynia się do niszczenia rurociągu.

Prędkość maleje-ciś wzrasta

Miarą średniej prędkości przepływu przez zwężkę jest spadek ciśn.

+ — + z2+Uistr

Ogólna strata energii ciśń które wyraża się spadkiem ciśń. podczas przepływu cieczy przez zwężenie nazywa się kawitacyjną stratą ciśnienia i tłumaczone nieodwracalnością przemian energety czny ch podczas parowania i skraplania cieczy oraz wydzielania się ponownego rozp. Gazów w cieczy.

Mierzone ciśń. kawitacji jest wyższe od ciśń. z tablic do pomiarów podlega suma ciśnienia pary nasyconej cieczy i gazów zawsze w niej rozpuszczonych.

Ciśń. wrzenia musi być mniejsze od ciśń. kawitacji ponieważ jest cień. tylko parowania cieczy w określonej temp.

W wyniku kawitacji następuje niszczenie ścianek materiału (energia kawitacji) i powstaje hałas (sztnń kawitacji). Energia kawitacyjna występuje w obszarze podwyższonego ciśń. (pęcherzyk ulega pęknięciu i zamknięciu). Intensywnie przebiega na końcu kawerny w obszarze podwyższonego ciśnienia. Ciśń.min>ciśń. kawitacji -efekt zapobiegania kawitacji

Kryterium oceny możliwości Idealnego wstąpienia kawitacji jest określona stosunkiem różnicy dśń. p -pw, gdzie p-ciśń w obszarze niezakłóconym przez zwężenie, pw - ciśń. wrzenia odpowiadające danej temp. Cieczy do ciśnienia dynamicznego 2

ęv

0=2 , ftg _(LI ³    ******

-fi-b-Z.-(H₂2 -Hp)

3 sina

p-wspól wydatku =0,6

sina, a=90 (dla śtianek pionowych)

sin ec=l

*”0= h* •

rozumowanie dotyczące dużych otworów prowadzone jest przy założeniu że dś w płaszczyźnie otworu na

Fo-pow otworu w dnie zb przez który przepływa woda fi-współ wydatku otworu

W pewnej chwili wzniesienie zwierciadła wody na otworu wynosi H. pow poziomego przekroju A wynosi

F(H) na wys H. Po pewnym czasie    dł poziomu w zb

obniży się o dH czyli przez otwór wypłynie iość cieczy równej dH.

Qdt=-F(H)dH

Qsr~~ F(H)dH jodanie ciągłośd

dt

strumienia

aV² m

p, , aV

I Ufa _1_    —

^P=pl-p2 między jej przekrojami mierniczymi zwany dśń. Różnicowym.

Jeżeli do pomiaru dśń. różnicowego za pomocą manometru różnicowego

li-p¹

Strumień objętośd q_v =z42*F2

Ud² l

Strmnien masy

Linia, której rzędne przedstawiają wysokość rozporządzalne wzdłuż rozpatrywanego przewodu nazywa się lijmą energii musi zawsze opadać wzdłuż przewodu w kierunku przepływu. Jeżeli od rzędnej linii

fp-pw

ęv

v,=.

2g

tsz{— -1,

Kawitację można wykorzystać do:

-mieszanie

-rozdrabnianie

-odparowanie

-    wytwarzanie emulsji

-    do dęda strugą deczy.

Ęjekga -po połączeniu obszaru obniżonego ciśń. z obszarem o ciśń

wyższym zaobserwujemy zjawisko zasysania płynów. Zjawisko to nazywane efektem ssącego działania strugi i jest podstawą działania strumienia, które służą