Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья



Гидравлические струи.. Силовое воздействие струи на преграду»



 

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра строительства,

теплоэнергетики

и транспорта

 

 

Практическая работа

по дисциплине «Основы гидравлика»

«Гидравлические струи.

Силовое воздействие струи на преграду»

 

Выполнил:                                                                         ФИО

                                                                                         Группа, шифр

 

Проверил:                                                                        Шлапак С. В.                                                              

 

Мурманск

Содержание

 

    Лист
  Исходные данные.
Определение параметров свободной затопленной турбулентной струи (круглой и плоской).
Вычерчивание поперечных профилей распределения скоростей для плоской и круглой струи.
Расчет силового воздействия круглой струи на твердую преграду для отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный).

 

Исходные данные

Перепад давления, Δр = 0,20 МПа

Относительная плотность жидкости, δ=1,08

Радиус r0 или полувысота отверстия b0: 10 мм

 

1. Определение параметров свободной затопленной турбулентной струи (круглой и плоской).

 

Основные расчетные зависимости для круглых и плоских свободных затопленных турбулентных струй приведены в Таблице 1.

 

Таблица 1 - Основные расчетные зависимости

Параметр Круглая струя Плоская струя
Коэффициент турбулентной структуры, а 0,08 0,1
Половина угла расширения, tgβ 3,4а 2,4а
Расстояние от полюса до начального сечения, х0
Длина начального участка, хн
Радиус R или полутолщина В струи
Скорость на оси основного участка, umax
Расход на основном участке, Q

 

Скорость в начальном сечении u0 определим по формуле:

Приведенный напор зависит от перепада давлений на свободной поверхности жидкости и в среде, в которую происходит истечение,

С учетом исходных данных найдем:

Формула для определения расхода струи в начальном сечении:

для плоской струи:  

для круглой струи:

 

для плоской струи:

 

для круглой струи:

 

Коэффициент турбулентной структуры a:

для плоской принимаем 0,1;

для круглой струи равен 0,08.

 


Половина угла расширения tgβ:

для плоской tgβ= 2,4*а=2,4*0,1=0,24;

для круглой струи tgβ=3,4*a=3,4*0,08=0,272.

 

Расстояние от полюса до начального сечения х0:

для плоской струи х0= = =41 мм;

для круглой струи х0= = =36,25 мм.

 

Длина начального участка хн:

для плоской струи хн = = =103 мм;

для круглой струи хн = = =83,75 мм.

 

Расчетные значения радиуса r или полутолщины струи В, скорости на оси основного участка струи umax, расхода на основном участке Q целесообразно представить в табличной форме (Таблица 2).

 

Таблица 2 - Сводная таблица по расчету струй

Сечения

Плоская струя

Круглая струя
B, м umax, м/с Q, м3/с R, м umax, м/с Q, м3/с
х’ = 0 0,0100 34,99 0,0166 0,0100 61,80 0,00239
х’ = хн 0,0347 18,67 0,0756 0,0328 18,67 0,00792
х’ = 2хн 0,0594 14,26 0,1346 0,0556 10,99 0,01345
х’ = 4хн 0,1090 10,53 0,2526 0,1011 6,035 0,02450

 

 

2. Вычерчивание поперечных профилей распределения скоростей для плоской и круглой струи.

Поперечные профили распределения скоростей в сечениях струи рассчитывают по формуле (1). Радиус R или полутолщину струи В разбивают на отрезки через 0,2В. Результаты расчетов представляют в табличной форме для четырех сечений (Таблица 3).

Таблица 3 - Расчет для построения поперечных профилей распределения скоростей

Сечения

Параметры плоской струи

Относительное расстояние от рассматриваемой точки до оси струи h
0,2 0,4 0,6 0,8

x’=0

 Скорость струи в точке u, м/с 34,99 29,01072 19,52566 10,02408 2,831268
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

x’=xн

 Скорость струи в точке u, м/с 18,67 15,47957 10,41852 5,348656 1,510711
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,006944 0,013888 0,020832 0,027776 0,03472

x’=2xн

 Скорость струи в точке u, м/с 14,26 11,82317 7,957587 4,085262 1,153869
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,011888 0,023776 0,035664 0,047552 0,05944

x’=4xн

 Скорость струи в точке u, м/с 10,53 8,730576 5,876115 3,016676 0,852051
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,021776 0,043552 0,065328 0,087104 0,10888
  Параметры круглой струи

 

x’=0

 Скорость струи в точке u, м/с 61,8 51,23928 34,4866 17,70471 5,000639
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

x’=xн

 Скорость струи в точке u, м/с 18,67 15,47957 10,41852 5,348656 1,510711
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,006556 0,013112 0,019668 0,026224 0,03278

x’=2xн

 Скорость струи в точке u, м/с 10,99 9,111969 6,132811 3,148459 0,889272
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,011112 0,022224 0,033336 0,044448 0,05556

x’=4xн

 Скорость струи в точке u, м/с 6,03 4,999561 3,364955 1,727499 0,487926
Абсолютное расстояние от точки до оси струи hB, м 0,020224 0,040448 0,060672 0,080896 0,10112

 

 

 

 

 

 


3.Расчет силового воздействия круглой струи на твердую преграду для отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный).

 

Силовое воздействие круглой струи на твердую преграду рассчитывают при тех же исходных данных по формулам: струя вытекает из отверстия перпендикулярно к поверхности , где kн -коэффициент, определяемый влиянием неучтенных факторов, равный 0,92...0,96%, под углом a к поверхности , .

=r/rв => r= *rв; r=1,08*1000=1080 .

= ; =e*w.

Определим wc для каждого насадка и отверстия:

1) круглое отверстие в тонкой стенке:

=0,64*0,004=0,00256

2) внешний цилиндрический насадок:

ω=0,004

3) коноидальный насадок:

ω=0,004

4) Давление струи на плоскую твердую поверхность, расположенную перпендикулярно струе:

а) круглое отверстие в тонкой стенке:

б) внешний цилиндрический насадок:

 

в) коноидальный насадок:

Наименьшее силовое воздействие струи на преграду будет при круглом отверстии в тонкой стенке, а наибольшее при коноидальном насадке.

5) Давление струи на плоскую твердую поверхность, наклоненную на угол a.

Расчет выполняют для отверстия и двух типов насадков (внешний цилиндрический и коноидальный), α = 45º. Результаты расчетов сравнивают и делают выводы.

а) круглое отверстие в тонкой стенке:

452,79H

640,47H

б) внешний цилиндрический насадок:

505,39H

704,88H

в) коноидальный насадок:

718,52H

1016,33H

 

Вывод: наибольшая сила воздействия струи на преграду наблюдается при использовании насадков

 

 
  

© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.