АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Гидравлические струи

Читайте также:
  1. Беседа, конкурс чтецов, творческая деятельность ( рисование, лепка, аппликация, конструирование) , спортивный праздник, музыкальный концерт)
  2. Бортовые отсосы. Кольцевые отсосы. Применение. Классификация. Конструирование
  3. Воздушные завесы. Применение. Классификация. Конструирование
  4. Вытяжные зонты (в том числе зонты-козырьки) и панели. Применение. Классификация. Конструирование
  5. Гидравлические лифты и грузовые платформы
  6. Гидравлические сопротивления (основные сведения).
  7. Гидравлические характеристики потока жидкости
  8. Гидравлические элементы потока.
  9. Конструирование водосбора внутри котлована
  10. Конструирование водосбора внутри котлована.
  11. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ БАЗЫ КОЛОННЫ

Гидравлическая струя - конечный поток жидкости, не ограниченный твердыми стенками. Бывают затопленными и незатопленными. Струя, вытекающая в однородную жидкость, называется затопленной; в атмосферу - незатопленной (брандспойт, для разработки грунта).

Незатопленная струя (рис. 59), вытекающая из насадка с цилиндрическим отверстием в атмосферу, имеет следующую структуру по длине: - компактная, - раздробленная, - распыленная часть струи.

 

Рис. 59. Схема струи

 

В компактной части струи обеспечивается сплошность потока, струя имеет правильную цилиндрическую форму. В раздробленной обнаруживается нарушение сплошности потока, струя разрывается на крупные части. Распыленная часть струи состоит из множества отдельных капель, в которые превращается весь поток.

Для разработки грунтов, добычи угля, воздействия на лопатки активной гидравлической турбины требуется струя с хорошо развитой компактной частью .

Для определения осевой скорости струи в пределах её компактной части существует формула Н. П. Гавырина:

 

(180)

 

где - скорость струи при выходе из насадка, ;
  - диаметр струи при выходе из насадка, ;
  - коэффициент.

 

Для определения дальности полета струи пользуются экспериментальной формулой Н. П. Гавырина

 

(181)

 

где - дальность полета, м;
  - угол вылета струи, град;
  - диаметр насадка, мм;
  - напор, при выходе из насадка, м.

 

 

 

Расчет турбин

Рассмотрим воздействие гидравлической струи на неподвижную преграду (рис 60). Предположим, что струя вытекает из сопла со средней скоростью и встречает на своем пути неподвижную вертикальную стенку.

Если вертикальная стенка плоская, то струя ударяясь о нее, растекается во все стороны. Для того, чтобы струя растекалась при встрече лишь по двум направлениям, сделаем в вертикальной стене направляющий желоб, попав в который струя после удара разделится на верхнюю и нижнюю части.

 

Рис. 60. Схема разделения струи.

 

Пусть струя имеет в сечении 1 - 1 площадь живого сечения и среднюю скорость . Расход до встречи со стенкой.

При встрече со стенкой струя разделится на две части: и . Очевидно, что принимаем и .

Выделим отсек струи 1- 2 - 3. За время этот отсек переместится в новое положение 1¢ - 2¢ - 3¢.

Применим к движению отсека теорему количества движения, которая звучит: изменение проекции количества движения на заданную ось за время равно сумме проекций импульсов приложенных внешних сил на ту же ось за то же время. Примем за ось S - S. Тогда на основании этой теоремы:

 

(182)

 

где - количество движения объема жидкости, заключенной между сечениями 1 - 1 и 1¢ - 1¢;
  , - количество движения объемов жидкости, заключенных между сечениями 2 - 2; 2¢ - 2¢; 3¢ - 3¢;
  - импульс силы реакции стенки;
  - реакция неподвижной вертикальной стенки, (по закону Ньютона, действие равно противодействию, следовательно ).

 

Из рисунка видно, что , а . И уравнение примет вид:

 

(183)

 

где ;

- элементарный объем струи между сечениями 1 - 1 и 1¢ - 1¢, т.е. ,

тогда уравнение (183) будет таким:

 

(184)

 

откуда сила воздействия струи на вертикальную стенку будет:

 

, (185)

 

Если стенка находится под некоторым углом к струе, то

 

(186)

 

Мощность струи, действующей на подвижную преграду (лопатку турбины), определим так: пусть плоская лопатка движется со скоростью vл, тогда

 

,

 

,

 

где - скорость струи, ;

- скорость лопатки, .

Максимальное значение мощности можно получить при :

 

(187)

 

Т.е. максимальная теоретическая мощность турбины с плоскими лопатками равна половине полной кинетической энергии струи. В действительности потери энергии составляют 40-45%. Если применить криволинейные лопатки в виде ковшей, то при и , сила давления на полусферические поверхности равна


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.008 сек.)