Коэффициент расхода жидкости


Истечние жидкости из отверстий, насадков и из-под затворов

5.4. Истечение через насадки при постоянном напоре

Внешним цилиндрическим насадком называется короткая трубка длиной, равной нескольким диаметрам без закругления входной кромки (рис. 5.7). На практике такой насадок часто получается в тех случаях, когда выполняют сверление в толстой стенке и не обрабатывают входную кромку. Истечение через такой насадок в газовую среду может происходить в двух режимах.

Первый режим - безотрывный режим. При истечении струя, после входа в насадок сжимается примерно так же, как и при истечении через отверстие в тонкой стенке. Затем струя постепенно расширяется до размеров отверстия из насадка выходит полным сечением (рис.5.7).

Рис. 5.7. Истечение через насадок

Коэффициент расхода μ, зависящий от относительной длины насадка l / d и числа Рейнольдса, определяется по эмпирической формуле:

Так как на выходе из насадка диаметр струи равен диаметру отверстия, то коэффициент сжатия ε = 1 и, следовательно, μ = φ , а коэффициент сопротивления ζ = 0,5.

Если составить уравнение Бернулли для сжатого сечения 1-1 и сечения за насадком 2-2 и преобразовать его, то можно получить падение давления внутри насадка

P2 - P1 0,75Hgρ

При некотором критическом напоре Нкр абсолютное давление внутри насадка (сечение 1-1) становится равным нулю (P1 = 0), и поэтому

Следовательно, при Н > Нкр давление P1 должно было бы стать отрицательным, но так как в жидкостях отрицательных давлений не бывает, то первый режим движения становится невозможным. Поэтому при Н Нкр происходит изменение режима истечения, переход от первого режима ко второму (рис.5.8).

Рис. 5.8. Второй режим истечения через насадок

Второй режим характеризуется тем, что струя после сжатия уже не расширяется, а сохраняет цилиндрическую форму и перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с его стенками. Истечение становится точно таким же, как и из отверстия в тонкой стенке, с теми же значениями коэффициентов. Следовательно, при переходе от первого режима ко второму скорость возрастает, а расход уменьшается благодаря сжатию струи.

При истечении через цилиндрический насадок под уровень первый режим истечения не будет отличаться от описанного выше. Но при Н > Нкр перехода ко второму режиму не происходит, а начинается кавитационный режим.

Таким образом, внешний цилиндрический насадок имеет существенные недостатки: на первом режиме - большое сопротивление и недостаточно высокий коэффициент расхода, а на втором - очень низкий коэффициент расхода. Недостатком также является возможность кавитации при истечении под уровень.

Внешний цилиндрический насадок может быть значительно улучшен путем закругления входной кромки или устройства конического входа. На рис.5.9 даны различные типы насадков и указаны значения соответствующих коэффициентов.

Рис. 5.9. Истечение жидкости через насадки а - расширяющиеся конические; б - сужающиеся конические; в - коноидальные; г - внутренние цилиндрические

Конически сходящиеся и коноидальные насадки применяют там, где необходимо получить хорошую компактную струю сравнительно большой длины при малых потерях энергии (в напорных брандспойтах, гидромониторах и т.д.). Конически сходящиеся насадки используют для увеличения расхода истечения при малых выходных скоростях.

5.5. Истечения через отверстия и насадки при переменном напоре (опорожнение сосудов)

Рассмотрим случай опорожнения открытого в атмосферу сосуда при постоянно уменьшающемся напоре, при котором течение является неустановившемся (рис.5.10).

Однако если напор, а следовательно, и скорость истечения изменяются медленно, то движение в каждый момент времени можно рассматривать как установившееся, и для решения задачи применить уравнение Бернулли.

Рис. 5.10. Схема опорожнения резервуара

Обозначим переменную высоту уровня жидкости в сосуде за h, площадь сечения резервуара на этом уровне S, площадь отверстия Sо, и взяв бесконечно малый отрезок времени dt, можно записать следующее уравнение объемов:

где dh - изменение уровня жидкости за время dt.

Отсюда время полного опорожнения сосуда высотой Н

Если будет известен закон изменения площади S по высоте h, то интеграл можно подсчитать. Для призматического сосуда S = const (рис.5.11), следовательно, время его полного опорожнения

Из этого выражения следует, что время полного опорожнения призматического сосуда в два раза больше времени истечения того же объема жидкости при постоянном напоре, равном первоначальному.

Истечение жидкостей через насадки.

Истечение жидкостей через насадки



Истечение жидкости из насадки

Насадкой называется короткая труба, длина которой не превышает 3…4 диаметра, присоединенная к отверстию в сосуде.
В зависимости от формы различают следующие типы насадок:

  • цилиндрические (внешние и внутренние - рис. 1 а, г);
  • конические (сходящиеся и расходящиеся - рис. 1 б, д);
  • коноидальные (или тороидальные - рис. 1 в).

В гидравлике насадками в общем случае называют отверстия, продольный размер которых сравним с их диаметром или превышает его, либо относительно короткий канал, влияющий на форму протекающей по нему струи. Это необязательно должен быть специально приваренный или прикрепленный каким-либо способом патрубок, - простое отверстие небольшого диаметра в относительно толстой стенке оказывает на струю истекающей жидкости аналогичное влияние.
Отличие насадка от отверстия в тонкой стенке заключается в том, что он обладает гидродинамическим сопротивлением, и здесь уже нельзя пренебречь влиянием внутренней поверхности канала на характер протекающей по нему струи.
Насадок - это еще не трубопровод, но уже и не отверстие в тонкой стенке резервуара.

При истечении из внешнего цилиндрического насадка (рис. 1, а) в его объеме образуется вакуум, вследствие чего жидкость подсасывается из резервуара. Поэтому коэффициент расхода для такого насадка больше, чем для отверстия в тонкой стенке имеющего такой же диаметр, как и насадок.
Величина вакуума в насадке зависит от напора Н и может быть определена по формуле:

рвак/ρg = 0,75Н    (м).

Если при истечении воды с температурой 0…50˚ С напор H превысит 12…13 м, то в насадке произойдет срыв вакуума и тогда истечение из насадка будет происходить так же, как и через отверстие в тонкой стенке.

Расход и скорость при истечении жидкости из насадка определяются по тем же формулам, что и при истечении из малого отверстия с применением поправочных коэффициентов, учитывающих форму насадка.

Значения коэффициентов расхода μ, скорости φ и сжатия струи ε для различных типов насадок приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Значения коэффициентов скорости и расхода для различных типов насадок.

Тип насадки

Коэффициенты

ε

φ

μ

 Внешний цилиндрический

1

0,82

0,82

 Внутренний цилиндрический

1

0,71

0,71

 Конический сходящийся (угол конусности 12…15˚)

0,98

0,96

0,94

 Конический расходящийся (угол конусности 5…7˚)

1

0,45-0,5

0,45-0,5

 Коноидальный

1

0,97

0,97

***



Примеры решения задач при истечении жидкостей через отверстия и насадки


Решение задачи при истечении жидкости из отверстия

В верхний сосуд (рис. 2) поступает вода с расходом Q = 0,25 л/с, которая затем перетекает через малое отверстие в дне диаметром d1 = 10 мм в нижний сосуд, имеющий также малое отверстие в дне диаметром d2 = 15 мм.

Определить:
- напоры Н1 и Н2 в обоих сосудах;
- при каком диаметре d2 напор Н2 будет вдвое меньше, чем напор Н1.

Решение

1. Определим в обоих сосудах напоры Н1 и Н2, при которых расходы Q1 и Q2 станут равными притоку воды Q = 0,25 л/с:

Q = μω1 √(2gH1);      Q = μω2 √(2gH2),

откуда:

Н1 = Q2/2g(μω1)2 = 2502/[2×980 (0,62×3,14×12/4) = 135 см.

Н2 = Q2/2g(μω2)2 = 2502/[2×980 (0,62×3,14×1,52/4) = 27 см.

2. Находим диаметр d2, при котором Н2 = 0,5Н1 = 0,5×135 = 67,5 см.

Из формулы Q = μω2 √(2gH2) определяем:

ω2 = Q / [μ √(2gh2)] = 250 / [0,62(2×980×67,5)] = 1,11 см2.

Определив площадь отверстия, несложно вычислить его диаметр:

d = √(4ω2/π) = √(4×1,11/3,14) ≈ 1,2 см ≈12 мм.

***

Решение задачи при истечении жидкости из насадка

Вода вытекает из бака через конический сужающийся насадок диаметром d = 80 мм, расположенный на глубине Н = 1 м от поверхности.
Уровень воды в баке поддерживается постоянным благодаря пополнению из водопроводной сети.

Определить, какое количество воды истечет через насадок за три минуты.

Решение

Ежесекундный расход воды через насадок определим по формуле:

Qm = μω √(2gH) = 0,94×3,14×0,082 √(2×9,81×1)/4 ≈ 0,0209 (м3/с),

где:
μ = 0,94 (см. Таблицу 1) – коэффициент расхода для конического сужающегося насадка;
ω = πd2/4 – площадь сечения насадка (м2).

Определив ежесекундный расход, нетрудно вычислить расход за время t, равное трем минутам (180 сек):

Q = Qmt = 0,0209×180 ≈ 3,762 (м3)

***

Гидравлические машины


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

11-я лекция

12-я лекция, 2010

8. ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

8.1 Истечение через отверстия в тонкой стенке и насадки (короткие трубки)  при постоянном напоре.

8.2. Истечение при совершенном сжатии.

8.3 Скорость истечения при совершенном сжатии. Коэффициенты:ε, ξ, φ, μ

8.4 Истечение при несовершенном сжатии

8.5. Истечение под уровень

8.6. Истечение через насадки при постоянном напоре.

8.7 Первый режим течения.

8.8 Второй режим истечения

8.1. Истечение через отверстия и насадки (короткие трубки)

 при постоянном напоре.

Рассматривается процесс истечение жидкости из резервуаров через отверстия и насадки в атмосферу и в пространство, заполненное жидкостью.

При истечении запас потенциальной энергии  жидкости в резервуаре, переходит в кинетическую энергию свободной струи, при переходе есть  потери энергии на трение и завихрение частиц жидкости.

Задачей изучения процесса истечения является определение скорости истечения и расхода жидкости.

Истечение производится из резервуара с жидкостью под давлением Р0 на свободной поверхности через круглое отверстие в тонкой стенке на глубине (во много раз большей диаметра отверстия) Н0 >> dот (рис. 12.1).

Через отверстие жидкость вытекает в воздушное пространство с давлением Р1.

Отверстие в стенке имеет острую кромку. Частицы жидкости приближаются к отверстию из всего прилежащего объема, двигаясь ускоренно по различным плавным траекториям (см. рис.12.1б). Струя отрывается от стенки у кромки отверстия и затем сжимается. Формирование сжатого сечения  струи происходит на расстоянии примерно одного диаметра отверстия.

Сжатие струи происходит при плавном переходе от различных направлений движения жидкости в резервуаре.

12.2. Истечение при совершенном сжатии.

Совершенным сжатием называется наибольшее сжатие струи, когда  диаметр отверстия во много раз меньше  напора Н0.

Н0 >> dот

В этом случае боковые стенки и свободная поверхность жидкости не влияют на поток жидкости к отверстию.

Сжатие струи оценивается коэффициентом сжатия ε, равным отношению площади поперечного сечения струи к площади отверстия

ε = Sc/S0 = (dc/d0)2.                             (12.1)

Для определения скорости истечения и расхода из отверстия запишем уравнение Бернулли для движения жидкости от свободной поверхности «0 – 0»  в резервуаре   и сечением струи «1 – 1» (на рис.12.1а).

В рассматриваемом случае уравнение Бернулли записывается для установившейся скорости,  истечение происходит под постоянным напором, над свободной поверхностью  «0 – 0» давление равно Р0,   скорость также равна нулю.

В сечении   «1 – 1», струя примет  цилиндрическую форму, давление  Р1,    скорость V1 предстоит определить из уравнения Бернулли для потока реальной жидкости.

где ξ— коэффициент, характеризующий  сопротивление отверстия,   -коэффициент Кориолиса из уравнения Бернулли для потока вязкой жидкости, характеризующий неравномерность распределения скоростей в потоке.

Если умножить числитель и знаменатель выражения для  α  на ρ/2, можно убедиться, что α является отношением действительной кинетической энергии потока в данном сечении к кинетической энергии этого потока в этом сечения  при равномерном распределении скоростей.

Выделив сумму геометрического и пьезометрического напора Н = Н0 + (Р0 - Р1)/(ρg), получаем выражение, связывающее скорость истечения и скоростной напор.

12.3 Скорость истечения реальной жидкости при совершенном сжатии.

Коэффициенты:ε, ξ, φ, μ

Из выражения для гидростатического напора, получим формулу для определения скорости истечения из отверстия с острой кромкой для реальной жидкости

,                             (12.2)

где φ — коэффициент скорости

   .                                                        (12.3)

Для идеальной жидкости, так как у нее отсутствует вязкость, трения и потерь на трение нет  ξ = 0, α = 1, следовательно, φ = 1. 

Скорость истечения идеальной жидкости из отверстия с острой кромкой

                   (12.4)

Из  формулы (12.2) можно заключить, что коэффициент скорости φ есть отношение скорости истечения реальной жидкости к скорости истечения идеальной жидкости.

,              (12.5)

Скорость истечения реальной жидкости меньше  идеальной из-за вязкости и трения, поэтому коэффициент скорости φ  всегда меньше единицы.

Измерения показывают, что в средней части сечения струи эпюра скоростей является равномерной,  поэтому  скорость в средней части  струи близка к идеальной , наружный слой жидкости притормаживается при трении о края стенки отверстия.  Коэффициент φ рассматривается, как коэффициент по средней скорости.

Умножив  скорость истечения на площадь сечения струи, получим выражение для расхода жидкости через отверстие с острой кромкой при совершенном сжатии

.                     (12.6)

Коэффициентом расхода μ  называют произведение значений коэффициентов сжатия  ε и скорости φ

μ = ε * φ.

Формула для расхода через отверстие с острой кромкой с учетом выражения для μ

 (12.7)  или

   (12.8)

где ΔР — расчетная разность давлений, под действием которой происходит истечение.

По этим формулам определяется расход для всех случаев связанных с истечением из отверстия  с острой кромкой и через насадки различных форм.

Из уравнения (12.7) следует, что

        (12.9)

Коэффициент расхода есть отношение  действительного расхода Q к  расходу идеальной жидкости Qи, определенному по ее скорости .  Действительный расход всегда меньше расхода идеальной жидкости, следовательно, коэффициент расхода всегда меньше единицы из-за сжатия струи и трения.

Коэффициенты сжатия струи  ε,  сопротивления  ξ, скорости φ,  расхода μ = ε * φ зависят от типа отверстия и насадка  и от  числа Рейнольдса.

На рис. 12.2 показаны составленные Альтшулем  зависимости для  коэффициентов ε,   φ  и  μ  для круглого отверстия в функции  числа и, подсчитанного по скорости истечения идеальной жидкости

и=Vиd/ν = .

 

Увеличение числа Re означает уменьшение сил вязкости, поэтому коэффициент φ возрастает в связи с уменьшением коэффициента сопротивления ξ  (влияние трения становится меньше),  коэффициент ε  уменьшается из-за уменьшения торможения жидкости у кромки отверстия и увеличения радиусов кривизны струи на входе в цилиндрическую часть. При и →∞  значения коэффициентов приближаются к φ→1 и ε→0,6 и соответствуют истечению идеальной жидкости.  

Коэффициент расхода μ,  определяемый произведением ε на φ  с увеличением Re сначала растет, что связано с сростом φ, а затем уменьшается в связи  со значительным падением  ε и при больших и равен μ = 0,60÷061.

В области малых Re (и < 25) роль вязкости велика, торможение жидкости у кромки значительно так,  что сжатие струи отсутствует ε = 1, φ = μ.  В этом случае можно пользоваться формулой:

                    (12.10)

                                                            

12.3. Истечение при несовершенном сжатии

Несовершенным сжатием струи тогда, когда на формирование струи оказывает влияние близость боковых стенок резервуара.

Боковые стенки успевают направлять жидкость при подходе к отверстию, и струя   сжимается в меньшей степени, чем при истечении из резервуара неограниченных размеров при совершенном сжатии. Увеличивается  коэффициент сжатия  и коэффициент расхода.

При истечении из цилиндрического резервуара через круглое отверстие, расположенное в центре торцевой стенки  при больших числах Re,  коэффициент сжатия ε1можно находить по формуле Жуковского для идеальной жидкости

ε1= 0,57 +0,043/(1,1 - n)                                 (12.11)

где n = S0/S1 отношение площади отверстия S0 к площади S1 поперечного сечения резервуара.

Коэффициент скорости φ при несовершенном сжатии мало зависит от отношения n и его находят по графику на рис.12.2, коэффициент сопротивления отверстия ξ  можно найти из формулы, связывающей

Коэффициент расхода μ1 = ε1 φ , уравнение Бернулли записывается для сечения «1-1» в резервуаре и сечения в наиболее сжатой части струи, где давление равно Р0 –атмосферному.

Выразим V1 через V2  V1S1=V2 ε1S0;       V1=V2 ε1S0/S1;              V1=V2 ε1n

.                              (12.12)

Откуда получаем:  

скорость для несовершенного сжатия струи 

;       (12.13)

расход для несовершенного сжатия струи 

         (12.14)

12.5. Истечение под уровень

Истечением под уровень называется истечение жидкости в пространство, заполненное этой же жидкостью (рис. 12.12).

Вся кинетическая энергия струи теряется на вихреобразование, как при внезапном расширении.

Составляя уравнение Бернулли относительно свободных поверхностей «0 – 0» и   «2 – 2»   скорости считаем равными нулю, а приравнивая к первой и второй части члены уранения для сжатого сечения получим с учетом коффициента  α :

 

 или

1-я сумма, 2-я сумма, 3- сжатое сечение

где Н – обозначен расчетный напор, ξ – коэффициент сопротивления отверстия, имеющий примерно то же значение, что и при истечении в атмосферу, V – скорость истечения в сжатом сечении струи.

Скорость в этом случае

  (12.15)

Расход

,   (12.16)

где Sc – площадь сжатого сечения струи, S0 – площадь отверстия.

  Получились такие же  расчетные формулы, что и при истечении в воздух, только расчетный напор Н в данном случае представляет собой разность  гидростатических напоров по обе стороны стенки, т.е. скорость и расход не зависят от  высоты расположения отверстия.

Коэффициенты сжатия и расхода при истечении под уровень можно принимать  те же, что и при истечении в воздушную среду.

12.6. Истечение через насадки при постоянном напоре.

Внешним цилиндрическим насадком называется короткая трубка длиной, равной l = (2÷6)d без закругления входной  кромки (рис.12.4а).  Истечение через такой насадок в атмосферу может происходить  в двух режимах.

12.5.1.Первый режим течения- безотрывный:  струя после входа в насадок сжимается примерно как  при истечении через отверстие в тонкой стенке.

Затем сжатая часть струи расширяется до размеров отверстия, и из насадка выходит полным сечением. Такой режим истечения называют безотрывным. На выходе диаметр струи равен диаметру отверстия.

Для маловязких жидкостей  средние значения коэффициентов для этого режима при больших числах Re равны: μ=φ = 0,8, ξ = 0,5-0,63.

Коэффициент μ расхода такого насадка при этом режиме истечения жидкости зависит от относительной длины насадка l/d и числа Re. Однако и при достаточном значении l/d не всегда возможен этот режим.

Пусть истечение жидкости происходит под действием давления Р0 в среду газа с давлением Р2. Расчетный напор в этом случае

H = (P0 – Р2)/(ρg)

В струе на выходе из насадка давление равно Р2, в суженном месте струи внутри насадка, где скорость увеличена, давление Р1 меньше, чем Р2. Чем больше напор, под которым происходит истечение и расход через насадок, тем меньше абсолютное давление  Р1. Разность давлений Р2 - Р1   растет пропорционально напору Н.

Покажем это, составив уравнение Бернулли для сечений 1 - 1 и 2 – 2,α = 1 (см. рис.12.4а):

Последний член уравнения представляет собой потерю напора на расширение потока, которое в данном случае происходит примерно так же, как и при внезапном расширении трубы (формула Борда). Сжатие струи внутри насадка можно оценить коэффициентом сжатия ε, как и в случае отверстия, поэтому на основании уравнения расхода

ε=S1/S2; V1S1=V2S2; V1/V2=S2/S1=1/ ε;

  V1=V2/ε.                 (12.17)

Заменив с помощью этого соотношения скорость V1  в уравнении Бернулли на скорость V2, а  ее скорость V2 выражением через , найдем падение давления внутри насадка:

  (12.18)

   Подставляя сюда φ = 0,8 и ε=0.63, получаем

(Р2 - Р) ≈ 0,75ρgH (12.19)

Если истечение происходит в среду, где Р2 равно постоянному , например, атмосферному давлению, увеличение   напора до критической величины Нкр приводит к уменьшению Р1 -  абсолютное давление в сжатом сечение «1 – 1»  внутри насадка может уменьшиться до  давления насыщенных паров. Поэтому существует величина напора, называемая  критическим напором

Hкр ≈ Р2 /(0,75ρg).    (12.20)

Следовательно, при Н > Hкр давление Р1  должно стать отрицательным, но отрицательных давлений в жидкости не бывает, поэтому первый режим истечения при

Н > Hкр делается невозможным. При Н ≈ Hкр происходит внезапное изменение режима истечения, переход от первого режима ко второму (см. рис.12.4в).

12.5.2. Второй режим истечения характеризуется тем, что струя после сжатия уже не расширяется, сохраня цилиндрическую форму, и перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с его стенками. Течение становится таким же, как из отверстия в тонкой стенке, с теми же значениями коэффициентов. Следовательно, при переходе от первого режима ко второму скорость возрастает,  расход уменьшается, благодаря сжатию струи.

Если через насадок происходит истечение воды в атмосферу, то

Hкр ≈ Ра /(0,75ρg) = 10,33/0,75 ≈ 14 м.

Когда давление  Рн.п. насыщенных паров истекающей жидкости соизмеримо с давлением Р2 среды, в которую происходит истечение,  пренебречь величиной Рн.п.  нельзя, в формуле (12.19) следует принять Р1 = Рн.п. 

Hкр = (Ра Рн.п.)/(0,75ρg)     (12.21)

Если после перехода от первого режима истечения ко второму уменьшить напор Н, то второй режим будет сохраняться вплоть до самых малых Н. Это значит, что второй режим истечения возможен при любых напорах,  следовательно, при Н < Нкр возможны оба режима.

При истечении через цилиндрический насадок под уровень первый режим истечения не будет отличаться от описанного выше. Но когда абсолютное давление внутри насадка благодаря увеличению Н падает до давления насыщенных паров перехода ко второму режиму не происходит, а начинается кавитационный режим, при котором расход перестает зависеть от противодавления Р2,  получается эффект стабилизации расхода.  При этом чем меньше относительное противодавление Р2/Р0 =Рвыхвх =, которое является критерием кавитации, тем шире область кавитации внутри насадка и тем меньше коэффициент расхода μ.

Таким образом, при истечении жидкости через внешний цилиндрический насадок под уровень коэффициент является функцией трех безразмерных критериев, а именно

μ = f (l/d, Re,  ).

Результаты новых экспериментальных исследований этого случаи истечения представлены в безразмерных координатах на рис. 1.85. На рис.1.85а даны зависимости от Re при l/d = 3 для ряда значений , начиная от = 0 и до > , где -  критическое значение , соответствующее началу кавитации и, следовательно, критерию ηкр(см. п. 1.23). На рис. 1.85б показаны области кавитационных и безкавитационных режимов истечения через насадки с l/d = 3; 5 и 10. Увеличениепри возрастании Re объясняется уменьшением коэффициента ε сжатия струи внутри насадка, т. е. увеличением степени сжатия, а уменьшение при увеличении l/d происходит из-за возрастания давления в сжатом сечении вследствие увеличения потерь на трение по длине насадка.

Таким образом, внешний цилиндрический насадок имеет существенные недостатки: на первом режиме - большое сопротивление и недостаточно высокий коэффициент расхода, а на втором - очень низкий коэффициент расхода. Недостатком является также двойст-венность режима истечения в газовую среду при Н < Нкр, а следовательно двузначность расхода при данном Н и возможность кавитации при истечении под уровень.

При использовании цилиндрического насадка (сверления в толстой стенке), например в качество жиклеров, дросселей или форсунок эти недостатки следует учитывать или улучшать насадок.

Внешний цилиндрический насадок может быть значительно улучшен путем закругления входной кромки (см. штриховые линии на рис. 1.83) или устройства конического входа с углом конусности около 60° (см. жиклер на рис. 1.75).

Чем больше радиус закругления, тем выше коэффициент расхода и ниже коэффициент сопротивления. В пределе при радиусе кривизны, равном толщине стенки, цилиндрический насадок приближается к коноидальному насадку, или соплу.

Коноидальный насадок (рис. 1.86) очерчивается приблизительно по форме естественно сжимающейся струи и, благодаря этому, обеспечивает безотрывность течения внутри насадка в параллельноструйность в выходном сечении. Это весьма распространеный насадок, так как он имеет коэффициент расхода, близкий к единице, и очень малые потери (коэффициент сжатия ε = 1), а также устойчивый режим течения без кавитации.

Значения коэффициента сопротивления те же, что и при плавном сужении (см. п. 1.32), т. е. ξ= 0,03 ÷ 0,1 (большим Re соответствуют малые ξ ‚ и наоборот). В соответствии с этим μ =φ= 0,99÷0,96.

Диффузорный насадок представляет собой комбинацию сопла и диффузора (рис. 1.87).

 

 

Приставка диффузора к соплу влечет за собой снижение давления в узком месте насадка, а следовательно, увеличение скорости и расхода жидкости через него. При том жедиаметре узкого сечения, что и у сопла, и том же напоре диффузорный насадок может дать значительно больший расход (увеличение до 2,5 раза), чем сопло.

Такие насадки применяют в том случае, когда заданы диаметр узкого сечения и напор и требуется получить возможно больший расход. Однако, использовать диффузорных насадков можно лишь при небольших  напорах Н = 1 ÷4 м, так как иначе в узком месте насадка возникает кавитация.  Следствием кавитации являются увеличение сопротивления и уменьшение пропускной способности насадка.

На рис.1.88 показано падение коэффициента расхода диффузорного насадка с увеличением напора вследствие кавитации, возникающей в узком месте насадка при истечении воды в атмосферу.

Коэффициент расхода отнесен к площади узкого сечения, т. е. . Приведенная кривая получена в результате испытания диффузорного насадка, обладающего наивыгоднейшим углом и степенью расширения, которые обеспечивают наибольший коэффициент расхода.

Внутренний цилиндрический насадок или насадок Борда, изображен на рис.1.89. Там же схематически показаны два режима истечения , аналогичные режимам истечения через внешний цилиндрический насадок. Очертания струи при первом режиме показаны сплошными линиями, а при втором – штриховыми. Так как частицы жидкости приближаются  к входному отверстию насадка из всего прилежащего объема, а некоторые из них, попадающие на периферию струи, изменяют направление своего движения на 180°, то степень сжатия струи в данном насадке больше, а коэффициент ε меньше, чем во внешнем цилиндрическом насадке. Значение ε в этом случае при истечении идеальной жидкости  может быть получено на основании теоремы Эйлера об изменения количества движения (см. п. 1.15). Применим эту теорему к фиксированному объему в виде кругового цилиндра ABCD соосного с насадком, и с основанием  CD, достаточно удаленным от насадка, где V=0. Пренебрегая толщиной стенки насадка на основании указанной теоремы при втором режиме истечения получим

PS0 = ρSс*V2,

где P— давление в центре основания CD, S0и Sс — площади отверстия насадка и сечения струи (силы давления жидкости на кольцевые площади оснований цилиндра ABCD  уравновешиваются, а избыточное давление по площади S0в  плоскости АВ равно нулю.

С другой стороны, для скорости истечения имеем

1 .

IIосле подстановки второго уравнения в первое и сокращения на Р и ρ получим

ε = Sс / S0 = ½.

Этому значению ε соответствуют значения коэффициентов расхода μ = 0,71 и потерь ξ =1, что подтверждается опытами при первом режиме истечения и больших числах Рейнольдса.

 

Коэффициент скорости истечения из насадка

Расход и скорость при истечении из насадка определяются по тем же формулам, что и при истечении из малого отверстия. Значения коэффициентов расхода р,, скорости ф и сжатия струи 8 для насадков приведены в табл. II 1.2.  [c.75]

Следовательно, расход жидкости при истечении из насадка будет примерно в 4/3 раза больше, чем при истечении из отверстия в тонкой стенке. А так как в этом случае а = 1, то коэффициент скорости ф = р, = 0,82, т. е. оказывается значительно меньше,  [c.199]


Следует иметь в виду, что здесь, как и везде при рассмотрении истечения из насадков, все коэффициенты относятся к выходному сечению насадка. Если же коэффициент расхода отнести к сечению отверстия в стенке, то вследствие конусности самого насадка он окажется, конечно, значительно меньше поэтому конические сходящиеся насадки при больших выходных скоростях вместе с тем характеризуются меньшими по сравнению с цилиндрическими насадками расходами жидкости.  [c.202]

Сравнивая коэффициенты расхода и скорости для насадка и отверстия в тонкой стенке, видим, что насадок увеличивает расход и уменьшает скорость истечения. Действительно, для больших значений Ке отношения Рн/ро=0,845/0,611 = 1,38 и фн/фо=0,845/1 =0,845, т. е. расход через насадок увеличивается более чем на 35 % по сравнению с расходом через отверстие, а скорость на выходе из насадка уменьшается примерно на 15 % (по сравнению со скоростью истечения из отверстия).  [c.311]

Все эти величины для круглых и плоских струй могут быть найдены по формулам, полученным Г. Н. Абрамовичем (см. табл. 10-1, в которой через ко обозначен радиус насадка, через 6q — полувысота прямоугольного отверстия, из которого выходит струя через Uq — скорость истечения из отверстия, определяемая по данным, приведенным выше). В эти формулы входит только один экспериментальный коэффициент а, называемый коэффициентом структуры он учитывает структуру потока в выходном сечении.  [c.402]

Сравнивая значения коэффициентов расхода для цилиндрического насадка и отверстия, видим, что насадок увеличивает расход в среднем в 1,32 раза. В то же время вследствие расширения в насадке скорость истечения струи меньше скорости истечения из отверстия.  [c.53]

Примечание, Через Ко обозначен радиус насадка через 6, — половина высоты прямоугольного отверстия, из которого выходит струя через и, — скорость истечения из отверстия, экспериментальный коэффициент о —так называемый коэффициент структуры, учитывающий структуру потока в выходном сечении,  [c.160]


Формулы для расхода О и скорости V на выходе из насадка в точности совпадают с формулами для отверстия в тонкой стенке, но с коэффициентами ф и соответствующими истечению из насадка и определяемыми по результатам экспериментальных исследований.  [c.115]

При истечении из конических сходящихся насадков (рис. 154) имеет место повышение коэффициентов истечения максимальный коэффициент расхода х = 0,946 достигается при угле конусности 6=13°24 коэффициент скорости при этом ср = 0,963.  [c.270]

Определить коэффициент скорости [c.125]

При истечении жидкости из больших резервуаров через насадки (рис. 6-7) скорость истечения на выходе из насадка и расход определяются по формулам (6-1) и (6-6). В последней формуле заменяется выходной площадью насадка Значения коэффициентов истечения для основных типов насадков в квадратичной зоне даны в приложении 2.  [c.134]

Задача 3.9. На рисунке показана схема устройства для исследования истечения через отверстия и насадки. Резервуар с жидкостью укреплен на двух опорах А и имеет возможность покачиваться в плоскости чертежа. При истечении из отверстия или насадка сила реакции струи выводит резервуар из положения равновесия, однако груз весом G возвращает его в это положение. Подсчитать коэффициенты сжатия струи е, скорости ф, расхода х и сопротивления t, при истечении воды, если известны размеры а= 1 м, й=1 м, диаметр отверстия do=10 мм. При опыте измерены напор Н=2 м, расход Q = 0,305 л/с и вес груза 0 = 1,895 Н. Распределение скоростей в сечении струи принять равномерным.  [c.51]

Для расчета скорости истечения и расхода для насадков могут быть использованы формулы, полученные для истечения из отверстия. Значения коэффициентов скорости т] и расхода цн для различных насадков приведены а рис. 1. 39.  [c.59]

Режим истечения через внутренний насадок определяется напором и отношением длины насадка / к диаметру отверстия с1. При длине насадка />2,5 с жидкость заполняет все его выходное сечение коэффициент сжатия в этом сечении е=1, коэффициент скорости ф = 0,71. При / 1,5с/ насадок работает неполным сечением и жидкость вытекает из отверстия, не касаясь стенок насадка, что приводит к значительному уменьшению расхода ( х = 0,5).  [c.184]

Расход и скорость при истечении через короткие трубы, поперечное сечение которых полностью заполнено жидкостью, определяются по тем же формулам, что и при истечении из отверстий и через насадки, но значения коэффициентов скорости и расхода, естественно, будут зависеть от длины трубы.  [c.147]

Работа 3, Определение коэффициента расхода, сжатия, скорости, сопротивления при истечении из малого отверстия в тонкой стенке и из насадков при постоянном напоре  [c.352]

Отметим, что наличие застойной зоны приводит к дополнительным потерям на трение в жидкости, поэтому коэффициент скорости 11) ни в каких насадках не превышает значения 0,97 для случая истечения из отверстия в тонкой стенке.  [c.291]

При истечении через конически сходящуюся насадку сжатие струи на входе меньше, чем на входе в насадку Вентури, но зато появляется внешнее сжатие на выходе из насадки. Потери напора в этой насадке меньше, чем в наружной цилиндрической, а скорость больше. Коэффициенты х, ф и е насадки при ReT>3000 зависят от угла конусности О (см. рис. 7.1,6) и мало меняются при изменении R t.  [c.158]

Короткие трубы. Из предыдущего изложения видно, что истечение жидкости из малых отверстий в тонкой стенке и протекание ее через насадки характеризуются постоянными (для каждого конкретного типа отверстия или насадка) значениями коэффициента скорости Ф и расхода х.  [c.160]

Истечение жидкости из малых отверстий в тонкой стенке и протекание ее через насадки характеризуются постоянными (для каждого конкретного типа отверстия или насадка) значениями коэффициентов скорости ф и расхода ц. При наличии каких-либо дополнительных местных сопротивлений (повороты, колена, задвижки и т. п.) коэффициенты скорости и расхода в каждом отдельном случае будут определяться суммой сопротивлений, встречающихся по пути потока (до выходного сечения) в рассматриваемой системе. Если сумма местных потерь не очень мала по сравнению-с путевыми потерями (с потерями на трение по длине потока), то трубу называют короткой.  [c.156]


Внешний цилиндрический насадок присоединяется к отверстию с таким же диаметром (рис. 31, а). При истечении из этого насадка струя при входе в насадок сжимается, образуя зону пониженного давления, после чего вновь расширяется при выходе и заполняет все выходное сечение насадка. Коэффициент сжатия струи прн этом, отнесенный к выходному сечению, равен единице. Благодаря подсасывающему действию образуемого в насадке вакуума коэффициент расхода рассматриваемого насадка достигает значения 0,82. При этом расход через насадок увеличивается примерно на 35%, однако вследствие потерь на преобразование формы потока скорость выходящей струи примерно на 15% меньше, чем через отверстие в тонкой стенке.  [c.49]

Автор очень обстоятельно и систематично развивает теорию течения газов и паров, хотя отдельные математические обоснования его продолжают быть достаточно слолосновных частей учебника Быкова имеются следующие разделы общая теория течения газов и паров по трубам условия для достижения скоростью газа величины скорости звука конические и расходящиеся трубы истечение газов через отверстия графическое представление процесса истечения связь между коэффициентом сопротивления н показателем политропы частные случаи движения газов истечение газов из резервуара с переменным давлением истечение паров влажных и перегретых истечение пара через отверстие и расходящиеся насадки влияние вредных сопротивлений на истечение пара.  [c.241]

Движение жидкостей в каналах с переменным поперечным сечением, а) Простейшим примером течения в канале с переменным сечением является истечение жидкости из сосуда через насадок. Случай истечения без гидравлических потерь был рассмотрен нами в 5, гл. II. Напомним, что вследствие сжатия струи ее поперечное сечение обычно меньше поперечного сечения отверстия Р, а именно, оно равно а, где а есть коэффициент сжатия струи (при истечении через отверстие с острыми краями а и 0,61). Скорость в середине струи при истечении из сосуда, поперечное сечение которого велико по сравнению с поперечным сечением насадка, обычно очень точно равна Z2gh. Однако ближе к краям струи скорость вследствие трения притекающей жидкости о стенки насадка меньше указанной величины при истечении из насадка, изображенного на рис. 32, это уменьшение значительнее, чем при истечении через отверстие в стенке (рис. 31). Таким образом, средняя скорость истечения несколько меньше теоретической и может быть принята равной  [c.231]

Столь высокие значения коэффициента расхода при истечении из насадка можно объяснить при рассмотрении характерных особенностей истечения в этом случае. Поступающая в насадок струя сначала испытывает сжатие (рис. 6-8) подобно сжатию при истечении из отверстия, а вокруг сжатой струи образуется зона отжима (заштрихована на рисунке). Из зоны отжима воздух уносится потоком и в этой зоне понижается давление (образуется вакуугл, величина которого зависит от скорости движения или от напора). Понижение давления в сжатом сечении приводит к увеличению скорости в этом сечении. Но при этом появляются и некоторые дополнительные потери напора, наличие которых должно привести к уменьше нию скорости. В трубках небольшой длины влияние подсасывания жидкости вследствие понижения давления (образования вакуума) оказывает большее влияние на пропускную способность, чем добавочные сопротивления, и поэтому расход через внешний цилиндрический насадок увеличен по сравнению с расходом из малого отверстия.  [c.142]

При меньших значениях Ijd вихрезая зона соединяется с наружной атмосферой, вакуум пропадает, струя отрывается от стенок и истечение происходит так же, как из отверстия в тонкой стенке (т. е. насадок не дает увеличения расхода по сравнению с отверстием). Поэтому соотношение (XVI,38) является критерием, позволяющим установить, какс й характер имеет истечение— как из насадка или как из отверстия, чем и определяется выбор коэффициентов скорости и рао ода.  [c.295]

Коэффициент скорости ф (значение которого обусловливается потерями напора) для насадка по сравнению с отверстием того же диаметра будет меньше. Во внешнем цилиндрическом насадке С=0,5, а ф=0,82. Таким образом, коэффициент расхода и-=ен=0,82. Отсюда следует, что при одинаковых Н и d расход при истечении через внешний цилиндрический насадок увеличивается в 1,32 раза (р, для отверстия равен 0,62). Это объясняется следующим. Вследствие внутреннего сжатия струи с последующим расширением в области сжатого сечения образуется вакуумметрическое давление, которое оказывает подсасывающее действие, увеличивая расход. Вакуумметрическое давление определяется соотношением /гвак = = 0,75Я, где Н— напор истечения. Из соотношения следует, что насадки могут работать при ограниченном напоре.  [c.66]

В предыдущих параграфах значения коэффициентов истечения — расхода а, сжатия струи е и скорости ф — установлены для случаев истечения из отверстий и через насадки воды, т.е. жидкости, имеющей относительно небольшую вязкость. На практике (особенно в нефтяном деле) приходится иметь дело с истечением из отверстий других жидкостей (часто повышенной вязкости), физические свойства которых Отличаются от физических свойств воды. Как показывают исследования, вязкость оказывает существенное влияние на коэффициенты истечения, так как их значения зависят от Ке. Характер изменения коэффициентов истечения виден при рассмотрении кривых (рис. 99), полученных А. Д. Альт-шулем для истечения жидкости из круглого отверстия с острыми кромками.  [c.185]

Так как истечение жидкости из отверстия происходит в разреженную среду, то напор внутри насадка увеличивается. В суженном сечении скорость струи увеличивается, в резу.чьтате увеличивается приток жидкости в насадок, а следовательно, его пропускная способность. Это приводит к общел у увеличению коэффициента расхода по сравнению со случаем истечения из отверстия.  [c.53]


Одним из таких струеформирующих устройств является насадок цилиндрической формы, схема которого представлена на рис. 8.7а. Такой насадок имеет длину /- (3,5 - 4,0)йо- Истечение через него равносильно истечению через отверстие в толстой стенке и потому имеет ряд особенностей. При острых входных кромках на расстоянии примерно равном внутреннему диаметру насадка йо струя сужается с коэффициентом сжатия ЕвзГ 0,64. Пространство между струйным потоком и стенками насадка заполняется жидкостью, находящейся в вихреобразном движении, аналогичном тому, которое наблюдается в застойных зонах местных сопротивлений в напорных трубопроводах. Пройдя это сечение, струя начинает постепенно расширяться, заполняя к выходу все сечение насадка. Поэтому коэффициент сжатия на выходе из насадка становится равным 1. Образование застойной зоны приводит к заметным потерям энергии, поэтому коэффициент скорости коэффициенту расхода ц) составляет 0,82. В данном случае наряду с уменьшением средней скорости в сравнении с истечением из отверстия в тонкой стенке имеет место увеличение расхода жидкости. Это значит, что в самом узком сечении потока в насадке средняя скорость жидкости больше, чем при истечении из отверстия в тонкой стенке. Подобный эффект связан с возникновением разряжения в застойной зоне, величина которого при расчете коэффициента потерь по формуле (6.44) с учетом вл" 0,64 и -0,82, достигает 0,75 Н.  [c.141]

Согласно опытам Фресселя , коэффициент сопротивления А при течении газов в гладких трубах с дозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями не отличается сколько-нибудь от коэффициента сопротивления при движении несжимаемых жидкостей. На рис. 228 изображены кривые изменения давления вдоль оси трубы, полученные Фрёсселем. Кривые, идущие сверху, относятся к дозвуковым течениям, а кривые, идущие снизу, — к течениям, начинающимся со сверхзвуковой скорости, но при достаточной длине трубы переходящим вследствие скачка уплотнения в дозвуковые течения. Числа, надписанные около кривых, указывают расход в долях максимального расхода, получающегося при истечении под тем же начальным давлением из короткого насадка с таким же диаметром, как у трубы.  [c.376]

Еще большего увеличения расхода жидкости можно достичь при истечении свободного пото через конический расходящийся насадок с углом конусности 5 - 7 . На выходе из такого насадка площадь сечения струи больше площади входного отверстия 1). Такие насадки применяют в качестве отсасывающих труб на гидроэлектростанциях или сливных устройств на гидротехнических сооружениях, где требуется получить большой расход при ограниченных размерах отверстия. Для выходного сечения такого насадка коэффициенты расхода и скорости (Ц=[c.142]


- Истечение жидкости через отверстие

4 ИСТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ И НАСАДКИ

4.1 Истечение через отверстие в тонкой стенке

Рассмотрим истечение жидкости через отверстие диаметром d0 в стенке бака, расположенное на глубине Н0, в газовую среду с некоторым давлением р1 (рисунок 4.1, a). При этом предполагается, что если отверстие мало по сравнению с размерами бака и глубиной Н0, то другие стенки бака и свободная поверхность жидкости не влияют на приток жидкости к отверстию.

Характер истечения в этом случае показан на рисунке 4.1, б. Частицы жидкости приближаются к отверстию из всего близлежащего объема, двигаясь по различным траекториям. Некоторые из них при попадании в отверстие должны изменить направление своего движения на 90°. Так как каждая частица имеет массу, то мгновенно изменить направление своего движения она не может. Следствием этого является сжатие струи жидкости при истечении. Процесс сжатия струи практически завершается на расстоянии, рав­ном примерно одному диаметру отверстия, и после этого струя приобретает цилиндрическую форму с диаметром поперечного сечения dc. Точно такими же будут условия истечения, если отвер­стие выполнено в толстой стенке со снятием фаски с внешней стороны.

Рисунок 4.1 - Схемы истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке в газовую среду (а) и формирование струи (б)


Рекомендуемые материалы

Степень сжатия струи оценивается коэффициентом сжатия ε, равным отношению площади поперечного сечения струи к площади отверстия

.                                                                             (4.1)

Определим расход Q жидкости через рассматриваемое отверстие. Для этого запишем уравнение Бернулли для двух сечений (см. рисунок 4.1, а): сечения 0-0 и сечения 1-1. Сечение 0-0 — это от­крытая поверхность жидкости в баке, следовательно, в нем давление р0, а скорость жидкости можно считать равной нулю. Сечение 1-1 струи должно быть выбрано в той ее части, где струя уже приняла цилиндрическую форму; тогда в этом сечении давление равно давлению р1 окружающей среды. Если в качестве плоскости сравнения выбрать горизонтальную плоскость, проходящую через ось отверстия, то получим

,

где α — коэффициент Кориолиса, учитывающий неравномерность распределения скорости по сечению 1—1 струи;

 — средняя скорость жидкости в сечении 1—1;

 — коэффициент сопротивления отверстия, учитывающий торможение частиц жидкости о входную кромку отверстия.

Перенесем первое слагаемое правой части уравнения в левую часть и обозначим ее как расчетный напор , тогда

;

отсюда средняя скорость истечения жидкости

,                                                          (4.2)

где  — безразмерная величина, получившая название коэффициент скорости и  определяемая по формуле

.                                                              (4.3)

В случае истечения идеальной жидкости (α = 1 и  = 0) из формулы (4.3) следует, что  = 1, т.е. скорость истечения идеальной жидкости

.                                                                                  (4.4)

Таким образом, на основании сравнения формул (4.3) и (4.4) можно сформулировать физический смысл коэффициента скорости . Это величина, равная отношению средней скорости истечения реальной жидкости к скорости истечения идеальной жидкости в тех же условиях. Очевидно, что при истечении реальной жидкости коэффициент  всегда меньше единицы.

Расход Q при истечении определим как произведение средней скорости истечения реальной жидкости и фактической площади живого сечения струи. Используя формулы (4.1) и (4.3), получим

.

Произведение двух безразмерных коэффициентов  и  принято называть коэффициентом расхода и обозначать

.                                                                                               (4.5)

Тогда

.                                                                                        (4.6)

Из (4.6) следует, что

Таким образом, физический смысл коэффициента расхода  состоит в том, что он численно равен отношению действительного расхода Q при истечении жидкости к тому расходу Qu, который имел бы место при отсутствии сжатия струи и сопротивления истечению.

Следует обратить внимание на то, что Qu не является расходом при истечении идеальной жидкости, так как идеальная жидкость отличается от реальной только отсутствием вязкости. Эффект же сжатия струи при истечении идеальной жидкости, связанный с инерционными свойствами частиц жидкости, в условиях отсутствия трения проявляется в еще большей степени.

На практике формула (4.6) используется достаточно редко из-за сложностей, возникающих при определении расчетного напора Hр, особенно в закрытых гидросистемах. Поэтому сделаем следующие преобразования. Обозначим внутри бака на уровне оси отверстия на некотором удалении от него (где скорость жидкости можно принять равной нулю) давление  (см. рисунок 4.1, а), тогда перепад давления Δр, под действием которого происходит истечение жид­кости через отверстие, запишется в виде

.

Выразив из этой формулы напор Hp и подставив его в формулу (4.6), получим

.                                                                          (4.7)

При помощи формулы (6.7) решается основная задача — определение расхода жидкости при истечении. Она широко применя­ется при расчетах элементов машиностроительных гидросистем.

Таким образом, нами введены в рассмотрение три коэффициента — ,  и , характеризующие процесс истечения жидкости. Все они являются функцией числа Рейнольдса Re. Однако для маловязких жидкостей (воды, бензина и др.), истечение которых, как правило, происходит при больших значениях Re, эти коэффициенты практически постоянны:  = 0,64;  = 0,97;  = 0,62. При истечении минеральных масел через круглые отверстия в области квадратичного сопротивления можно принять = 0,65.

4.2 Истечение под уровень

При течении жидкости в закрытых руслах часто приходится иметь дело с истечением жидкости не в газовую среду, а в пространство, заполненное этой же жидкостью (рисунок 4.2). Такое истечение называется истечением под уровень или истечением через затопленное отверстие.

Здесь, так же как и в предыдущем случае, при определении расхода Q следует составить уравнение Бернулли. Запишем его для сечений 1-1 и 2-2, в которых скорости движения жидкости при­нимаются равными нулю:

Подпись: &#13;&#10;Рисунок 4.2 – Схема истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке под уровень&#13;&#10;,

где  — потери напора при движении жидкости между сечениями 1-1 и 2-2.

При определении потерь напора в этом случае необходимо учитывать, что они складываются из двух составляющих:

,

где ho — потери напора на торможение частиц жидкости о входную кромку отверстия;

hв.р — потери напора на внезапное расширение в баке после прохождения жид­кости через отверстие.

Потери ho практически равны потерям при истечении через отверстие в газовую среду:

.

Следует иметь в виду, что при истечении под уровень вся кинетическая энергия струи, приобретенная частицами жидкости в от­верстии, при попадании в покоящуюся жидкость теряется на вихреобразование так же, как при внезапном расширении. Поэтому потери hв.р численно равны соответствующему скоростному напору, посчитанному по средней скорости жидкости в струе с учетом коэффициента Кориолиса α:

.

Таким образом, суммарные потери напора

.

Подставив полученное выражение в уравнение Бернулли, получим

.

Если в этом уравнении за расчетный напор принять выражение , то после преобразований можно получить формулу, определяющую значение средней скорости жидкости в сжатом сечении струи:

,

которая совпадает с формулой (4.2). Это значит, что, проводя дальнейшие преобразования, необходимые для получения формулы, определяющей расход Q при истечении, можно получить формулы (4.6) и (4.7).

Таким образом, как при истечении в газовую среду, так и при истечении под уровень расчетные формулы, определяющие расход Q, имеют один и тот же вид. Кроме того, как показала практика, коэффициенты ,  и , использующиеся в этих формулах, в обоих случаях истечения имеют одинаковые значения при равенстве соответствующих чисел Рейнольдса.

4.3 Истечение через насадки

Анализ полученных формул (4.6) и (4.7) позволяет заключить, что увеличение расхода Q при истечении через отверстие с неизменными So и Hр, возможно при увеличении коэффициента рас­хода . Решению этой задачи служат насадки различной конструкции. Различают следующие типы насадков: цилиндрические (внешний и внутренний), конические (сходящийся и расходящийся), коноидальные и комбинированные.

Внешним цилиндрическим насадком называется короткая трубка или сверление в толстой стенке без обработки входной кромки (рисунок 4.3). Его длина l = (35) d, где d — диаметр отверстия.

На практике при истечении в газовую среду можно наблюдать два режима истечения жидкости через цилиндрический насадок: безотрывный (см. рисунок 4.3, а) и с отрывом потока от стенок (см. рис. 4.3, б).

Безотрывный режим истечения характеризуется тем, что внутри насадка поток жидкости вначале сжимается до некоторого минимального поперечного сечения, площадь которого можно опре­делить по значению коэффициента сжатия струи , взятого для случая истечения жидкости через отверстие в тонкой стенке, а затем расширяется до размеров отверстия в насадке. В итоге при таком режиме истечения из насадка на его выходе сжатие струи отсутствует ( = 1) и площадь сечения струи равна площади проходного сечения отверстия в насадке. Поэтому в данном случае при определении расхода Q по формуле (4.7) коэффициент расхода  = .

Для этого случая при турбулентном режиме течения жидкости внутри насадка (α = 1) и коэффициенте потерь  = 0,5 (потери напора определяются как потери при внезапном сужении) коэффициент расхода

.

Сравнение полученных коэффициентов скорости  и расхода  со значениями этих ко­эффициентов при истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке ( = 0,97,  = 0,62) показывает, что при безотрывном истечении через цилиндрический насадок расход Q получается больше, чем при истечении через такое же отверстие в тонкой стенке. Средняя скорость  жидкости в потоке на выходе из насадка при этом получается меньше. Уменьшение скорости вызвано большими потерями напора в насадке по сравнению с потерями, которые возникают на входной кромке отверстия в тонкой стенке.

Подпись: &#13;&#10;Рисунок 4.3 – Схемы истечения жидкости через внешний цилиндрический насадок:&#13;&#10;а – безотрывный режим истечения; б – с отрывом потока от стенок&#13;&#10;Увеличение расхода Q при этом является следствием отсутствия сжатия струи на выходе из насадка. Кроме того, при безотрывном истечении на входе в насадок поток сжимается, а значит, в соответствии с законом Бернулли скорость движения жидкости увеличивается, а давление в этом месте уменьшается по сравнению с давлением среды, куда происходит истечение. Причем степень сжатия потока, а следовательно, и степень уменьшения давления в узком сечении потока тем больше, чем больше расчетный напор Hр. При этом на входной кромке отверстия создается больший перепад давления, чем при истечении жидкости через отверстие в тонкой стенке при одном и том же Hр. В результате этого обеспечиваются дополнительный приток жидкости из бака в насадок и увеличение расхода Q.

Со сжатием потока на входе в насадок, а также с зависимостью степени сжатия от расчетного напора Нрсвязано внезапное изменение режима истечения через насадок. Это происходит при определенном критическом расчетном напоре Hкр, который при истечении воды в атмосферу составляет около 14 м водяного столба. Внешне эта смена режима истечения заключается в том, что поток жидкости отрывается от стенок насадка и жидкость истекает в атмосферу, не касаясь их. Этот режим истечения получил название истечение с отрывом потока от стенок насадка (см. рисунок 4.3, б).

При истечении до отрыва потока от стенок давление в узком сечении потока приближается к давлению насыщенных паров. Как известно, в потоке при таком давлении следует ожидать возникновения кавитации. Однако кавитационный режим течения при истечении в газовую среду не успевает сформироваться. Возникающая начальная стадия кавитации способствует проникновению газовой среды внутрь насадка. Начиная с этого момента струя жидкости после сжатия теряет взаимодействие со стенками насадка и уже не расширяется, а перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с его стенками. Истечение становится таким же, как и при истечении через отверстие в тонкой стенке (см. подраздел 4.1), с теми же значениями коэффициентов ,  и . Таким образом, при смене режима истечения происходит скачкообразное уменьшение расхода приблизительно на 20 % за счет существенного сокращения площади сечения потока.

Следует также отметить, что если после отрыва потока от стенок напор Hр начать снижать, то режим истечения с отрывом сохраняется вплоть до самых малых значений напора, пока не произойдет самопроизвольное смачивание внутренней поверхности насадка. Это значит, что режим истечения с отрывом через цилиндрический насадок возможен и при Hр < Hкр. Следовательно, при Hр < Hкр возможны оба режима истечения.

Если жидкость истекает через цилиндрический насадок под уровень, то отрыва потока от стенок не происходит. Начиная с момента, когда в узком сечении потока внутри насадка давление становится близким к давлению насыщенных паров жидкости, на входе в насадок возникает кавитация и происходит связанное с ней увеличение сопротивления насадка.

Итак, использование внешнего цилиндрического насадка вместо отверстия в тонкой стенке обеспечивает в режиме безотрывного истечения при тех же значениях расчетного напора и поперечных размеров отверстия увеличение расхода через насадок.

Однако внешний цилиндрический насадок имеет и недостатки:

- в режиме безотрывного истечения — большое сопротивление и недостаточно высокий коэффициент расхода;

- в режиме истечения с отрывом — низкий коэффициент расхода;

- двойственность режима истечения в газовую среду при Hр < Hкр;

- возможность возникновения кавитации при истечении под уровень.

Это необходимо учитывать при использовании цилиндрического насадка в качестве жиклера, дросселя или форсунки. Улучшить внешний цилиндрический насадок можно за счет скругления входной кромки насадка. Для жиклеров рекомендуется снятие фаски на входе в отверстие с углом конусности около 60°.

Чем больше радиус закругления входной кромки насадка, тем ниже его коэффициент сопротивления и тем выше коэффициент расхода. В пределе при радиусе кривизны, равном толщине стенки, цилиндрический насадок приближается к коноидальному насадку, или соплу.

Рисунок 4.4 – Примеры улучшенных насадков:

а – коноидальный насадок, или сопло; б – диффузорный насадок

Коноидалъный насадок (сопло) (рисунок 4.4, а) очерчивается по форме естественно сжимающейся струи, поэтому поток жидкости на выходе насадка получается безотрывным, параллельно-струйным и устойчивым к возникновению кавитации. Для этого насадка коэффициент сжатия струи  = 1, а коэффициент  =  = 0,96...0,99.

Диффузорный насадок (рисунок 4.4, б) представляет собой комбинацию сопла и диффузора. Установка диффузора с оптимальным углом на выходе позволяет, не меняя проходного сечения отверстия (сечение 1-1) и расчетного напора, повысить расход жидкости почти в 2,5 раза по сравнению с расходом через сопло. Недостатком диффузорного насадка является склонность его к возникновению кавитации в узком сечении 1-1.

4.4 Истечение жидкости через проходные сечения в гидравлических устройствах

При определении расхода Q через проходные сечения, образо­ванные взаимным расположением деталей в гидравлических устройствах, кроме оценки коэффициента расхода  необходимо, как правило, определять площадь S проходного сечения отверстия в функции смещения х одной из деталей относительно другой. Обычно величина х и определяет степень открытия проходного сечения.

Для расчетов рекомендуется использовать формулу

,

где S(x) — расчетная площадь проходного сечения, определяемая по значению смещения х перекрывающей детали; перепад давления на проходном сечении.

Таблица 4.1 - Основные величины, характеризующие истечения

Тип детали, перекрывающей отверстие

Коэффициент расхода

Расчетная формула площади проходного сечения S(x)

Шарик

0,6…0,62

πdx∙sin 45o

Конус

0,8…0,85

πdx∙sin 45o

Плоскость (x < d/4)

0,8…0,85

πdx

Плунжер

Информация в лекции "6 - Экзодинамика" поможет Вам.

0,71…0,79

πdx

Рисунок 4.5 - Расчетные схемы истечения жидкости в зависимости от детали,  перекрывающей отверстие: а – шарик; б – конус; в – плоскость; г – плунжер

В таблице 4.1 и на рисунке 4.5 приведены основные варианты расчетных схем, полученные в результате анализа наиболее часто встречающихся случаев при решении задач определения расхода. В основном эти варианты отличаются формой детали, перекрывающей круглое проходное сечение диаметром d, и соотношением поперечных размеров отверстия и перекрывающей детали. Для каждого из них даются рекомендуемые значения коэффициента расхода  в области квадратичного сопротивления и формула, позволяющая оценить площадь S(x) соответствующего проходного сечения.

коэффициент расхода для жидкости | это... Что такое коэффициент расхода для жидкости?

коэффициент расхода для жидкости

3.5.2 коэффициент расхода для жидкости: Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана.

6.35 коэффициент расхода для жидкости α2: Отношение при одинаковых параметрах массового расхода жидкости через предохранительный клапан к расходу жидкости через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

Смотри также родственные термины:

6.35 коэффициент расхода для жидкости (a2)

Отношение при одинаковых параметрах массового расхода жидкости через предохранительный клапан к расходу жидкости через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

  • коэффициент расхода для газообразных сред
  • коэффициент расхода для жидкости (a2)

Полезное


Смотреть что такое "коэффициент расхода для жидкости" в других словарях:

  • коэффициент расхода для жидкости — Отношение измеренной пропускной способности к пропускной способности, рассчитанной без учета сопротивлений, создаваемых клапаном, через сечение площадью, равной площади выходного патрубка клапана. [ГОСТ Р 12.2.085 2002] Тематики арматура… …   Справочник технического переводчика

  • коэффициент расхода для жидкости (a2) — 6.35 коэффициент расхода для жидкости (a2) Отношение при одинаковых параметрах массового расхода жидкости через предохранительный клапан к расходу жидкости через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • коэффициент расхода для газа α1 — 6.34 коэффициент расхода для газа α1 : Отношение при одинаковых параметрах массового расхода газа через предохранительный клапан к расходу газа через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • коэффициент расхода для газа α1 и для жидкости α2 — 3.1.1.13 коэффициент расхода для газа α1 и для жидкости α2 : По ГОСТ 12.2.085. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Коэффициент расхода — 12. Коэффициент расхода a Отношение действительного расхода через сужающее устройство к расходу, равному произведению площади наименьшего сечения на скоростной эквивалент перепада давления Источник: ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • коэффициент скорости входа — Е Коэффициент, входящий в коэффициент расхода и учитывающий влияние начальной кинематической энергии на образование скорости в отверстии сужающего устройства. Примечание Для сужающих устройств, у которых коэффициент сужения струи равен единице,… …   Справочник технического переводчика

  • Коэффициент скорости входа — 13. Коэффициент скорости входа Е Коэффициент, входящий в коэффициент расхода и учитывающий влияние начальной кинематической энергии на образование скорости в отверстии сужающего устройства. Примечание. Для сужающих устройств, у которых… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • коэффициент истечения — С Отношение коэффициента расхода к коэффициенту скорости входа. [ГОСТ 15528 86] коэффициент истечения Отношение действительного значения расхода жидкости к его теоретическому значению. Экспериментально коэффициент истечения определяют на… …   Справочник технического переводчика

  • ГОСТ 15528-86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения — Терминология ГОСТ 15528 86: Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения оригинал документа: 26. Акустический преобразователь расхода D. Akustischer Durch flußgeber E. Acoustic flow transducer F …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Диафрагма (измерение расхода) — У этого термина существуют и другие значения, см. Диафрагма. Схема установленной диафрагмы в кольцевой камере (которая в свою …   Википедия

Расчет истечения жидкости из щели при разрыве стенки трубопровода в неквадратичной области гидравлического сопротивления | Рахматуллин

Алиев Р.А., Кухлев С.В., Розенберг Г.Д. Определение коэффициента расхода отверстий при аварийном опорожнении трубопроводов // НТС, сер. «Нефтепромысловое дело и транспорт нефти». М.: ВНИИОЭНГ, 1985. № 2.

Яньшин Б.И. Истечение вязкой жидкости через кольцевые и прямоугольные щели // Гидромашиностроение: Сб. тр. М.: МВТУ, 1949. Вып. 5.

Левицкий Л. Брак замедленного действия // Газета «Известия». 5.02.1986. № 36.

Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика (основы механики жидкости). М.: Стройиздат, 1975. 327 с.

Гросс С.А., Янов Б.Г. Определение расхода и времени вытекания жидкости из щели при разрыве стенки трубопровода // РНТС «Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов». М.: ВНИИОЭНГ, 1982. № 11. С. 10-11.

Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1970. 224 с.

Левкоева Н.В. О влиянии числа Рейнольдса на величины коэффициентов сопротивлений диафрагм // Авиационная техника. 1959. № 2. С. 105-112.

Свиридов В.П., Лерке Г.Э., Толкачев Б.И. Коэффициент расхода веерных кольцевых сопел // Нефтяное хозяйство. 1974. № 5.

Лерке Г.Э., Болдов Н.Г., Свиридов В.П., Сидоренко А.В. Истечение жидкости через ромбовидные щели // Актуальные вопросы трубопроводного транспорта нефти: Тр. ин-та / ВНИИСПТнефть. Уфа, 1986. С. 73-77.

Aliyev R.A., Kukhlev S.V., Rozenberg G.D. Opredeleniye koeffitsiyenta raskhoda otverstiy pri avariynom oporozhnenii truboprovodov // NTS, ser. «Neftepromyslovoye delo i transport nefti» (Determination of coefficient of discharge of a hole during pipeline emptying under emergency // STC, ser. «Oilfield business and transport of oil»). Moscow: VNIIOENG, 1985. No. 2.

Yanyshin B.I. Istecheniye vyazkoy zhidkosti cherez kolytsevyye i pryamougolynyye shcheli // Gidromashinostroyeniye: Sb. tr. (Discharge of viscous liquid through annular and rectangular slots // Hydromachine building: Symp.). Moscow: MVTU, 1949. Vyp. 5.

Levitskiy L. Brak zamedlennogo deystviya // Gazeta «Izvestiya» (Defect of delayed effect // Newspaper «Izvestiya»). 5.02.1986. No. 36.

Alytshuly A.D., Kiselev P.G. Gidravlika i aerodinamika (osnovy mekhaniki zhidkosti) (Hydraulics and aerodynamics (fundamentals of mechanics of liquids)). Moscow: Stroyizdat, 1975. 327 p.

Gross S.A., Yanov B.G. Opredeleniye raskhoda i vremeni vytekaniya zhidkosti iz shcheli pri razryve stenki truboprovoda // RNTS «Transport i khraneniye nefti i nefteproduktov» (Determination of the flow rate and of the time of liquid discharge through a slot of the ruptured pipeline wall // АSTC «Transport and storage of oil and oil products»). Moscow: VNIIOENG, 1982. No. 11. P. 10-11.

Alytshuly A.D. Gidravlicheskiye soprotivleniya (Hydraulic resistances). Moscow: Nedra, 1970. 224 p.

Levkoyeva N.V. O vliyanii chisla Reynolydsa na velichiny koeffitsientov soprotivleniy diafragm // Aviatsionnaya tekhnika (About the Reynolds number effect on the resistance coefficient of diaphragms // Aircraft engineering ). 1959. No. 2. P. 105-112.

Sviridov V.P., Lerke G.E., Tolkachev B.I. Koeffitsient raskhoda veyernykh kolytsevykh sopel // Neftyanoye khozyaystvo (Coefficient of discharge of the ring nozzles // Oil industry). 1974. No. 5.

Lerke G.E., Boldov N.G., Sviridov V.P., Sidorenko A.V. Istecheniye zhidkosti cherez rombovidnyye shcheli // Aktualynyye voprosy truboprovodnogo transporta nefti: Tr. in-ta / VNIISPTneft (Liquid discharge through rhomboid slots // Actual issues of the pipeline transport of oil / VNIISPTneft). Ufa, 1986. P. 73-77.

РАСХОД. Определение понятия - расход, расход, объемный (массовый) расход

Определение термина:

Расход, расход, объемный расход (масса) - объем (масса) жидкости, вещества или смеси, протекающей через данную поверхность в единицу времени. Скорость потока используется, в частности, в гидрогеологии для определения потока подземных вод и в технологии для оценки эффективности насосов, насосных систем, компрессоров и турбин.
  1. Определение
  2. Измерительные приборы
  3. Применение

Определение

Расход, расход, объемный расход (масса) определяется как объем (масса) жидкости, протекающей через заданную поверхность S (например, поперечное сечение трубопровода) в заданную единицу времени.

Расход можно выразить как:

  • массовый расход (массовый расход, массовый расход) G (ḿ) - определение массы жидкости, протекающей через заданную поверхность в заданную единицу времени:
где:
  • G - массовый расход [кг/с]
  • ρ - плотность жидкости [кг/м³]
  • v - средняя линейная скорость потока [м/с] 9023 S -
    • 8
    • площадь поперечного сечения [м²]

    площадь поперечного сечения для круглой трубы радиусом: S = πr 2
    • молярный расход (молярный расход) - указание количества молей жидкости, протекающей через Указанная поверхность за единицу времени:
    Где:
    • - Молярное поток [моль / с]
    • N - количество молей [моль]
    • T - время [S]

  • объемная интенсивность pr отток (объемный расход) ( Ѷ ) равен объему жидкости, протекающей в единицу времени через поверхность S (напр.поперечное сечение трубопровода):
где:
  • dV - производная от объема жидкости [м³]
  • dt - производная по времени [с]

Поток воды. Wikimedia.org

  • объемный расход для плоских участков может быть определен следующим уравнением:
где:
  • Q - объемный расход [м 3 / с]
  • - средняя линейная скорость расход [м/с]
  • S - площадь поперечного сечения [м 2 ]; формула для круглой трубы радиусом: S = πr 2

На практике для определения объемного расхода для различных сечений используется следующая зависимость: где:
  • v - среднее линейная скорость потока [м/с]
  • S - площадь поперечного сечения [м 2 ]

Объемный расход можно определить, используя известное значение массового расхода ( ḿ ): где:
  • ḿ - массовый расход [кг/с]
  • ρ - плотность жидкости [кг/м³]

Средства измерений

Измерение объемного расхода производят с помощью следующих средств измерений20: 9002
  • Трубка Пито – используется для измерения общего давления при течении жидкости и для определения скорости потока по уравнению:
  • где:
    v - скорость потока [м/с]
    p t - полное давление [кг/м с²]
    p с - статическое давление [кг/м с²]
    ρ - плотность жидкости [кг/м³]

    Для измерения скорости течения водотоков используют стеклянную трубку, изогнутую под углом 90° и повернутую входным отверстием против их течения, для определения полного давления; статическое давление измеряется на боковой стенке трубы.

    Распылитель воды. Pixabay.com

    • Трубка Прандтля – используется для определения скорости потока жидкости, состоит из двух трубок – внутренней для измерения общего давления и внешней для измерения статического давления; скорость потока определяется аналогично измерению трубкой Пито.
    • Трубка Вентури - измерение скорости потока осуществляется с помощью стеклянной трубки с постоянной площадью поперечного сечения (А₁), на которой имеется сужение с меньшей площадью поперечного сечения (А₂).Объемный поток определяется следующим уравнением:
    , где:
    • A 1 - Площадь поперечного сечения труб
    • A 2 - область поперечного сечения
    • 9008 2. P - Давление в области перекрестного сечения 9008 22. P - Давление с привязкой. 8 ρ - плотность жидкости
    • ротаметр, поплавковый спидометр - вертикальный, стеклянная трубка переменного сечения с поплавком внутри; подаваемая снизу жидкость заставляет поплавок подниматься до тех пор, пока сила тяжести поплавка, сила трения жидкости о боковую поверхность поплавка и плавучесть не уравновесятся; положение поплавка указывает значение расхода по шкале на стенке трубы.
    • анемометр давления - используется для измерения скорости потока жидкости на основе изменений давления в движущейся жидкости.
    • данаида, сосуд Понселе — простой сосуд с дренажным отверстием на дне и шкалой на стенке для отсчета уровня жидкости; используется для измерения скорости потока жидкости, которая пропорциональна высоте уровня жидкости в сосуде.
    • расходомер ультразвуковой - расходомер, измеряющий скорость потока жидкостей с помощью ультразвука; скорость потока определяется по следующей формуле:
    где:
    • v - скорость течения жидкости
    • t 1 - время прохождения ультразвуковой волны в направлении течения жидкости 2 5 90509
    • 8 90 - время прохождения ультразвуковой волны в направлении, противоположном потоку жидкости
    • L - расстояние между измерительными датчиками
    • α - угол наклона измерительных датчиков к направлению потока жидкости (30 - 45°)

    Трубка Прандтля.Wikimedia.org

    Приложение

    Измерение расхода потока подземных вод через поперечное сечение данного водоносного горизонта используется в гидрогеологии для определения динамических ресурсов подземных вод.

    Расход, определяемый объемным коэффициентом расхода (КПД), является основным рабочим параметром насосов, насосных установок, компрессоров и турбин. Эффективность определяется как объем жидкости, протекающей через данную систему в единицу времени, и выражается как произведение площади поперечного сечения ( · ) и средней скорости жидкости ( на ).Наиболее распространенными единицами являются кубические метры в секунду (м³/с) и литры в секунду (л/с), например, для объемного расхода компрессора.

    Производительность насоса определяется объемом жидкости, перекачиваемой в единицу времени. Wikimedia.org


    Ссылки
    1. Роберт Резник, Дэвид Холлидей; "Физика, Том 1 "; Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Варшава, 1975;
    2. Лев Д. Ландау, Евгений М. Лифшиц; «Гидродинамика»; Польское научное издательство PWN, Варшава, 1994;
    3. "Новая универсальная энциклопедия PWN "; Польское научное издательство PWN, Варшава, 1997.;
    4. Рышард Грибось; «Основы механики жидкости»; Польское научное издательство PWN, Варшава, 1987;
    5. Ян Довгялло, Антоний С. Клечковский, Тадеуш Мациощик, Анджей Ружковский; «Гидрогеологический словарь»; Польский геологический институт, Варшава, 2002 г.;

    Легенда. Показать расшифровку знаков и сокращений

    .

    Массовый расход • Гидравлика — жидкости • Определения единиц измерения • Онлайн-конвертеры единиц измерения

    Определения единиц измерения для преобразователя Массовый расход

    Длина и расстояние Преобразователь массы Сухой объем и общие кулинарные измеренияПлощадь поверхностиОбъем и общие кулинарные измеренияКонвертер температурыПреобразователь давления, напряжения, модуля ЮнгаПреобразователь энергииПреобразователь силыПреобразователь времениПреобразователь линейной скорости и скоростиУголЭффективность использования топлива, расход топлива и экономия топливаПреобразователь чиселСкорость обмена данными и мужская обувьПреобразователь угловой скорости и частоты вращенияУскорениеУгловой ускорениеПреобразователь удельного объемаПреобразователь момента инерцииПреобразователь момента силыИмпульсПреобразователь крутящего моментаУдельная энергия, теплота сгорания (к массе) Удельная энергия, теплота сгорания (к массе) Удельная энергия, теплота сгорания (к объему) теплота, плотность пожарной нагрузки Плотность теплового потока Коэффициент теплопередачи Объемный расход Массовый расход Молярный расход Конвертер массового потока Молярная концентрация Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяжения Конвертер удельной электропроводности, проницаемости, уровня водяного пара Конвертер проницаемости) с выбираемым эталонным давлениемКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер силы светаСила светаРазрешение цифрового изображенияЧастота и длина волныКонвертер оптической силы (диоптрий) в фокусное расстояниеКонвертер оптической силы (диоптрий) в увеличение (X) Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер плотности поверхностного заряда Преобразователь плотности тока Преобразователь плотности тока Преобразователь тока Напряженность электрического поля По Электрическое растяжение и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкостьИндуктивностьПреобразователь реактивной мощности переменного токаПреобразователь калибров американских проводовПреобразование уровней в дБм, дБВ, ваттах и ​​других единицахПреобразование магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поля Суммарный коэффициент поглощения магнитного потока Конвертер, Конвертер скорости плотности полного магнитного потока,Преобразователь радиоактивного распадаПреобразователь радиационного воздействияИзлучение. Конвертер поглощенной дозыКонвертер метрических приставокПередача данныхКонвертер типографских и цифровых изображенийКонвертер единиц измерения объема пиломатериаловКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

    Определения единиц конвертера Массовый расход на польском и английском языках

    килограмм/сек

    Килограмм в секунду (кг⋅с⁻¹, кг/с) – метрическая единица массового расхода не в системе СИ, равная единице килограмм жидкости, протекающей через заданную площадь за 1 секунду.Применяется для измерения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    граммов в секунду

    граммов в секунду (г⋅с⁻¹, г/с) — метрическая единица массового расхода, которая означает, что один грамм жидкости проходит через данную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    грамм в минуту

    грамм в минуту (г⋅мин⁻¹, г/мин) — это метрическая единица массового расхода, при которой один грамм жидкости проходит через данную поверхность каждую минуту.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    грамм/час

    грамм в час (г⋅ч⁻¹, г/ч) – это метрическая единица массового расхода, при которой один грамм жидкости проходит через данную поверхность каждый час. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    грамм/день

    грамм в день (г⋅д⁻¹, г/д) – метрическая единица массового расхода, не входящая в систему СИ, которая представляет собой один грамм жидкости, проходящий через данную поверхность каждые 24 часа.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    миллиграмм в минуту

    Миллиграмм в минуту (мг⋅мин⁻¹, мг/мин) — метрическая единица массового расхода, которая измеряется, когда один миллиграмм жидкости проходит через данную поверхность каждую минуту. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    миллиграмм/час

    Миллиграмм в час (мг⋅ч⁻¹, мг/ч) — метрическая единица массового расхода, означающая, что один миллиграмм жидкости проходит через данную поверхность каждый час.Применяется для измерения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    миллиграммов в сутки

    Миллиграммов в сутки (мг⋅д⁻¹, мг/сутки) — метрическая единица массового расхода, то есть один миллиграмм жидкости проходит через данную поверхность каждые 24 часа. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    килограмм/минута

    Килограмм в минуту (кг⋅мин⁻¹, кг/мин) – метрическая единица массового расхода, при котором один килограмм жидкости проходит через данную поверхность каждую минуту.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    килограмм/час

    Килограмм в час (кг⋅ч⁻¹, кг/ч) – метрическая единица массового расхода, означающая, что один килограмм жидкости проходит через данную поверхность каждый час. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    килограмм/день

    Килограмм в день (кг⋅д⁻¹, кг/д) – это метрическая единица массового расхода, которая означает, что один килограмм жидкости проходит через данную поверхность каждые 24 часа.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    экзаграмм в секунду

    экзаграмм в секунду (Eg⋅s⁻¹, Eg/s) — производная единица измерения массового расхода в системе СИ, килограмм в секунду, кратная производной единице, означающая, что один экзаграмм жидкости проходит через заданную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    петаграмм в секунду

    петаграмм в секунду (Pg⋅s⁻¹, Pg/s) — производная единица массового расхода SI, килограмм в секунду, кратная производной единице массового расхода, которая равна одному петаграмму жидкости, проходящей через данную поверхность каждый второй.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    тераграмм в секунду

    Тераграмм в секунду (Тг⋅с⁻¹, Тг/с) — производная единица измерения массового расхода в системе СИ, килограмм в секунду, равная одному тераграмму жидкости, проходящей через заданную поверхность каждый второй. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    гигаграмм в секунду

    Гигаграмм в секунду (Гг⋅с⁻¹, Гг/с) — производная единица массового расхода СИ, кратная производной единице массового расхода, килограмм в секунду, которая равна одному гигаграмму жидкости, проходящей через данную поверхность каждый второй.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    мегаграмм в секунду

    Мегаграмм в секунду (Мг⋅с⁻¹, Мг/с) — производная единица массового расхода СИ, кратная производной единице массового расхода, килограмм в секунду, которая равна одному мегаграмму (метрической тонне) жидкости, проходящей через данной поверхности в течение 1 секунды. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    гектограмм в секунду

    Гектограмм в секунду (hg⋅s⁻¹, hg/s) — производная единица массового расхода SI, кратная килограмму в секунду, которая равна одному гектограмму жидкости, проходящей через данную поверхность каждую секунду . Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    декаграмм в секунду

    Декаграмм в секунду (даг⋅с⁻¹, даг/с) — десятичная дробь производной единицы массового расхода СИ, килограмм в секунду, то есть один декаграмм жидкости, проходящей через данную поверхность каждый второй.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    дециграмм/секунда

    Дециграмм в секунду (дг⋅с⁻¹, дг/с) – производная единица измерения массового расхода в системе СИ, дольная по отношению к килограмму в секунду, то есть один дециграмм жидкости, проходящей через заданную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    сантиграмм в секунду

    Сантиграмм в секунду (сг⋅с⁻¹, сг/с) — производная единица измерения массового расхода в системе СИ, дольная по отношению к килограмму в секунду, то есть один сантиметр жидкости, проходящий через данное поверхности каждую секунду.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    миллиграмм в секунду

    Миллиграмм в секунду (мг⋅с⁻¹, мг/с) — производная единица измерения массового расхода в системе СИ килограмм в секунду, равная одному миллиграмму жидкости, проходящей через заданную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    мкг/сек

    Микрограммов в секунду (мкг⋅с⁻¹, мкг/с) – производная единица массового расхода СИ, дольная по отношению к единице массового расхода, килограмм в секунду, равная одному микрограмму жидкости, проходящей через данное поверхности каждую секунду.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    тонна (метрическая) в секунду

    Метрическая тонна в секунду (т⋅с⁻¹, т/с) — метрическая единица массового расхода, означающая 1000 кг жидкости, протекающей через данную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    метрическая тонна (метрическая) в минуту

    метрическая тонна в минуту (т⋅мин⁻¹, т/мин) — метрическая единица массового расхода, означающая, что 1 метрическая тонна жидкости проходит через данную поверхность каждую минуту.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    метрическая тонна (метрическая)/час

    Метрическая тонна в час (т⋅ч⁻¹, т/ч) — метрическая единица массового расхода, означающая, что 1 метрическая тонна жидкости проходит через данную поверхность каждый час. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    тонн (метрических)/день

    Метрическая тонна в день (т⋅д⁻¹, т/д) – метрическая единица массового расхода, означающая, что 1 метрическая тонна жидкости проходит через данную поверхность каждые 24 часа .Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    тонна США в час

    тонна США в час (тонны (США) ⋅ч⁻¹, тонны (США)/ч) или 907,185 кг жидкости через заданную поверхность в течение 1 часа. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    lb/second

    Фунт в секунду (lb⋅s⁻¹, lb/s) — британская имперская и традиционная единица объемного расхода США, которая измеряется, когда один фунт жидкости проходит через заданную поверхность каждую секунду. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    lb/min

    Фунт в минуту (lb⋅min⁻¹, lb/min) — британская имперская и традиционная единица объемного расхода США, которая измеряется, когда один фунт жидкости проходит через заданную поверхность каждую минуту.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    lb/hour

    Фунт в час (lb⋅h⁻¹, lb/h) — британская имперская и традиционная единица объемного расхода США, которая измеряется, когда один фунт жидкости проходит через заданную поверхность каждый час. Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    фунтов в сутки

    фунтов в сутки (lb⋅d⁻¹, lb/d) — британская имперская и традиционная единица объемного расхода США, которая измеряется, когда один фунт жидкости проходит через заданную поверхность каждые 24 часа.Применяется для определения массового расхода жидкостей в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

    Преобразование единиц измерения с помощью конвертера Массовый расход

    У вас есть трудности с переводом единицы измерения на другой язык? Помощь доступна! Разместите свой вопрос в TCTerms и через несколько минут вы получите ответ от опытных технических переводчиков.

    .

    Расход воды в каналах (открытых каналах) - Vademecum для студентов техникума

    Основные понятия

    Подшипник - дно и боковые стенки русла (водотока), смачиваемые водой

    Смачиваемая часть - часть подшипника, контактирующая с жидкостью

    Проточная часть - часть поперечного сечения открытого канала, по которому течет вода

    Гидравлический радиус - R h трубопровод представляет собой отношение площади поперечного сечения потока A к смачиваемой окружности U (кривая поперечного сечения со смачиваемой частью подшипника).


    Рис. Определение гидравлического радиуса, на рисунке площадь A равна произведению глубины и ширины желоба A = h x b Длина смоченной окружности равна сумме U = 2h + b. Отсюда гидравлический радиус будет:

    Rh = A / U = (h x b) / (2h + b)

    Плавное движение воды - Движение, при котором поперечное сечение не изменяется по ходу течения (свободная поверхность параллельна дну по всей длине трубы).Это также фиксированный ход.

    Неравномерное движение воды - Движение, при котором поперечное сечение потока изменяется по ходу течения самостоятельно или в зависимости от времени (может быть как установившимся, так и неустановившимся движением).

    Изотахи (изолинии скоростей) - вода, движущаяся в открытом русле, имеет различную скорость течения в зависимости от формы русла, гидравлического уклона и препятствий на местности. Скорость течения воды в сечении канала будет дополнительно зависеть от расположения данной точки измерения от края канала.Чем ближе к берегу, тем медленнее будет скорость. В инженерной практике для иллюстрации распределения скоростей в открытых каналах строят изолинии скоростей, называемые Изотачами , которые соединяют точки поперечного сечения потока с равными скоростями. Изотопы с нулевым значением образуют смачиваемый контур с наибольшей скоростью, так называемый "тренд". Текущее местоположение может быть различным в зависимости от формы поперечного сечения канала. на рисунке ниже изотопы для четырех секций.

    3.4.1 Классификация потоков в каналах

    Течение в русле считается стационарным, когда глубина воды в любой части русла не меняется со временем, и переходным, когда глубина воды не меняется со временем. Поток

    в открытом канале считается однородным, когда скорость потока и глубина воды в любом месте канала неизменны во времени. В свою очередь, он считается неравномерным, как только интенсивность достигает

    расход и/или глубина воды изменяются по длине.Равномерный переходный поток

    - редкое явление - говоря о равномерном течении обычно имеют в виду стационарное течение

    Униформа

    . Стабильный, неравномерный поток часто классифицируют как плавный или стремительный.

    На рис. 2 показаны различные типы течений: устойчивые устойчивые, спокойные переходные и стремительные непостоянные потоки. Переходный поток, когда глубина потока составляет

    жидкости или скорость потока меняется по длине канала, напримерпри распространении против слабого тока

    Возмущающая волна, возникающая в результате закрытия или открытия задвижки или увеличения расхода в коллекторном канале.

    Рис. 2 Иллюстрация неравномерных течений.

    В открытых каналах встречаются также т.н. спокойные и быстрые течения, при которых точкой отсчета служит средняя скорость воды в русле по отношению к скорости распространения в нем плоских волн. Скорость плоских волн рассчитывается по формуле:

    где:

    г - ускорение свободного падения 9,81 м/с 90 100 2 90 101 9000 3

    ts - средняя глубина канала

    Приведенная выше формула, выведенная Лагранжем, является основой для разделения движения жидкости в открытых каналах по адресу:

    а) спокойные (пологие) течения со средними скоростями v

    б) бегущие потоки со средними скоростями v>c.

    См. также раздел 3.4.3

    3.4.2 Расчет скорости потока (равномерные потоки).

    По определению, поток считается равномерным, когда:

    1. Глубина воды, площадь поперечного сечения и скорость воды в каждом поперечном сечении русла постоянны

    2. Линия градиента энергии, линия свободной поверхности и линия дна канала параллельны

    На основании этих предположений Chezy заявил, что:

    90 135 (1)

    где:

    C - коэффициент аэродинамического сопротивления по Шези

    Rh - гидравлический радиус поперечного сечения канала (см. подраздел 2.3.3)

    Se - падение нижней линии канала

    Несколько раз пытались определить значение C. Manning , на основе собственных экспериментов и

    другие исследователи вывели следующую эмпирическую зависимость:

    90 135 (2)

    90 135

    , где n — известный коэффициент шероховатости Мэннинга.

    Подставив C из уравнения (1) в уравнение (2), получим формулу Мэннинга для однородных течений:

    90 135

    определяется как модуль сечения для формулы Мэннинга.Его значение для разных участков канала приведено в таблице. Формула Мэннинга является полностью эмпирической, и n-фактор не является безразмерным. Эта формула действительна только в единицах СИ. Кроме того, приведенные формулы действительны только для каналов с плоским дном. Анализ естественных водотоков более сложен, и приведенные выше формулы можно использовать только в первом приближении.

    По Базену коэффициент С рассчитывается по формуле:

    90 135

    где: коэффициент «m» зависит от типа несущей стены.

    - отделан гладкой цементной штукатуркой, номер с=0,06, присвоен

    - из необработанного дерева, кирпича, литого бетона m=0,16,

    - кладка из щебня m=0,46

    - смешанные стены (грунт с деревянными элементами, урегулированный грунт) м = 0,85

    - стены валунные, грунт нерегулируемый m=1,75.

    Средняя скорость потока в естественном подшипнике также может быть рассчитана по правилу Матакевича

    .

    90 135

    Где:

    Rh - гидравлический радиус

    I - единица снижения уровня грунтовых вод

    m - показатель степени, зависящий от I и выраженный биномом

    , где компоненты a и b зависят от типа канала

    Для речных подшипников, дно которых выполнено из сыпучих материалов с подвижными днищами, показатель m рассчитывается по формуле;

    90 135 м = 0,493 + 10I

    для горных ручьев, обложенных валунами и каналов с неровным дном

    90 135 м = 0,493 - 2И

    3.4.3 Энергия открытого канала 9000 3

    Полная энергия единицы объема жидкости в открытом канале равна сумме кинетической и потенциальной энергии. Его можно рассчитать по формуле:

    90 135

    где:

    α - коэффициент Сен-Венана в зависимости от типа течения принимает значения 1,05-1,1 для турбулентных течений и 1,5-2,0 для ламинарных течений

    Q– расход, [м3/с]

    А- площадь поперечного сечения, [м2]

    При постоянном расходе Q = const.легко заметить, что максимальное значение энергии получается в двух случаях:

    Нанеся на график кривую потенциальной и кинетической энергии и их сумму, получим точку перегиба, в которой полная энергия принимает минимальное значение. Этот поток называется критическим , а соответствующая глубина - критической глубиной.

    Любая другая полная энергия жидкости может иметь такую ​​же интенсивность

    потока при двух разных глубинах потока.На меньшей глубине сечение

    Струя

    маленькая, поэтому скорость большая, поэтому преобладает кинетическая энергия. Такой

    поток называется подкритическим , или взрывным . На большой глубине сечение большое,

    преобладает низкая скорость и потенциальная энергия. Это сверхкритический поток, иначе -
    спокойный . Критические параметры потока можно определить из уравнения слагаемым

    минимальная полная энергия.

    90 135

    90 135

    где

    b - ширина свободной поверхности (уровня грунтовых вод)

    Критическая скорость

    также может быть определена по приведенной выше формуле

    или

    Эта величина равна скорости распространения волны на поверхности и играет в открытых каналах аналогичную роль скорости звука в потоках газа. Это означает, что если скорость потока выше критического потока (докритический поток), возмущение потока, вызванное, например,через препятствие в канале, не должны влиять на поток вверх по течению. Последнее уравнение можно записать как:

    , где Fr критическое - называется числом Фрейда .

    Когда число Фруда, определяемое приведенным выше уравнением, меньше единицы (Fr 1, поток является докритическим. Когда Fr = 1, поток является критическим. Критическое значение;

    90 135

    Для облегчения расчетов можно использовать следующие формулы:

    Обратите внимание, что для расчета критической глубины необходима ширина свободного зеркала грунтовых вод.Этот размер можно легко вычислить геометрически, если известна площадь поперечного сечения или глубина желоба. На плече этих данных мы можем использовать следующие эмпирические формулы:

    90 135

    Рис. Эмпирические формулы для определения критической глубины воды в канале типовых сечений

    где:

    z = ctgα (ctg угла наклона стен относительно вертикали)

    Для большинства расчетов коэффициент α может быть установлен равным 1,0.

    Задача : Рассчитать критическую глубину в канале с расходом 20 м 90 100 3 /с и трапециевидной формы с шириной дна 6 м и углом наклона α = 30°.

    1. Находим Ψ

    Ψ = 20 90 100 2 90 101 / 9,81 = 40,77

    ctg30 = 1,73

    отсюда:

    ч критический = 0,96 м

    .

    Расходомеры жидкости | Расходомеры | Интеллектуальное измерение

    Объемное измерение может быть выполнено с помощью следующих технологий расходомеров

    Дифференциальные расходомеры (DP) — технология объемного расхода, представляющая собой тело потока, содержащее некоторые типы дросселирования с известными свойствами, такими как трубка Вентури, отверстие, конус или сегментный клин. Это ограничение создает разницу давлений между клапаном давления выше по потоку (P1) и клапаном давления ниже по потоку (P2), которая пропорциональна квадрату объемного расхода.Более подробный обзор того, как это работает, можно найти по адресу https://smartmeasurement.com/flow-meters/ Differential-Pressure/Measuring-Principle. Интеллектуальное измерение предлагает Cone Дифференциальные расходомеры жидкости, обеспечивающие лучшую точность и перепад давления, чем любая другая технология дифференциального расхода (DP).

    Магнитные расходомеры, также известные как магнитные расходомеры, представляют собой объемные расходомеры, имеющие две неподвижные части, которые вступают в контакт с измеряемой жидкостью, — вкладыш, защищающий протекающее тело от жидкости, и пару электродов, обнаруживающих скорость протекающей жидкости.По сравнению с традиционными методами механического измерения расхода, такими как турбина и прямое вытеснение, которые основаны на вращающихся механических шестернях и подшипниках, простая конструкция магнитного расходомера обеспечивает более длительный срок службы, меньшее техническое обслуживание, меньшее падение давления и общую более низкую стоимость владения. Такая конструкция позволяет использовать магнитометр практически с любой проводящей жидкостью, независимо от плотности, вязкости, химического состава или состояния жидкости/количества частиц . Smart Metering предлагает широкий выбор вариантов измерения магнитного или магнитного расхода Серия ALMAG .

    Расходомеры прямого вытеснения (PD) представляют собой объемные расходомеры , использующие один из старейших известных методов измерения расхода, широко используемые в промышленности и имеющие одну из самых больших баз установки среди всех технологий расходомеров. Объемные расходомеры имеют два точно обработанных вращающихся элемента внутри измерительной камеры известного объема, которые можно использовать для точного определения объемного расхода в зависимости от скорости вращения ротора.Более подробное объяснение того, как это работает, можно найти по адресу: https://smartmeasurement.com/flow-meters/positive-displacement/measuring-principle. Smart MeasureTM предлагает широкий выбор измерителей частичных разрядов из нашей серии ALPD .

    Турбинные расходомеры измеряют объемный расход, при этом расход, проходящий через трубку, измеряется как функция средней скорости протекающей жидкости. Турбинные расходомеры могут быть сконфигурированы для измерения расхода газа или жидкости.Легкий ротор турбины, аксиально посаженный в трубу, вращается жидкостью; скорость вращения ротора турбины прямо пропорциональна средней скорости жидкости в трубе. Более подробное объяснение того, как это работает, можно найти по адресу: https://smartmeasurement.com/flow-meters/turbine/measuring-principle. Smart MeasureTM предлагает серию турбинных расходомеров ALTM для измерения расхода жидкостей различных форм и размеров.

    Ультразвуковые расходомеры — это объемные расходомеры, обладающие рядом преимуществ по сравнению с другими технологиями измерения расхода жидкости.Наиболее выраженным из этих преимуществ является неинвазивный характер ультразвукового метода измерения: поток жидкости можно измерить, установив пару датчиков снаружи трубы, не вступая в контакт с измеряемой жидкостью. Ультразвуковые и магнитные технологии измерения расхода жидкости составляют более 60% всех методов измерения расхода жидкости.

    Скорость жидкости измеряется путем отправки ультразвукового импульса от датчика над датчиком к датчику под ним и обратно.Измеренная разница во времени прохождения каждого импульса через трубку прямо пропорциональна средней скорости жидкости. Ультразвуковые расходомеры используют эту измеренную скорость для расчета расхода жидкости на основе пользовательского ввода технологического приложения. Более подробный обзор нашего ультразвукового расходомера можно найти на странице https://smartmeasurement.com/ultrasonic-technology/

    Smart MeasureTM предлагает наиболее полный выбор ультразвуковых расходомеров жидкости с нашей серией продуктов ALSONIC .

    Узнайте больше о различных типах Ультразвуковые расходомеры:

    Расходомер с открытым каналом
    Ультразвуковые расходомеры BTU
    Портативные ультразвуковые расходомеры
    Зажим для ультразвуковых расходомеров

    Переменная площадь поверхности Расходомеры (ВА) и расходомеры универсальные устройства, работающие при относительно постоянных перепадах давления. Расходомеры с переменным сечением (VA) используют поплавок, плунжер или лопасть, расположенные внутри корпуса потока, для изменения положения в ответ на изменения расхода измеряемой жидкости.Положение поплавка, плунжера или лопасти обеспечивает прямую визуальную индикацию скорости потока. Либо сила тяжести, либо пружина служат для возврата поплавка в исходное положение при уменьшении потока. Для более подробного объяснения того, как это работает, посетите: https://smartmeasurement.com/flow-meters/variable-area/measuring-principle. Intelligent MeasureTM предлагается в нашей серии ALVATM расходомеров VA с металлической трубкой для измерения расхода жидкости без внешнего источника питания и циферблатного индикатора или с интеллектуальной электроникой, требующей внешнего источника питания.

    Вихревые расходомеры представляют собой объемные расходомеры, которые могут измерять все три фазы жидкости; газ, жидкость и пар. Хотя он используется для измерения расхода жидкости, вышеперечисленные другие технологии измерения расхода лучше, и поэтому вихревые измерения в основном используются в приложениях с паром и газом. Технология Vortex Flow Sensing основана на измерении количества вихревых импульсов, генерируемых скальной породой, погруженной в поток. Внутри вихревого счетчика обрабатывается блеф; когда поток течет через это обтекаемое тело, по обеим сторонам обтекаемого тела возникают вихри.Скорость потока можно определить, измерив количество вихрей. Для более подробного объяснения того, как это работает, посетите: https://smartmeasurement.com/flow-meters/vortex/measuring-principle. Интеллектуальное измерение обеспечивается нашей серией ALVT вихревых расходомеров для измерения расхода жидкости, доступных как с фланцевыми, так и с пластинчатыми соединениями.

    .

    Массовые расходомеры

    МАССОВЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

    Рис. 6. Кориолисовый массовый расходомер

    Одной из причин, по которой выполняются измерения массового расхода, является возможность получения более точных результатов. На точность объемных измерений влияют различные факторы, в том числе вязкость, плотность, температура или давление измеряемой жидкости, которые могут изменяться непредсказуемым образом в связи, например, сс изменением условий, в которых реализуется сам контролируемый процесс.

    При измерении массового расхода эти факторы не оказывают прямого влияния на результат измерения. Кроме того, массовая информация в некоторых случаях более полезна, например, когда химические вещества дозируются для проведения реакции или когда товар оценивается на основе массы.

    Кроме того, существует прямая зависимость между объемным и массовым расходом, и одно значение может быть преобразовано в другое, если известна плотность измеряемой жидкости.Наиболее известным примером датчиков массы являются расходомеры Coriolis . Эти устройства обязаны своим названием эффекту так называемого Сила Кориолиса, из-за которой траектория тела, движущегося с постоянной скоростью относительно вращающейся Земли, искривляется.

    В базовой конструкции расходомера Coriolis используется изогнутая трубка, которая способна вибрировать (рис. 6). В результате протекания испытуемой жидкости трубка закручивается в степени, пропорциональной массовому расходу, а ее отклонение измеряется соответствующим образом расположенными датчиками.

    Анджей Ланговский

    Нивус

    Количество типов расходомеров указывает на то, что каждая среда имеет свою специфику. В то время как измерение промышленных систем само собой разумеется, тема только набирает обороты в коммунальном хозяйстве, и в частности в системах очистки и удаления сточных вод. Здесь огромный потенциал для оптимизации - как в техническом, так и в экономическом плане!

    Точность измерения расхода сточных вод, простота установки и эксплуатации этих устройств за последнее десятилетие произвели настоящую революцию.Например, в очистных сооружениях менее точные дроссели и переливы заменены ультразвуковыми расходомерами , которые не мешают высотной системе очистных сооружений (нет сифонов, редукций, порогов).

    Все больше и больше городов принимают решение о контроле гидравлической нагрузки своих коллекторов - будь то по эксплуатационным причинам (контроль и предотвращение затопления) или по экономическим причинам (расчеты с поставщиками сточных вод). Ультразвуковые расходомеры особенно подходят для таких целей, так как не требуют конструктивных изменений в самом канале.

    Среди самих ультразвуковых расходомеров наряду с развитием методов измерения в последние годы произошли важные изменения, расширившие область их применения. Помимо известных с давних пор «допплеров», точность которых ограничена высокой волатильностью потоков, уже несколько лет существуют так называемые профилировщики (определение фактического профиля скорости). Они позволяют поддерживать высокую точность измерений даже в сложных условиях, таких как многослойные каналы с задними стенками или каналы дождевой воды с очень переменным расходом.

    Недорогие ультразвуковые расходомеры также составляют все более серьезную конкуренцию царившим до сих пор на заполненных трубопроводах электромагнитным исполнениям. Они чрезвычайно легки и просты в установке – через патрубок на существующей или новой трубе, без необходимости ее опорожнения, а цена устройства не сильно отличается в зависимости от диаметра трубопровода (в пределах 100– 800 мм).

    КАЛОРИМЕТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ ПОТОКА

    Хотя тепловые расходомеры также измеряют массовый расход, принцип их работы совершенно отличен от той же группы кориолисовых расходомеров . В случае термодатчиков для определения скорости потока используются тепловые свойства, а именно теплопроводность протекающей среды.

    Рис. 7. Конфигурация ультразвукового расходомера время прохождения

    Однако это не единственное различие между тепловыми расходомерами и , также известными как калориметрические, и кориолисовыми расходомерами. Оба решения также отличаются точностью – в пользу последнего решения и ценой, которая в свою очередь значительно ниже в случае тепловых расходомеров.

    Кроме того, тепловые расходомеры используются почти исключительно для измерения расхода газа. Принцип работы калориметрического расходомера заключается в нагревании протекающего потока жидкости и последующем измерении одним или несколькими датчиками температуры, насколько быстро поток рассеивает это тепло.

    Существует два основных метода измерения. В первом нагревательный измерительный элемент поддерживается при постоянной температуре путем измерения электрической мощности, подводимой к этому элементу для этой цели.Во втором определяется разность температур между двумя датчиками, расположенными перед и за нагревательным элементом, с фиксированной, заданной температурой.

    При этом первый датчик будет охлаждаться протекающей жидкостью, а температура второго датчика будет повышаться за счет тепла, передаваемого ему проточной средой. Оба метода объединяет сама идея о том, что чем больше поток массы среды, тем больше интенсивность охлаждения в первом случае или больше разница температур между датчиками во второй конфигурации.С помощью соответствующих зависимостей на основании показаний датчиков температуры определяют массовый расход.

    Аркадиуш Рахвальски

    Controlmatica ZAP-PNEFAL

    Существует множество методов измерения расхода. Наиболее известны массомер, вихремер, тепловой, электромагнитный, ультразвуковой и метод Вентури. Выбор метода зависит от типа среды, параметров, формы трубопровода и т. д.Поэтому сложно указать какой-то универсальный метод, и каждый из них имеет свои преимущества и ограничения.

    Хочу остановиться на методе перетяжки, так как здесь у нас больше всего опыта, к тому же он имеет широкий спектр применения. Метод Вентури особенно подходит для применения в энергетике и теплоэнергетике, в частности, для измерения расхода пара и воды с высокими параметрами.

    Среди прочего современные силовые агрегаты для т.н. сверхкритические параметры являются подходящим местом для применения измерений расхода Вентури.Из нескольких типов отверстий наиболее подходящими для высокой производительности являются сопла (ISA 1932, Venturi , и сопло большого радиуса). Явление эрозии, являющееся недостатком форсунок, в форсунках проявляется в минимальной степени. Измерения Taper также можно использовать для расчета поставщика конкретной среды с клиентами.

    В таких случаях требуется измерение количества тепла. Измеряя три параметра (расход, статическое давление и температуру), соответствующий счетчик определяет количество тепла, переданного средой.Наши клиенты предъявляют высокие требования к качеству. Для установки терефталевой кислоты во Влоцлавеке мы изготовили отверстия и сопла Вентури, которые должны были соответствовать стандартам ASME и NACE.

    Для крупного международного концерна по строительству электростанций, для нужд новых блоков в Потнове, Лагише и Белхатове мы изготовили, среди прочего, высокопроизводительные форсунки ISA 1932, изготовленные из специальных высоколегированных сталей, таких как 15NiCuMoNb9. Некоторые из них были откалиброваны в лаборатории в Нидерландах. В свою очередь, для измерения расхода парогазовой смеси для установки аммиака на коксохимическом заводе в Домброва Гурнича были изготовлены отверстия из материала Hastelloy.

    В заключение я хотел бы указать на рынки, которые растут для нас. К ним относится польская энергетика, которая требует строительства новых блоков и значительной модернизации или реконструкции существующих угольных котлов, например, в котлы, работающие на биомассе. Существуют масштабные инвестиционные планы и конкретные места для новых подразделений. Коммерческому рынку энергии и отопления потребуется множество измерений расхода с использованием различных методов. Для нас это мотивация к постоянной работе и расширению предложения.

    .

    Промышленное оборудование для измерения и контроля расхода, давления, уровня и температуры

    Являясь экспертами в области промышленного контрольно-измерительного оборудования, мы предлагаем нашим клиентам комплексный портфель услуг и оборудования, которое можно установить и использовать на различных промышленных предприятиях по всему миру. Наше качество «Сделано в Германии» и наша быстрая и гибкая адаптация к требованиям наших партнеров обеспечили нам превосходную репутацию во всем мире. Если вы ищете сильного и гибкого партнера в области контрольно-измерительного оборудования, мы — правильный выбор.Благодаря нашему многолетнему опыту и деятельности по всему миру, мы зарекомендовали себя как надежный партнер для промышленных предприятий по всему миру.

    Измерение, контроль и автоматизация с помощью Kobold

    Предлагаемые нами технические решения могут быть быстро и легко интегрированы в широкий спектр промышленных систем и могут использоваться в различных отраслях промышленности. Используя различные измерительные преобразователи, измерения и пороговые значения наших датчиков и наших аналитических приборов могут быть легко интегрированы в различные системы и контролироваться этими системами.Благодаря признанным во всем мире BUS-интерфейсам возможна интеграция в большинство известных и используемых систем непосредственно с завода. Кроме того, мы предлагаем полную промышленную технологию измерения и контроля, которая позволяет автоматизировать и функционализировать различные процессы. Благодаря нашей технологии измерения и управления сложные промышленные процессы могут быть оптимально автоматизированы и адаптированы к самым высоким требованиям.

    Мы предлагаем широкий спектр специализаций для различных отраслей промышленности.В дополнение ко многим встроенным измерительным приборам и датчикам, он включает в себя ряд профессиональных ручных инструментов, которые используются в самых разных отраслях промышленности. Важным в этих предложениях является высокое качество обработки и высокие стандарты измерений этих устройств, что позволяет сравнивать их характеристики с фиксированными измерительными щупами и измерительными приборами. Устройства Kobold отличаются продуманной модульной конструкцией и простотой использования, поэтому пользуются огромной популярностью среди пользователей.

    Расходомеры, регуляторы расхода, индикаторы расхода и датчики расхода

    Для измерения расхода на промышленных предприятиях или проверки состава протекающей жидкости компания Kobold Messring GmbH разработала ряд датчиков расхода и расходомеров, которые можно использовать в самых разных рабочих условиях. Благодаря использованию широкого спектра материалов и различных физических принципов измерения эти датчики расхода и расходомеры могут быть оптимизированы для широкого диапазона жидкостей, газов, температур, растворов, соотношений давлений и расходов.Таким образом, для каждой области применения можно найти правильное решение.

    Индикация уровня или непрерывное измерение

    В рамках автоматизации промышленных процессов важным вопросом является контроль уровня наполнения как для жидкостей, так и для сыпучих материалов. Поплавковые выключатели и индикаторы уровня от Kobold Messring GmbH работают исключительно надежно в пределах заданного диапазона допусков. Индикаторы уровня и датчики уровня могут быть адаптированы к широкому спектру жидкостей и сред, а также могут использоваться в средах с сильно загрязненными жидкостями.Данные индикаторов уровня можно либо считывать непосредственно с дисплея, либо интегрировать в различные системы управления и контроля с помощью измерительного преобразователя и интерфейса BUS. Благодаря широкому выбору различных устройств измерения уровня и сигнализаторов уровня можно надежно контролировать и измерять самые разные уровни наполнения в любое время.

    Манометры, датчики давления и реле давления от Kobold

    Kobold Messring GmbH быстро зарекомендовала себя в области контроля и измерения давления на установках.Различные манометры используются на самых разных предприятиях по всему миру и убеждают своей надежностью и малыми допусками измерений. Манометры могут использоваться как для контроля давления, так и для зависящего от давления управления установками и процессами. Благодаря современным и функциональным реле давления многие промышленные процессы могут быть надежно автоматизированы с контролем давления. Это не только средство оптимизации процесса, но во многих случаях и безопасность, поскольку избыточное давление в системе может быть надежно обнаружено и устранено с помощью устройств измерения давления и реле давления.Различные манометры и датчики давления работают с относительным давлением, абсолютным давлением, как дифференциальный манометр и поднимают контроль давления на новый уровень.

    .

    CASP - расходомеры, расходомеры

    Методы измерения расхода

    В зависимости от требований и условий на месте расход может измеряться или сигнализироваться.
    Реле уровня имеют цифровые выходы. Они чаще всего используются для регулирования расхода и подачи сигнала при превышении расхода ниже или выше определенного значения.

    Преобразователи расхода (расходомеры) — это устройства, которые измеряют расход и преобразуют его в стандартный аналоговый или импульсный сигнал.В зависимости от функции и места установки расходомеры могут быть выполнены с локальным дисплеем или встроенными реле. Иногда из-за местных условий расходомеры устанавливаются на трубопроводах, и показания приходится снимать в другом месте. Затем создаются отдельные системы.



    В зависимости от типа выходного сигнала и функций, которые должна выполнять измерительная система, могут быть подключены различные вторичные устройства.


    Расходомеры с импульсным выходом могут подключаться к:
    • с программируемыми счетчиками - измерение количества протекающей среды и простое дозирование
    • расходомеры с импульсным входом - измерение расхода и балансировка

    Расходомеры с аналоговым выходом могут быть подключены к:
    • с индикаторами - индикация мгновенного расхода
    • с регуляторами - индикация и регулировка расхода
    • с самописцами - регистрация мгновенного расхода
    • расходомеры с аналоговым входом - измерение расхода и балансировка

    электромагнитные расходомеры

    Принцип действия


    Электромагнитные расходомеры используют явление индукции электродвижущей силы в протекающей среде под действием воздействующего магнитного поля.Зависимость скорости потока от электродвижущей силы определяется законом Фарадея.

    Использовать

    Электромагнитные расходомеры применяются для измерения расхода проводящих жидкостей в трубопроводных системах. Расходомеры не содержат внутренних механических элементов, что обеспечивает бесперебойное протекание измеряемой среды по всему сечению трубопровода.

    Измерение расхода не зависит от:

    • давление жидкости
    • вязкость
    • плотность
    • температура
    • электропроводность (выше минимального значения)

    Расходомеры электромагнитные могут применяться для измерения расхода чистых жидкостей, суспензий, пульп, растворов различной химической агрессивности.Отсутствие механических элементов обеспечивает высокую износостойкость даже в случае сред с высокими абразивными свойствами. Основные области применения: водоснабжение и водоотведение, пищевая промышленность, химическая промышленность, горнодобывающая промышленность, металлургия и энергетика.

    »см. наше предложение электромагнитных расходомеров


    Овально-круглые расходомеры

    Принцип действия


    Овально-круглые расходомеры являются объемными расходомерами. Измерительный элемент состоит из двух прецизионно обработанных зубчатых колес, которые приводятся во вращение протекающей жидкостью.При каждом обороте транспортируется постоянный объем жидкости, заключенной в пространстве между шестерней и корпусом.
    В шестерни встроены постоянные магниты или элементы из нержавеющей стали. Датчики, установленные в корпусе, преобразуют вращательное движение в импульсный сигнал. Количество импульсов является мерой скорости потока.

    Применение


    Овально-круглые расходомеры могут использоваться для измерения расхода жидкостей с повышенной вязкостью в системах, где рабочее давление превышает 50 бар.

    » см. наше предложение расходомеров с овальным колесом


    Расходомеры с перепадом давления

    Принцип действия


    Расходомеры перепада давления работают по принципу измерения перепада давления на сопле Вентури. Сопло (дроссель), размещенное в корпусе, создает разность давлений при течении среды. Эта разница пропорциональна скорости потока. Форма сопла адаптирована к потоку, так что его характеристика постоянна во всем диапазоне измерений.

    Применение


    Расходомеры дифференциального давления могут использоваться, в частности, в в пищевой, химической и фармацевтической промышленности для измерения расхода жидкостей и газов.

    »см. наше предложение электромагнитных расходомеров


    Турбинные счетчики

    Принцип действия

    Протекающая жидкость по специально профилированным в корпусе каналам направляется на ротор, приводя его в движение. Вращение ротора регистрируется оптико-электрической системой, которая преобразует его в асимметричный частотный сигнал, пропорциональный потоку.Турбинные расходомеры благодаря сапфировой оси и подшипнику ротора обеспечивают высокую линейность и многолетнюю безотказную работу.

    Использовать

    Благодаря своей компактной конструкции счетчики турбинные могут быть установлены в машинах и устройствах с ограниченным внутренним пространством для измерения расхода маловязких жидкостей.

    »см. наше предложение на турбинные счетчики


    Расходомеры центробежные

    Принцип действия

    Центробежные расходомеры работают путем измерения объема протекающей жидкости с помощью рабочего колеса с фиксированной крыльчаткой.Внутри ротора установлены магниты, герметично изолированные от измеряемой среды. Датчик Холла, расположенный в корпусе, бесконтактным образом принимает вращение магнитов и преобразует его в частотный сигнал, пропорциональный расходу.

    Использовать

    Центробежные расходомеры могут применяться для измерения расхода жидкостей (в том числе агрессивных) в системах с давлением до 100 бар и температурой до 100°С.

    »Посмотрите наше предложение на крыльчатые расходомеры


    Калориметрические реле потока

    Принцип действия

    Лицевая сторона датчика нагревается до температуры, на несколько градусов превышающей температуру среды.Текущая среда охлаждает датчик. Скорость процесса охлаждения пропорциональна скорости потока.

    Использовать

    Калориметрические реле расхода используются для измерения и сигнализации скорости потока жидкостей и газов. Отсутствие движущихся частей, простота сборки, устойчивость к загрязнениям позволяют широко использовать их в системах, где не требуется высокая точность измерения.

    » см. наше предложение по калориметрическим реле расхода


    Расходомеры в нашем каталоге:


    .

    Смотрите также