Насадка Вентурі

Насадка Вентурі

Насадка зовнішня, Насадка Вентурі (рос. насадка внешняя (Вентури); англ. external mouthpiece (Venturi); нім. Aussenaufsatz m, Ausseneinsatz m, Venturi-Düse f) – циліндрична насадка, розміщена з зовнішнього боку стінки посудини (або водойми), з якої вона живиться. Коефіцієнт витрати зовнішньої насадки більший за коефіцієнт витрати внутрішньої при інших рівних умовах.

Історія розвитку

Вентурі (Venturi) Джованні Баттіста (11.9.1746, Бібіана, - 10.9.1822, Реджо-Емілія), італійський вчений. З 1773 професор університету в Модені, потім у Павій. Найбільш відомі роботи Вентурі в області гідравліки. У 1797 опублікував французькою мовою дослідження про закінчення води через короткі циліндричні і які суперечать насадки (насадки В.). У 1887 американським ученим К. Гершелем був запропонований водомір, названий ім'ям Вентурі. Відома трубка для вимірювання швидкості в повітряному і водному потоці і для створення вакууму в авіаційних гіроскопах. Вентурі займався також теорією кольору і деякими питаннями оптики. У 1798 написав доповідь про запровадження десяткової системи мір і ваг в Італії.

Теоретичні відомості

Насадки Вентурі, як і діафрагма, представляють деякі гідравлічні опори на шляху руху повітря і тому, щоб мати перед двигуном атмосферний тиск, в багатьох випадках в систему вводять додатково нагнітаючий вентилятор. Рідина, протікаючи через насадку Вентурі, спочату зжимається, а потім розширяється і заповняє всю трубку. Через це коефіцієнт Вентурі майже на 30% перевищує розхід.

Витратоміри перемінного перепаду тиску

Витратоміри перемінного перепаду тиску складаються з трьох елементів: звужуючого пристрію, диференціального манометра і з'єднувальних ліній з запірною і запобіжною арматурами. Застосовуються наступні стандартні звужуючі пристрої: діафрагма, сопла, сопла Вентурі і труби Вентурі. Для виводу основного рівняння розходу рідини, протікающої через звужений пристрій, використовується рівняння Бернуллі. Площина порівнянь проводиться по осі трубопроводу. Втрати напору між січенням не враховується В цьому випадку рівняння Бернуллі матиме вигляд

(3.1)

Приймаючи до уваги a1 = a2 = 1,використовуючи рівняння нерозривності і враховуючи, що вирішується рівняння відносно v1:

(3.2)

Теоретична витрата в трубопроводі визначається за формулою

(3.3)

Рівняння залежить тільки від геометричних розмірів даного витратоміра і є постійною величиною:

(3.4)

Тоді рівняння витрати набуде вигляду

(3.5)

де С - постійна витратоміра.

При виведенні залежності (3.5) не враховувалися втрати енергії, тому фактична витрата буде меншою теоретичної. Ця невідповідність видатків характеризується коефіцієнтом витрати

(3.6)

Остаточна формула для визначення витрати приймає наступний вигляд:

(3.7)

де А - коефіцієнт витрати витратоміра,

(3.8)

Витікання рідини через отвори і насадки. Водозливи

Короткий патрубок, приєднаний до отвору в тонкій стінці, а так само коротка труба в товстій стінці, довжина яких не перевищує (3? 7d), називаються насадками.

Приєднання насадка до отвору того ж діаметру змінює характер перебігу. Це добре можна показати, застосовуючи рівняння Бернуллі до січень 1-1 і 2-2, а потім 1-1 і 3-3.

Як можна бачити (рис. 6.7), протягом рідини в насадці можна розділити на дві зони. Основна частина - це власне струмінь. Течія в області стиснутого перерізу (2-2), нестала. Воно виникає внаслідок того, що при видаленні повітря з цієї області на початку руху, тут утворюється зона розрідження. Величину вакууму легко вимірюють за допомогою вакуумметра будь-якої конструкції. Наявність вакууму всередині насадка, приєднаного до отвору, сприяє додатковому підсосу рідини і збільшення пропускної здатності отвори, що визначається за рівнянням Бернуллі для перерізів 1-1 і 2-2

Після підстановки значень визначається величина швидкості витікання через отвір при наявності насадка:

Як можна бачити, відбувається збільшення чинного напору на величину вакууму в області стиснутого перерізу. Якщо підставити значення вакууму для розглянутого зовнішнього циліндричного насадка hвак = 0,75 H, то величина швидкості витікання, а, отже, і витрати збільшиться в 1.32 рази, тобто на 32%.

При розгляді перерізів 1-1 і 3-3 будуть отримані формули. Так, на рис. 6.7 видно, що струмінь на виході з насадка займає весь переріз патрубка, тобто стиск на виході відсутній і коефіцієнт стиснення Eн = 1. У тому випадку, якщо струмінь не доходить до стінок патрубка, вакуум в стислому перерізі не утворюється, насадок не працює, витікання відбувається через отвір, і збільшення витрат немає. Для створення умов роботи насадка його довжина повинна бути не менше трьох розмірів отвору.

Отже, розрахункові формули для насадок мають такий вигляд:

Перелік посилань

http://www.ai08.org/index.php

http://edu.dvgups.ru/METDOC/ITS/GIDRA/GIDRAVL/METOD/AKIMOV/frame/3_1.htm

http://metadichka.ru/text/hydro1_6/page/2