Виток рідини з отворів

Розглянемо витік рідини, яка знаходиться під тиском , з резервуара крізь малий отвір, розташований на глибині , у повітряному просторі з тиском . Будемо мати на увазі, що бокові стінки резервуара і вільна поверхня знаходяться далеко до отвору і не впливають на приплив рідини до отвору, тому частинки рідини наближаються до нього з усього об’єму (рис. 7.21).

Рис. 7.21. Форма струминки при витоку з отвору

Струминка відривається від стінок біля кромки отвору і частково звужується. При цих умовах спостерігається так звана досконала звуженість струминки, тобто найбільша звуженість. На відстані, рівній одному діаметру отвору, струминка набирає циліндричної форми і тиск у неї стає рівним тиску оточуючого середовища.

Звуження струминки оцінюється коефіцієнтом звуження:

(7.34)

де – відповідно діаметр струминки й отвору.

Запишемо рівняння (7.8) для рухомої рідини в розрізах 1-1 і 2-2 (рис. 7.21):

(7.35)

де – коефіцієнт опору отвору.

З рівняння (7.35) визначимо швидкість течії:

(7.36)

де – розрахунковий перепад тиску;

– коефіцієнт швидкості.

Фактичні витрати рідини при течії дорівнюють:

(7.37)

де – коефіцієнт витрат.

Коефіцієнти залежать від форми отвору і числа

(7.38)

де – теоретична швидкість.

		j
		e
	m

Рис. 7.22. Залежність коефіцієнтів e, m, j від числа R e_т

Якщо на течію струменя впливають стінки або вільні поверхні, тобто коли розміри отвору співмірні з поперечними розмірами резервуара, то тоді буде недосконала звуженість струменя.

Рис. 7.23. Форма струминки при недоскональній звуженості

Наприклад, при течії малов’язкої рідини з циліндричного резервуара (рис. 7.23) коефіцієнт витрат

,

де а витрати рідини

де .

Коли виток рідини відбувається у простір, заповнений тією ж рідиною, такий виток називають витоком з затопленого отвору.

Витрати рідини у цьому випадку:

де (рис. 6.24).

Рис. 7.24. Течія в затоплений простір