13. Истечение жидкостей через отверстия, насадки и водосливы
где a>i — скорость жидкости в аппарате; р2 — давление в среде, куда жидкость вытекает; w — искомая скорость истечения жидкости в отверстии; ? — коэф¬фициент местного сопротивления, учитывающий потерю напора в отверстии.
Если площадь сечения аппарата равна F м2, то по условию постоянства расхода имеем: wtF = wf; Wi = (f/F) w.
Решая уравнение (а), находим искомую скорость истечения жидкости через отверстие:
1+С-/*//"
(1.37)
причем Н = h + (pi — p2)/pg — полный напор; Н = h при рх = = Рг-
Если f F, то с достаточной степенью точности расчетов можно принять:
»= ^-r^rg V2gll = 4V2jH (1.37а)
Здесь ф = 1+? — коэффициент скорости истечения, изменяющийся в пределах 0,960—0,994 в зависимости от толщины днища.. Из выражения (1.37а) видно, что скорость истечения жидкости меньше скорости ее свободного падения ]/2gH.
Расход жидкости через отверстие оказывается, однако, меньше произведения fw, так как сечение вытекающей струи /с < /, особенно при истечении из отверстий в тонких стенках и с за¬остренными краями. Отношение площади сечения струи к площади отверстия fjf = в, называемое коэффициентом сжа¬тия струй, зависит не только от толщины стенки, но и от формы отверстия и его расположения относительно боковых стенок аппарата; на практике значения е для круглых отверстий дости¬гают 0,60—0,64. Таким образом, действительный расход жидкости при истечении из отверстия в дне сосуда выразится так: