Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
5.4 Гидравлический расчет v - образного насадка потокообразователя
Исследования показали [42], что для возбуждения поверхностного слоя акватории на лесосплавных рейдах более эффективным, по сравнению с обычным прямоточным насадком потокообразователя, являются V – образные насадки. Размеры возбужденного поля могут регулироваться величиной расхода, истекающего из сопла насадка. В связи с этим возникает необходимость гидравлического расчета V – образного насадка (рисунок 5.7).
Решение поставленной задачи можно вести тремя путями.
Первый - используя уравнение Бернулли для различных сечений, второй - используя уравнение количества движения и третий - используя уравнение баланса мощностей потока жидкости. В поставленной задаче воспользуемся уравнением баланса мощностей,
Уравнение баланса мощностей запишется
(5.23)
Применительно к рассматриваемому узлу деления потока, определяемому сечениями В-1-2, уравнение (5.23) запишется
(5.24)
Обозначим: Q – расход в подводящем патрубке насадка; Q1, Q2 –расходы в ответвлениях; S – площадь сечений подводящего патрубка и ответвлений; σ1, σ2 – площадь выходных сечений патрубков; H, H1, H2 – полная энергия (напор) в соответствующих сечениях; ΔH1, ΔH2 – потери напора (энергии) в ответвлениях; r – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.
С учетом напоров в сечениях 1-1, 2-2, 1' - 1' , 2' - 2' уравнение (5.24) запишется
(5.25)
Рисунок 5.7 Расчетная схема
Преобразуем правую часть уравнения (5.25)
(5.25а)
Величины напоров Н, Н1, Н2 в уравнение баланса (5.24) и (5.25) определим, воспользовавшись уравнением Бернулли.
Уравнение Бернулли для сечений А-А и В-В запишется
для сечении 1 - 1 и 1' - 1'
(5.26)
для сечений 2 - 2 и 2' - 2'
(5.27)
Из уравнения Бернулли получим
(5.28)
С учетом значений (5.25а), (5.27), (5.28), (5.29) уравнение (5.25) запишется
(5.29)
После умножения левой и правой части уравнения (5.29) на величину 2gS2/Q2 и введения обозначения постоянных параметров в круглых скобках уравнение (5.29) через К и K1 получим
(5.30)
Введем обозначение Q2/Q1 = β, получим
(5.31)
С учетом значений (5.31) из уравнения баланса мощностей (5.30) получим
(5.32)
Решая уравнение (5.32) относительно Q, Q1, Q2, получим
(5.33)
(5.34)
Полученные уравнения дают возможность выполнить гидравлический расчет V – образного насадка.