женная в § 1-3 п. с) предыдущей главы, приводит к следующему результату. Если W есть средняя скорость истечения в концевом сечении насадка, то скоростью в самом узком сечении струи будет , где а есть коэффициент сжатия струи. Следо-

кроме напора -,

теряется еще на-

11 И

вательно,

пор (а ~ j • Сумму обоих этих напоров следует приравнять высоте уровня жидкости в сосуде. Решив полученное уравнение относительно скорости, мы найдем коэффициент уменьшения скорости:

VI - 2а -Ь 2а2

Рис. 130. Насадок с острыми краями

с) При внезапном сужении в трубе (рис. 131), кроме падения давления в соответствии с уравнением Бернулли, возникает еще потеря давления, аналогичная рассмотренной в предыдущем пункте.

В самом деле, при переходе жидкости в суженную часть трубы происходит такое же сжатие струи, как и при истечении через насадок с острыми краями. Коэффициент сжатия струи, согласно Вейсбаху (Weisbach), равен

а = 0,63-

где Fx есть площадь поперечного сечения трубы до сужения, а Fq после сужения.

Если вслед за сужением поперечное сечение трубы опять расширяется (рис. 132), то происходит потеря давления

Измеряя разность давлений ро - pi, которая больше, чем разность Ро - Р2, можно определить количество жидкости, протекающей через трубу. Если отвлечься от небольших потерь, то согласно уравнению Бернулли,

Po-pi =

Если давления ро и pi измерены через отверстия, сделанные в стенке трубы до и после сужения, а коэффициент сжатия известен из других

Рис. 131. Внезапное сужение Рис. 132. Дроссельная шайба (диафрагма) трубы

опытов, то из только что составленного уравнения можно вычислить скорость Wo ДО сужения. Зная же скорость wq, мы можем определить секундный расход:

Q = FqWo-

Согласно Букингему (Е. Buckingham) в пределах между - = 0,05 и = о, 55 для определения а можно пользоваться формулой:

а = 0,598 + 0,395

При движении жидкости через короткие колена также происходит сжатие струи с последующим выравниванием скоростей. Потеря напо-

ра принимается равной где С есть коэффициент сопротивления,

определяемый для каждого отдельного случая опытным путем. Значение этого коэффициента для типичных случаев можно найти в инженерных справочниках или специальных курсах.

d) Постепенное сужение трубы влечет за собой очень незначительную потерю напора. Наоборот, при постепенном расширении потеря напора может оказаться много большей, так как при расширении потока возникают благоприятные условия для его отрыва от стенок. Восстановление давления, связанное с расширением трубы, всегда значительно больше при постепеннолм расширении, чем при внезапном. В случае так называемой трубки Вентури (рис. 133) потеря давления равна

Ро-Р2 = С(wi - wl),

где коэффициент С равен от 0,15 до 0,2. Трубка Вентури также используется для определения количества протекающей жидкости. Для этой

Сообщено Букингемом лично автору книги.

Рис. 133. Трубка Вентури

цели измеряются давление ро До сужения и давление pi в самом узком месте трубки. Вычисления ведутся так же, как и в случае диафрагмы, только теперь, при хорошей форме трубки коэффициент сжатия а может быть принят равным единице. Что касается коэффициента уменьшения скорости, то он не равен точно единице и, кроме того, зависит от степени равномерности притока. Поэтому в тех случаях, когда к трубке Вентури предъявляются высокие требования точности, рекомендуется ее предварительная тарировка. То же самое относится к дроссельной шайбе, изображенной на рис. 132.

Повышение давления р2 - Pi, возникающее при движении жидкости во внезапно или постепенно расширяющейся трубе, используется в так называемых струйных приборах (рис. 134) для всасывания или перекачки других жидкостей. В качестве примера укажем на водоструйный насос, позволяющий откачивать воздух до весьма значительного разрежения (для того чтобы разность р2 -pi сделалась равной одной атмосфере, необходима скорость wi и 20м/сек), далее на горелку Бунзена, в которой струя газа, вытекающая из специального насадка, засасывает воздух и смешивается с ним. Другим применением увлекающего действия расширяющейся струи является тяговая труба паровоза, в которой пар, вытекающий из цилиндров, засасывает продукты сгорания из дымовой камеры и таким путем поддерживает горение. Интересным примером струйного прибора является так называемый

Подробные сведения об измерении расхода можно найти в Handbuch der Experimentalphysik, т. IV, часть I, стр. 553 и далее (статья Miiller Н. und Peters Н., Geschwindigkeits und Mengenmessung von Flussigkeiten, см. также VDI - Durchflussmessregeln (DIN 1952, 4 изд., 1937). В случае вязких жидкостей влияние числа Рейнольдса делается очень заметным. Рациональные формы трубок для R 1000 приводятся в 5-м издании указанных «Правил»; см. также Witte R., VDI-Zeitschr., т. 87 (1943), стр. 289.

В советской литературе подробные сведения об измерении скоростей и давлений в воздушных потоках приводятся в книге: Попов С. Г., Измерение воздушных потоков, Москва, 1947. {Прим. перев.)