Якщо скласти рівняння Бернуллі для стисненого перерізу ^ 1-1 і перетину за насадком 2-2 і перетворити його, то можна отримати падіння тиску всередині насадка
P 2 - P 1 0,75 Hg с (18 )
При деякому критичному напорі Н кр абсолютний тиск всередині насадка (перетин 1-1) стає рівним нулю ( P 1 =0), і тому
(19)
Отже, при Н> Н кр тиск P 1 мало б стати негативним, але так як в рідинах негативних тисків не буває, то перший режим руху стає неможливим. Тому при Н Нкр відбувається зміна режиму закінчення, перехід від першого режиму до другого.
Другий режим характеризується тим, що струмінь після стиснення вже не розширюється, а зберігає циліндричну форму і переміщається усередині насадка, не стикаючись з його стінками. Закінчення стає точно таким же, як і з отвору в тонкій стінці, з тими ж значеннями коефіцієнтів. Отже, при переході від першого режиму до другого швидкість зростає, а витрата зменшується завдяки стисненню струменя.
При закінченні через циліндричний насадок під рівень перший режим витікання не відрізнятиметься від описаного вище. Але при Н> Н кр переходу до другого режиму не відбувається, а починається кавітаційний режим.
Таким чином, зовнішній циліндричний насадок має суттєві недоліки: на першому режимі - великий опір і недостатньо високий коефіцієнт витрати, а на другому - дуже низький коефіцієнт витрати. Недоліком також є можливість кавітації при закінченні під рівень.
5. Витікання через отвори і насадки при змінному напорі (спорожнення судин)
Розглянемо випадок спорожнення відкритого в атмосферу судини при постійно уменьшающемся напорі, при якому протягом є несталому.
Однак якщо напір, а отже, і швидкість закінчення змінюються повільно, то рух в кожен момент часу можна розглядати як усталене, і для вирішення завдання застосувати рівняння Бернуллі.
Позначимо змінну висоту рівня рідини в посудині за h , площа перерізу резервуара на цьому рівні S , площа отвору S про , і взявши нескінченно малий відрізок часу dt , можна записати наступне рівняння обсягів:
(20)
де dh - зміна рівня рідини за час dt .
Звідси час повного спорожнення судини висотою Н
(21)
6. Закінчення-під затвора в горизонтальному лотку
У багатьох водозабірних та водопропускних гідротехнічних спорудах витрати води проходять через отвори, що перекриваються затворами. Затвори піднімають на певну висоту над дном і пропускають через отвори необхідні витрати. Найчастіше на гідромеліоративних спорудах влаштовують отвори прямокутного перерізу, витікання з яких і розглянемо.
Отвори можуть бути незатопленими (витікання вільне) і затопленими, коли рівень води за затвором впливає на витікання.
Якщо отвір незатопленого, то випливає з-під затвора струмінь знаходиться під атмосферним тиском.
Коли затвор піднятий над дном, що випливає з-під нього струмінь відчуває стиснення у ...
