Истечение жидкости через отверстия и насадки — решение задачи по гидравлике
В этой статье приведен пример решения задачи по механике жидкости и газа (гидравлике) по теме «истечение жидкости через отверстия и насадки». Условие задачи представлено ниже:
Из закрытого резервуара А через отверстие диаметром d1 = 15 мм вода с расходом Q = 1,2 л/c перетекает в резервуар B, а из него через коноидальный насадок диаметром d2 = 20 мм вытекает в атмосферу. Определить напоры H1 и H2, если давление p1 наповерхности резервуара A составляет 110000 Па.

Решение
Это задача на установившееся движение жидкости. То есть напоры H1 и H2 уже приняли такое значение, чтобы пропускать по системе требуемый расход Q, по условию равный 1,2 л/c. Этот расход вытекает из первого резервуара во второй, и он же вытекает в атмосферу, т.е. можно записать: Q1 = Q2 = Q.
Основной расчетной здесь будет формула для расхода жидкости, м3/c при истечении:

μ – табличное значение коэффициента расхода;
ω – площать сечения отверстия или насадка, м2;
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/c2;
H0 – напор истечения, м.
Рассмотрим истечение через коноидальный насадок (μ2 = 0,98)

В данном случае напор истечения H02 и будет равен уровню воды над насадком H2 . Поэтому H2 = 0,78 м.
Теперь рассмотрим истечение через затопленное отверстие из резервуара A в резервуар B (μ1 = 0,62).

Напор истечения H01 в данном случае — это разность в уровнях воды в резервуарах, а также разность в давлениях на поверхности жидкости. Применительно к данной задаче можно записать:

Ответ: H1 = 5,68 м и H2 = 0,78 м.