Насадкою називається коротка трубка, поєднана з ємністю або трубопроводом і призначена для зміни параметрів закінчення, тобто швидкості витікання і витрати. Довжина насадка зазвичай дорівнює 3 - 4 його діаметрам.
При русі рідини через насадок (рис. 12.2), так само як і при русі через отвір, відбувається стиснення струменя. Так як стиснута частина струменя відділена від атмосфери насадкою, то між поверхнями струменя і насадка утворюється розрідження або вакуум.
Ріс.12.2. Витікання рідини через насадок
Освіта вакууму можна перевірити на досвіді, якщо до насадку приєднати скляну трубку і опустити її кінець в посудину з водою.
Крім того, наявність розрідження слід з рівняння Бернуллі. Запишемо рівняння Бернуллі для двох живих перетинів 1-1 і 2-2
Завдяки наявності вакууму насадок працює як своєрідний насос, додатково подсасивая рідина з ємності. Внаслідок цього витрата рідини через насадок у порівнянні з витратою через отвір збільшується.
У практиці застосовують насадки різних конструкцій (рис. 12.3): циліндричні, конічні і коноідальние.
Рис.12.3. Основні типи насадков:
а - циліндричний зовнішній; б - циліндричний внутрішній; в - циліндричний сходиться; г - конічний розходиться: д - коноідальний
Ціліндріческіенасадкі застосовують двох типів: зовнішні внутрішні. Для внутрішнього насадка витрата рідини трохи менше, ніж для зовнішнього. Це пояснюється великими втратами напору в місцевому опорі в зв'язку з гіршими умовами підходу рідини до насадку. Циліндричні насадки застосовуються, наприклад, в дамбах і греблях. Крім того отвори в товстій стінці фактично є циліндричним насадкою, наприклад пропускні отвори в поршні гідравлічного амортизатора.
Коніческіенасадкі застосовуються двох типів: сходяться і розходяться. Сходяться насадки застосовуються при необхідності отримати високі швидкості витікання рідини, наприклад, сопла турбін, пожежні наконечники і ін. Розходяться насадки застосовуються для зменшення швидкості витікання рідини (наприклад, в дощувальних апаратах, трубах під насипами і ін.).
Коноідальние насадки соплавиполняются за формою витікає струменя. Втрати напору в насадці будуть мінімальними, а витрата рідини - максимальним. Це вельми рас-рення тип насадка, так як він має коефіцієнт витрати, близький до одиниці і дуже малі втрати (коефіцієнт стиснення e = 1), а також стійкий режим течії без кавітації.
Іноді застосовують комбінацію сопла і дифузора (конічного розходиться насадка). Приставка дифузора до сопла тягне за собою зниження тиску у вузькому місці насадка, а отже, збільшення швидкості витрати рідини через нього. Тому при тому ж діаметрі вузького перетину, що і сопла, і тому ж напорі такий діффузорний насадок може дати значно більший витрата (збільшення до 2,5 рази), ніж сопло.
Однак такий насадок можна використовувати тільки при невеликих напорах: H = 1-4 м, так як інакше у вузькому місці насадка виникає кавітація.
Розрахунок закінчення через насадки проводиться за тими ж формулами, які використовуються для розрахунку витікання рідини через отвір у тонкій стінці, тільки значення коефіцієнтів закінчення приймаються іншими (табл. 12.1).
Середні значення коефіцієнтів закінчення для насадков
Принцип закінчення через насадки (рис. 12.4) може бути застосований для визначення витрати рідини. Для цього в кінці труби встановлюють циліндричний насадок, а перед ним - пьезометрические трубку. Витрата рідини буде пропорційний виміряному пьезометр-зації напору.
Мал. 12.4. Регулятор потоку закінчення
Таким чином, закінчення рідини через різні отвори і насадки характеризується тим, що в процесі витікання рідини запас потенційної енергії, якою володіє рідина в резервуарі, перетворюється з більшими чи меншими втратами в кінетичну енергію вільної струменя і крапель.
При теоретичному дослідженні витікання рідини основними питаннями є такі, як питання визначення швидкості витікання і витрати рідини і безрозмірних коефіцієнтів закінчення.
Буде корисно почитати по темі: