Грыжи и грыжесечение при интравагинальных грыжах (стр. 2 из 5)

где φ – коэффициент скорости;

Нпр – приведенный напор.

Приведенный напор зависит от перепада давлений на свободной поверхности жидкости и в среде, в которую происходит истечение,

где Н – геометрический напор над центром тяжести отверстия или насадка;

р0, рср – давление соответственно на свободной поверхности жидкости и в среде, в которую происходит истечение.

При истечении жидкости из открытых резервуаров в атмосферу Нпр=Н.

Расход жидкости при истечении через отверстия и насадки

где μ – коэффициент расхода.

Определим скорость струи в сжатом сечении и расход для двух случаев:

а) резервуар заполнен полностью.

Нпр=Н=D.

Для цилиндрического внутреннего насадка φ=0,71, μ=0,71.

б) резервуар заполнен до половины.

Нпр=Н=D/2

При истечении жидкости при переменном напоре часто требуется определить время для наполнения или опорожнения резервуара.

В общем случае, когда резервуар имеет произвольные очертания, время опорожнения t части резервуара может быть определено методами численного интегрирования выражения

где Ω – площадь горизонтального сечения резервуара;

dh – изменение уровня жидкости в резервуаре за бесконечно малый промежуток времени dt;

h – текущее значение уровня жидкости в резервуаре;

H1, H2 – уровень жидкости в резервуаре соответственно в начальный и конечный моменты времени;

Qп – расход жидкости, поступающий в резервуар.

В случаях сосудов шарообразной формы при отсутствии притока (Qп=0) интеграл имеет решение:

где tп – время полного опорожнения, а tч – время частичного опорожнения.

Время полного опорожнения:

Время опорожнения верхней половины:

Время опорожнения нижней половины:

4. Гидравлические струи. Силовое воздействие струи на преграду

Рассчитать параметры свободной затопленной струи жидкости в четырех сечениях: при x’=0 (начальное сечение), x’=xн (переходное сечение), x’=2xн, x’=4xн. Параметры определить для двух типов струи: плоской и круглой. Для плоской струи половина высоты отверстия b0, а его ширина l0=20b0. Для круглой струи радиус отверстия r0. Построить эпюры распределения скоростей в струе жидкости для указанных сечений.

Определить силовое воздействие круглой струи на плоскую твердую границу породы пласта для 2-х случаев: струя вытекает из отверстия долота перпендикулярно и под углом a к породе. Найти силу давления струи на породу в направлении действия струи и нормальную силу давления. Как изменятся силы, если к отверстию присоединить насадки: цилиндрический внешний и коноидальный

Схема движения свободной затопленной турбулентной струи

Основные расчетные зависимости для круглых и плоских свободных затопленных турбулентных струй

Параметр	Круглая струя	Плоская струя
Коэффициент турбулентной структуры a	0,08	0,09-0,12
Половина угла расширения b	3,4a	2,4a
Расстояние от полюса до начального сечения x0
Длина начального участка xн
Радиус R или полутолщина B струи
Скорость на оси основного участка струи umax
Расход на основном участке Q

Скорость в начальном сечении u0 определим по формуле

d=r/rв => r=d*rв с учетом этой формулы

С учетом исходных данных найдем

Формула для определения расхода струи в начальном сечении

2 = 0,62*10-3 м2 (для круглой струи)

(для плоской струи)

(для круглой струи)

(для плоской струи)

Коэффициент турбулентной структуры a: для круглой струи равен 0,08; для плоской принимаем 0,1.

Половина угла расширения b: для круглой струи 3,4*a=3,4*0,08=0,272; для плоской 2,4*а=2,4*0,1=0,24.

Расстояние от полюса до начального сечения x0: для круглой струи 0,29*r0/a=0,29*14/0,08=50,75 мм; для плоской струи 0,41*b0/a=0,41*14/0,1=57,4 мм.

Длина начального участка xн: для круглой струи 0,67*r0/a=0,67*14/0,08=117,25 мм; для плоской струи 1,03*b0/a=1,03*14/0,1=144,2 мм.

Расчетные значения радиуса r или полутолщины струи B, скорости на оси основного участка струи umax, расхода на основном участке Q представлены в таблице 2.

Таблица №2

Сечения	Плоская струя			Круглая струя
B м	umax, м/с	Q*10-3, м3/с	R м	umax, м/с	Q*10-3, м3/с
Переходное сечение X'=Xн	0,04	14,46	104,4	0,03	14,46	12,04
X'=2Xн	0,07	11,04	136,73	0,06	8,52	20,44
X'=4Xн	0,12	8,15	185,17	0,10	4,67	37,24

Поперечные профили распределения скоростей в сечениях струи рассчитывают по формуле u=umax(1 - h1,5)2. Радиус R или полутолщину струи В разбивают на отрезки через 0,2h. Результаты расчетов представлены в таблицах №3 и №4.

Таблица № 3

Сечения	Параметры плоской струи	Относительное расстояние от рассматриваемой точки до оси струи 
Сечения	Параметры плоской струи	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
Переходное сечение	Скорость струи в точке u, м/с	14,46	11,99	8,07	4,14	1,17	0,00
Переходное сечение	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,008	0,016	0,024	0,032	0,04
x’=2xн	Скорость струи в точке u, м/с	11,04	9,15	6,16	3,16	0,89	0,00
x’=2xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,014	0,028	0,042	0,056	0,07
x’=4xн	Скорость струи в точке u, м/с	8,15	6,76	4,55	2,33	0,66	0,00
x’=4xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,024	0,048	0,072	0,096	0,12

Таблица №4

Сечения	Параметры круглой струи	Относительное расстояние от рассматриваемой точки до оси струи 
Сечения	Параметры круглой струи	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1
Переходное сечение	Скорость струи в точке u, м/с	14,46	11,99	8,07	4,14	1,17	0,00
Переходное сечение	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,006	0,012	0,018	0,024	0,03
x’=2xн	Скорость струи в точке u, м/с	8,52	7,06	4,75	2,44	0,69	0,00
x’=2xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,012	0,024	0,036	0,048	0,06
x’=4xн	Скорость струи в точке u, м/с	4,67	3,87	2,61	1,34	0,38	0,00
x’=4xн	Абсолютное расстояние от точки до оси струи B, м	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1

Силовое воздействие круглой струи на твердую преграду рассчитывают при тех же исходных данных по формулам: струя вытекает из отверстия перпендикулярно к породе Pкр=kнrw0u02, под углом a к породе Pкр=kнrw0u02sin2a, PN кр=kнrw0u02sina.