Контрактная вена

Контрактная вена — это точка в потоке жидкости, где диаметр потока наименьший, а скорость жидкости максимальна, например, в случае потока, выходящего из сопла ( отверстия ) . ( Еванджелиста Торричелли , 1643). Это место, где площадь поперечного сечения минимальна. Максимальное сжатие происходит на участке немного ниже отверстия, где струя более или менее горизонтальна.

Эффект также наблюдается при течении из резервуара в трубу или при внезапном уменьшении диаметра трубы. Линии тока сходятся сразу за местом изменения диаметра, а область отрыва потока возникает в остром углу изменения диаметра и простирается за пределы контрактной вены.

Формирование контрактной вены можно увидеть с помощью вентуриметра . ^[1]

Объяснение

Причина этого явления в том, что линии тока жидкости не могут резко изменить направление. В случае как свободной струи, так и внезапного изменения диаметра трубы линии тока не могут точно следовать за острым углом в стенке трубы/резервуара. Сходящиеся линии тока следуют по плавной траектории, что приводит к сужению струи (или потока в первичной трубе).

Эхокардиография

Измерение контрактной вены полезно при эхокардиографии , где оно описывает наименьшую область струи кровотока на выходе из сердечного клапана. Это соответствует эффективной площади отверстия (EOA), рассчитанной для сердечных клапанов с использованием уравнения непрерывности.

Ружья

Vena Contracta — термин, используемый несколькими английскими производителями ружей 19 и 20 веков. Стволы спортивных ружей сильно сужались от казенной части к дульному срезу. Таким образом, ружье с казенной частью 12 калибра будет иметь дульную часть 20 калибра. Идея заключалась в том, чтобы сохранить преимущества мощного дробовика большого калибра, сохранив при этом меньшую отдачу и легкую маневренность дробовика малого калибра. Несколько ведущих фирм построили этот тип ружья, но оно оказалось непопулярным, и большинство из них было возвращено производителям для изготовления стволов большого диаметра. Для большинства стрелков, возможно, идея поместить патрон 12-го калибра в ствол 20-го калибра была слишком «взрывоопасной». Полностью функционирующие примеры сейчас редки, хотя они по-прежнему не пользуются большим спросом. ^{[ нужна ссылка ]}

Коэффициент сжатия

Коэффициент сокращения определяется как отношение площади струи контрактной вены к площади ее отверстия.

C _c = Площадь контрактной вены/Площадь отверстия.

Типичное значение можно принять равным 0,611 для острого отверстия (концентрического канала потока). ^[2]^[3] Чем меньше значение, тем больший эффект оказывает контрактная вена.

См. также

Уравнение Борда-Карно

Ссылки

^ Элигопроекты (30 октября 2018 г.). «Что такое Вентуриметр? Строительство и работа» . Элигопроекты . Проверено 17 декабря 2019 г.
^ Линхард, Дж. Х. (1 марта 1984 г.). «Коэффициенты скорости для свободных струй из отверстий с острыми краями» (PDF) . Журнал гидротехники . 106 (1): 13–17. Бибкод : 1984ATJFE.106...13L . дои : 10.1115/1.3242391 . ISSN 0098-2202 .
^ Катоподес, Николаос Д. (21 августа 2018 г.). Течение со свободной поверхностью. Механика окружающей среды . Кидлингтон, Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. п. 512. ИСБН 978-0-12-816251-4 . OCLC 1049568159 .

Фалькович, Г. (2011). Механика жидкости, краткий курс для физиков . Издательство Кембриджского университета. п. 11 и упражнение 1.3. ISBN 978-1-107-00575-4 .

[1] Элигопроекты (30 октября 2018 г.). «Что такое Вентуриметр? Строительство и работа» . Элигопроекты . Проверено 17 декабря 2019 г.

[2] Линхард, Дж. Х. (1 марта 1984 г.). «Коэффициенты скорости для свободных струй из отверстий с острыми краями» (PDF) . Журнал гидротехники . 106 (1): 13–17. Бибкод : 1984ATJFE.106...13L . дои : 10.1115/1.3242391 . ISSN 0098-2202 .

[3] Катоподес, Николаос Д. (21 августа 2018 г.). Течение со свободной поверхностью. Механика окружающей среды . Кидлингтон, Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн. п. 512. ИСБН 978-0-12-816251-4 . OCLC 1049568159 .

[1]

[2]

[3]