資源描述：
《孔口管嘴出流與有壓管流》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第7章孔口管嘴出流與有壓管流§7.1孔口出流（掌握）§7.2管嘴出流（掌握）§7.3短管的水力計算（掌握）§7.4長管的水力計算（掌握）§7.5有壓管道的水擊（了解）§7.6離心泵的原理和選用（自學(xué)）§7.1孔口出流在容器壁上開孔，流體經(jīng)孔口流出的水力現(xiàn)象稱為孔口出流，孔口出流損失只計局部損失。§7.1.1薄壁小孔口恒定出流孔口出流的分類1、按d/H的比值大小分為：d/H<=0.1小孔口，此時認(rèn)為斷面上各點的作用水頭相等d/H>0.1大孔口2、按容器中的流體量是否能得到不斷補充分為：恒定出流和非恒定出流3、按孔厚度及形狀對出流的影響分為：薄壁孔口：容器壁厚與孔口直徑之比小于二分
2、之一時，水流與孔壁僅在一條周線上接觸，其厚度對流動不產(chǎn)生顯著影響，經(jīng)過孔口的出流形成射流狀態(tài)厚壁孔口：若孔壁厚度和形狀促使流股收縮后又?jǐn)U開，與孔壁接觸形成面而不是線4、按孔口是否流入大氣中分為：自由出流和淹沒出流7.1.1薄壁小孔口的恒定出流1、自由出流斷面1-1和收縮斷面C-C，列能量方程考慮到：1）小孔口自由出流，則有；2）水箱中的微小水頭損失可忽略不計，主要是流經(jīng)孔口的局部水頭損失。則有：令11自由出流代入得，孔口的流量為：收縮系數(shù)：是指收縮斷面面積與孔口斷面面積之比；作用水頭，水面至孔口形心的水深,當(dāng)時，孔口局部水頭損失系數(shù),流速系數(shù),流量系數(shù),2、淹沒出流作用水頭，為
3、兩水頭面的水位差；孔口局部水頭損失系數(shù),水流自收縮斷面突然擴大的局部水頭損失系數(shù),流速系數(shù)流量系數(shù)，淹沒出流3的影響因素1）孔口形狀對的影響實驗證明，對于小孔口，不同形狀孔口的流量系數(shù)影響不大。2）孔口邊緣情況對的影響孔口邊緣情況對收縮系數(shù)會有影響：薄壁孔口的收縮系數(shù)最小（），圓邊孔口收縮系數(shù)較大，甚至等于1。3孔口出流的各項系數(shù)全部收縮孔口：當(dāng)孔口的全部邊界都不與相鄰的容器底邊和側(cè)邊重合時，孔口出流時的四周流線都發(fā)生收縮，這種孔口稱為全部收縮孔口(如A,B)。否則稱為部分收縮（如C,D）。全部收縮孔口又分完善收縮和不完善收縮。全部完善收縮：凡孔口與相鄰壁面的距離大于同方向孔口
4、尺寸的3倍（L>3a或L>3b），孔口出流的收縮不受距壁面遠(yuǎn)近的影響，這就是完善收縮(如A)，各項系數(shù)如表7-1。全部不完善收縮：不滿足上述條件的孔口出流為不完善收縮(如B)。§7.1.2孔口的變水頭出流孔口出流過程中，容器內(nèi)水位隨時間變化，導(dǎo)致孔口的流量隨時間變化的流動，稱為孔口的變水頭出流。某時刻容器中水面高度為h，微小時段dt內(nèi)，孔口自由出流時體積的變化量：該時段容器減少的體積為:變水頭出流例7.1貯水罐底面積，貯水深4m，由于銹蝕，距罐底0.2m處形成一個直徑為5mm的孔洞，試求：（1）水位恒定，一晝夜的漏水量；（2）因漏水水位下降，一晝夜的漏水量。解：（1）水位恒定，
5、一晝夜的漏水量可按薄壁孔口恒定自由出流計算，代入公式其中所以解：（2）因漏水水位下降，一晝夜的漏水量按孔口變水頭出流計算其中所以解得因此一晝夜的漏水量為：§7.2管嘴出流在孔口周邊連接一長為3～4倍孔徑的短管，水經(jīng)過短管并在出口斷面滿管流出的水力現(xiàn)象，稱為管嘴出流?！?.2.1圓柱形外管嘴恒定出流在相同水頭的作用下，同樣斷面面積的管嘴的過流能力是孔口的1.32倍。管嘴的局部水頭損失系數(shù)§7.2.2圓柱形外管嘴的真空（cc和出口斷面11的伯努利方程）圓柱形管嘴收縮斷面處真空度可達(dá)作用水頭的0.75倍。相當(dāng)于把管嘴的作用水頭增大了75%。這就是相同直徑、相同作用水頭下的圓柱形外管嘴
6、的流量比孔口大的原因。§7.2.3圓柱形外管嘴的正常工作條件（1）作用水頭 ，這是因為當(dāng)收縮斷面的真空高度超過7m水柱時，空氣會被吸入，管嘴不能保持滿管出流；（2）管嘴長度,如果管嘴長度太短，不能形成真空，如果管嘴長度太長，則要計入沿程水頭損失，成為了短管而非管嘴?！?.3短管水力計算有壓管道分為短管和長管。短管是沿程水頭損失和局部水頭損失都不可忽略的管道；長管是指水頭損失以沿程水頭損失為主，忽略流速水頭和局部水頭損失的管道?！?.3.1基本公式1.自由出流2.淹沒出流其中含有管道出口水頭損失系數(shù)§7.3.2水力計算問題1.已知作用水頭、管道長度、直徑，管材（管道壁面的粗
7、糙情況），局部阻礙的組成，求流量。2.已知流量，管道長度、直徑，管材（管道壁面的粗糙情況），局部阻礙的組成，求水頭。3.已知流量，作用水頭，管道長度、管材（管道壁面的粗糙情況），局部阻礙的組成，求直徑。一、虹吸管的水力計算（例7-2）由于虹吸管一部分管段高出上游水面，必然存在真空段。真空的存在將使溶解在水中的空氣分離出來。隨著真空度的增大，分離出來的空氣量會急驟增加。工程上，為保證虹吸管能通過設(shè)計流量，一般限制管中最大真空度不超過允許值[hv]=7～8.5m水柱)。以避免氣蝕破壞。這是虹吸管
