工程流體力學(xué)課件5孔口、管嘴出流及有壓管流-資料下載頁
2024-12-08 09:00本頁面
【正文】 壓強(qiáng)急劇升高和降低的交替變化 ，這種現(xiàn)象稱為水擊。升壓和降壓交替進(jìn)行時(shí)，對(duì)于管壁和閥門的作用如同錘擊一樣，因此 水擊也稱為水錘 。 水擊現(xiàn)象是一種典型的有壓管道非恒定流問題，在水擊現(xiàn)象中，由于壓強(qiáng)變化急劇，必須考慮流體的壓縮性及管道的彈性。 第五節(jié) 水擊現(xiàn)象及其預(yù)防 水擊的危害 ： 輕微時(shí)引起 噪聲和管路振動(dòng) ；嚴(yán) 重時(shí)則造成 閥門損壞 ，管路接頭斷開，甚至引起 管路的 爆裂 。 水擊引起的壓強(qiáng)降低，使管內(nèi)形 成真空，有可能使 管路扁縮 而損壞 。 有壓管道流動(dòng)的流量突變 流速突變 由于流動(dòng)的慣性，造成壓強(qiáng)大幅波動(dòng) 水擊現(xiàn)象的大致描述： 流體的壓縮性和管道的彈性使波動(dòng)在管道中以有限的速度傳播 Δp 以閥門突然關(guān)閉為例，將有一個(gè) 增壓、增密度、增管道斷面積、減流速 的過程從閥門向上游傳播，壓強(qiáng)、流速、密度、管道斷面積的間斷面在管道中運(yùn)動(dòng)，這就是水擊波。 水擊危害的預(yù)防 （ 1）延長(zhǎng)閥門關(guān)閉 時(shí)間 ； （ 2）縮短管路 長(zhǎng)度 ； （ 3）在管路系統(tǒng)的適當(dāng)位置裝設(shè) 蓄能器 （空氣罐或安全閥）； （ 4）在管路上裝設(shè) 調(diào)壓塔 。 水擊的利用 例如， 水擊泵 便是利用水擊原理設(shè)計(jì)的一種 無動(dòng)力揚(yáng)水 設(shè)備 ，這種設(shè)備對(duì)于無動(dòng)力和電源的地方是很方便的。 本章作業(yè) 習(xí)題 ， 習(xí)題 ， 習(xí)題 ， 習(xí)題 第五章習(xí)題解答 薄壁孔口出流，直徑 d=2cm，水箱水位恒定 H=2m。求 孔口流量 Q； 此孔口外接圓柱形管嘴的流量 Qn。 管嘴收縮斷面的真空。 解： ? ? slggHAQ 4 2 ????? ?? ? ? slggHAQnn 2 ????? ??mHgp v ?????kPaPap v ??解： 如圖所示水箱用隔板分為左右兩個(gè)水箱，隔板上開一直徑 d1=40mm的薄壁小孔口，水箱底接一直徑 d 2=30mm的外管嘴，管嘴長(zhǎng) l=,H1=3m。試求在恒定出流時(shí)的水深 H2和水箱出流流量 Q1， Q2。 ? ?? ?? ?? ?424222222222111??????????????HlHgAQHgHHgAQn????解： 如圖所示虹吸管，上下游水池的水位差 H=，管長(zhǎng)LAC=15m,LCB=25m，管徑 d=200mm,沿程阻力系數(shù) λ =，入口局部阻力系數(shù) ξ c=，各彎頭局部阻力系數(shù) ，管頂允許真空度 7m，求通過流量及最大允許超高 hs。 最大允許超高： smgHdlvbeAB/131 ????????smvAQ /0 7 9 3??? ? mhgp vv 7????mgvdlgphACACvs5 9 3 5 3 9 )15(72)(2????????????? ? ???? 如圖已知水泵的功率 N=25kW，流量 Q=60L/s，水泵的效率 η p=75%,L1=8m,L2=50m,d1=250mm,d2=200mm, λ =,底閥 ξ =，一個(gè)彎頭 ξ =，閥門 ξ =，逆止閥 ξ =，水泵的允許真空度 [hv]=6m,求： 水泵的安裝高度 zs。 水泵的提水高度 Hg. 解： smAQv / 211 ????smAQv / 222 ????以水池水面為基準(zhǔn)面 0－ 0， 先對(duì) 0－ 0與水泵進(jìn)口前 1－ 1列能量方程： 仍以水池水面為基準(zhǔn)面 0－ 0，對(duì) 0－ 0與水塔水面 2－ 2列能量方程： 10211200 ??????? wsa hgvgpzgp??mgvdlhhgvg ppz bfvvwas )1(2 211110211 ??????????? ? ????2022000 ???????? wgt hHH 20 ??? wtg hHHptg Q HN???? mgQNH pt ?????????mgvdlgvdlh bsvvbfvw )(2)(22220211120 ???????????? ????????mH g ?
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