[理學(xué)]第五章_孔口、管嘴有壓管道恒定流動(dòng)-展示頁
2025-03-31 06:40本頁面
【正文】 的圓管時(shí) 。 大孔口出流 薄壁孔口的淹沒出流 以孔口中心線為基準(zhǔn)線 ， 在上下游自由液面 2兩斷面間列能量方程 gggpHgpH cc222222212222221111?????????? ???????gppHHH222221121210 ???????????令 ：液體經(jīng)孔口處的局部阻力系數(shù) ：液體在收縮斷面之后突然擴(kuò)大的局部阻力系數(shù) 1?2?11 222 ??? )( AA c?若 ， 則 。 具體的流量系數(shù)與小孔口出流不同。 大孔口出流的流量公式形式不變。 ?流量系數(shù)是流速系數(shù)與小孔口斷面收縮系數(shù)的乘積 ??? ?bl 32 ?al 31 ?1l2la b 完全收縮 非 完 全 收 縮 無收縮 ? 孔口形狀和邊緣情況， 對(duì)流量系數(shù)的影響不大。 ~??~?? ~??AAc?? ??? ?孔口出流量 ： 00 22 gHAgHAAQ cc ???? ???其中， 稱為收縮系數(shù)， 稱為流量系數(shù)。 管嘴出流的能量損失只考慮局部損失 ， 如果管嘴再長(zhǎng) ， 以致必須考慮沿程損失時(shí)就是短管了 。 否則就是厚壁出流 ， 孔壁參與出流的收縮 ， 但收縮斷面還是在流出孔口后形成 。 收縮斷面 H H0 O O C A AC D C vC v0 gv2200? 孔口 、 管嘴出流的分類 恒定出流 、 非恒定出流； H是否隨時(shí)間發(fā)生變化 自由出流 、 淹沒出流；是否流入大氣 孔口 、 管嘴出流的分類 薄壁出流 、 厚壁出流 。? 本章在定量分析沿程水頭損失和局部水頭損失的基礎(chǔ)上，對(duì)工程實(shí)際中最常見的孔口、管嘴出流及有壓管流進(jìn)行水力計(jì)算。 第五章 孔口、管嘴出流與有壓管流 孔口出流：在盛有流體的容器上開孔后 ， 流體會(huì)通過孔口流出容器 ， 稱這種流動(dòng)為孔口出流 孔口及管嘴的恒定出流 管嘴出流：在容器孔口處接上斷面與孔口形狀相同 、 長(zhǎng)度為 3~4倍管徑尺寸的短管 ， 形成的流動(dòng) 液體從孔口以射流狀態(tài)流出 ， 流線不能在孔口處急劇改變方向 ， 而會(huì)在流出孔口后在孔口附近形成收縮斷面 ， 此斷面可視為處在漸變流段中 ，其上壓強(qiáng)均勻 。 薄壁出流就是銳緣孔口出流 ， 流體與孔壁只有周線上接觸 ， 孔壁厚度不影響射流形態(tài) 。 小孔口出流 、 大孔口出流 （ 按 D / H 是否小于等于 ） ； 如果壁厚達(dá)到 3～ 4D， 孔口就可以稱為管嘴 ， 收縮斷面將會(huì)在管嘴內(nèi)形成 ， 而后再擴(kuò)展成滿流流出管嘴 。 ecccAAA hgpgHp ?????2222 ??????ghhcme22????出流速度及流量的計(jì)算 對(duì) A— A液面與 C— C斷面列能量方程： gppHH AACA220??? ????若令 00 221 gHgHcc ???? ???出口流速： gHcc 2)(20??? ??H0稱為作用水頭 ， 是促使出流的全部能量 ， 包括 A、 C間的位差 、 壓差和上游速度頭 ， 稱為流速系數(shù) 。 由于邊壁的整流作用 ， 它的存在會(huì)影響收縮系數(shù) ， 故有完全收縮與非完全收縮之分 ， 視孔口邊緣與容器邊壁距離與孔口尺寸之比的大小而定 ， 大于 3則可認(rèn)為完全收縮 。 孔口的位置， 對(duì)流量系數(shù)的影響不大。 相應(yīng)的水頭近似取孔口形心處的值。 小孔口淹沒出流的相應(yīng)公式只需將作用總水頭改成孔口上下游水位差即可 。 021 ?? ??021 ?? pp HH ?002 gHAQ ??流量 ： 001021221 121 gHgHgHc ????? ????? — 淹沒出流速度系數(shù) ?（ 1） 計(jì)算公式一樣，各項(xiàng)系數(shù)值相同，但要注意， 流速系數(shù)含義不同 ； 淹沒出流 自由出流 比較孔口自由出流與淹沒出流？ ?自由出流 ?淹沒出流 若 00 ?v 00 ?? app)2()2(22222211110 gvpHgvpHH ???? ??????若容器也是封閉的 若 021 ?? vv 021 ??? appp210 HHH ???? 02000pg2vHH ???液面相對(duì)壓強(qiáng)為 p0 （ 2） 作用水頭不同： HH ?0 厚壁孔口出流與薄壁孔口出流的差別在于收縮系數(shù)和邊壁性質(zhì)有關(guān) ， 注意到收縮系數(shù)定義中的 A為孔口外側(cè)面積 ， 容易看出孔邊修圓后 ， 收縮減小 ， 收縮系數(shù)和流量系數(shù)都增大 。 特點(diǎn)：收縮斷面在管嘴內(nèi)形成 ， 而后再擴(kuò)展成滿流流出管嘴 1．基本公式 取通過管嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列漸變流斷面 11和 22的能量方程 gvnwhgvwhgvgvHH22202211222222110??????????,其中 為管嘴局部阻力系數(shù) ， 相當(dāng)于管道進(jìn)口的局部阻力系數(shù) ， 一般取 ， n??n? 02 gHv n??0022gHAgHAQnn????C D 3～ 4D v C vc 管嘴出流的局部損失由兩部分組成 ， 即孔口的局部水頭損失及收縮斷面后擴(kuò)展產(chǎn)生的局部損失 ， 水頭損失大于孔口出流 。 D 3～ 4D v C vc C 在相同的作用水頭下，同樣斷面積的管嘴的過流能力是孔口的。 0. 82? ?gvsgvg cvccp222222222 ???? ???02]22)11(2[ Hnccp ?????? ???? Hcp ???2．收縮斷面壓強(qiáng) 列漸變流收縮斷面 cc和出口斷面 22的能量方程 將各項(xiàng)系數(shù)， ， ， 代入得 說明收縮斷面存在真空，真空度為 ，而孔口收縮斷面在大氣中，真空的抽吸作用使管嘴流量
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