孔口管嘴出流及有压管流课件.ppt

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1、第6章孔口、管嘴及有压管流工程实例高压管嘴喷嘴主要内容孔口出流管嘴恒定出流短管的水力计算长管的水力计算离心式水泵及其水力计算知识点与难点★本章所用知识点连续性方程能量方程沿程水头损失局部水头损失★重点掌握孔口、管嘴恒定出流的水力计算有压管路恒定流动的水力计算离心式水泵的水力计算概述孔口小孔口大孔口管嘴管路短管长管简单管路复杂管路※复杂管路串联管路并联管路管网枝状管网环状管网孔口的分类及其与管嘴、管流的关系小孔口出流、大孔口出流（按H/d是否大于10来判定）恒定出流、非恒定出流淹没出流、非淹没出流薄壁出流、厚壁出流如果壁厚达到3～4d，孔口就可以

2、称为管嘴，收缩断面将会在管嘴内形成，而后再扩展成满流流出管嘴。管嘴出流的能量损失只考虑局部损失。如果管嘴再长，以致必须考虑沿程损失时就是短管了。液体从孔口以射流状态流出，流线不能在孔口处急剧改变方向，而会在流出孔口后在孔口附近形成收缩断面，此断面可视为处在渐变流段中，其上压强均匀。§6—1孔口出流HH0OOCAACDCvCv0一.孔口出流的计算计算特点：出流特点：收缩现象1.自由式出流从1→C建立伯努利方程，有式中：为孔口流速系数，对于小孔口，式中：、分别为孔口收缩系数和流量系数由于边壁的整流作用，它的存在会影响收缩系数，故有完全收缩与非完全收

3、缩之分，视孔口边缘与容器边壁距离与孔口尺寸之比的大小而定，大于3则可认为完全收缩。流量系数是流速系数与小孔口断面收缩系数的乘积ab完全收缩非完全收缩无收缩2.小孔口淹没式出流从1→2建立伯努利方程，有（与自由式出流公式完全相同）（与自由式出流公式完全相同）大孔口出流的流量公式形式不变，只是相应的水头应近似取为孔口形心处的值，具体的流量系数也与小孔口出流不同。由于孔口各点的作用水头差异很大，如果把这种孔口分成若干个小孔口，对每个小孔口出流可近似用小孔口出流公式，然后再把这些小孔口的流量加起来作为大孔口的出流流量3.大孔口恒定出流大孔口出流的流量系

4、数，可查表大孔口形心的水头4.孔口非恒定出流孔口非恒定出流一般应考虑液面高度对孔口出流速度的影响。然而当孔口面积远小于容器面积时，液体在dt时段内的升降或压强的变化缓慢，惯性力可忽略不计，此时可把整个变速的流动过程划分为许多小区间，在每个小区间仍可按恒定流处理。经孔口流出的液体体积容器内减少的液体体积对上式积分若H2=0,Qmax—开始出流的最大流量变水头出流的放空时间，等于在起始水头作用下流出同体积的液体所需时间的两倍。§6—2管嘴恒定出流在容器孔口上连接一段断面与孔口形状相似，长度为(3-4)d的短管，这样的短管称为管嘴，液流流经管嘴且在出

5、口断面满管流出的现象称为管嘴出流。一、管嘴出流的计算计算特点:出流特点:在C-C断面形成收缩，然后再扩大，逐步充满整个断面。从1→2建立伯努利方程，有式中：为管咀流速系数，★管嘴正常工作条件式中：为管咀流量系数，例题1一.圆柱形外伸管嘴出流管嘴出流的局部损失由两部分组成，即孔口的局部水头损失及收缩断面后扩展产生的局部损失，水头损失大于孔口出流。但管嘴出流为满流，因此流量系数仍比孔口大，其出流公式为圆柱形外管嘴的流量系数圆柱形外管嘴的流速系数圆柱形外管嘴的局部阻力系数管嘴出流流量系数的加大也可以从管嘴收缩断面处存在的真空来解释，由于收缩断面在管嘴

6、内，压强要比孔口出流时的零压低，必然会提高吸出流量的能力。D3～4DvCvcC圆柱形外管嘴的真空度列c-c和2-2断面的能量方程按突扩计算对圆柱形外管嘴：由实验得：取a=1.0,则得：圆柱形外管嘴收缩断面的真空度可达作用水头的75%，管嘴的作用相当于将孔口自由出流的作用水头增加了0.75倍，这样就提高了管嘴的出流能力。管嘴长度为(3-4)d圆柱形外管嘴的正常工作条件有压管道恒定流动水力计算主要解决以下几方面问题：§6—3有压管道恒定流动的水力计算①计算管道输水能力；②确定作用水头；③计算沿程压强分布。实际流体恒定总流能量方程沿程损失局部损失

7、已能定量分析，原则上解决了恒定总流能量方程中的粘性损失项。管道中的满流管道水力计算的基本公式连续性方程伯努利方程式中E为外界（泵、风机等）加给单位重量流体的机械能。能量损失一、管道系统分类1．按能量损失大小长管：凡局部阻力和出口速度水头在总的阻力损失中，其比例不足5％的管道系统，称为水力长管，也就是说只考虑沿程损失。短管：在水力计算中，同时考虑沿程损失和局部损失的管道系统，称为短管。2．按管道系统结构简单管道：管径和粗糙度均相同的一根或数根管子串联在一起的管道。复杂管道：除简单管道以外的管道系统，称为复杂管道，又可分成：1）串联管道：不同管径或

8、不同粗糙度的数段管子串联联接所组成的管道系统。2）并联管道：是指数段管道并列联接所组成的管道系统。枝状管道：各不相同的出口管段在不同位置分流，形状如树