最新孔口管嘴出流和有压管流案例课件PPT.ppt

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1、孔口管嘴出流和有压管流案例【教学基本要求】3了解复杂管道的特点和计算方法。1掌握有压管流基本特点：长管、短管流动的条件。2掌握简单管道水力计算和水头线的绘制：管道内压强分布。4了解有压管道的水击现象、分类和直接水击压强计算。第七章孔口、管嘴出流和有压管流2021/8/182中国矿业大学（北京）地下工程系【学习重点】孔口出流、管嘴出流与有压管流是工程中最常见的流动现象，研究这三种流动现象的基本特性与计算方法具有重要的工程实际意义。本章重点掌握简单管道的水力计算。(1)孔口出流：给排水工程中的取水孔口、泄水孔口中的水流，通风工程中通过门、窗气流，某些流量量测设备中的流

2、动；(2)管嘴出流：消防水枪、水力机械化施工用的水枪；(3)管道流：市政建设、给水排水、采暖通风、交通运输、水利水电等工程中最常见的流动。第七章孔口、管嘴出流和有压管流2021/8/183中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流2、按孔口的作用水头是否稳定：自由式出流；淹没式出流。厚壁孔口出流。薄壁孔口出流；恒定孔口出流；非恒定孔口出流。3、按出流后周围的介质情况：4、按孔壁对出流的影响：2021/8/187中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流H2021/8/188中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流列A-A、C-C断面能量方程H0——自由出流

3、的作用水头二、薄壁小孔口恒定自由出流2021/8/189中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流物理意义：促使流体克服阻力，流入大气的全部能量特例　自由液面：PA=Pa，液面恒定：vA=0收缩断面流速φ——孔口的流速系数，φ=0.97。2021/8/1810中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流孔口流量全部收缩（完善收缩、不完善收缩）部分收缩（不完善收缩）2021/8/1811中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流CgHvf=20gHAQm=20efm=CAAe=CCaxf+=1其中：1、流量公式：φ=0.97μ=0.62；ε=0.64；对薄壁圆形

4、完善收缩小孔口：结论2021/8/1812中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流列上下游液面能量方程ζse=1——突然扩大阻力系数H0——淹没出流的作用水头三、薄壁小孔口恒定淹没出流2021/8/1813中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流物理意义：促使流体克服阻力流入到下游的全部能量特例：P1=P2=Pa，v1=v2=0收缩断面流速孔口流量与自由出流一致H0与孔口位置无关2021/8/1814中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流1、流量公式：2、自由式与淹没式对比：1>公式形式相同；2>φ、μ基本相同，但H0不同；3>自由出流与孔口的淹没深

5、度有关，淹没出流与上、下游水位差有关。结论2021/8/1815中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流Hv0zv0v2H0=H+2gv02自由式：淹没式：H0=z+2gv022gv22－2021/8/1816中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流考考你：请写出图中两个孔口Q1和Q2的流量关系式（A1=A2)。图1：Q1Q2；图2：Q1Q2。（填>、<或＝）2021/8/1817中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流（3）孔口的位置（对收缩系数有直接的影响）。（1）孔口的形状；（2）孔口的边缘情况；3、几种孔口的收缩形式自阅全部收缩不全部收缩完善收

6、缩、不完善收缩四、影响孔口出流的边界因素：aL≥3aL≥3a2021/8/1818中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流解决的问题：只对作用液面缓慢变化的情况进行讨论。充水、泄水所需时间问题。1、公式推导：将液面高度的变化划分成无数微小时段，每一微小时段作恒定流处理。F-=dhdV=dtQ×dtghA2m流出体积液面减少的体积五、孔口的变水头出流孔口的变水头出流：孔口出流（或入流）过程中，容器内水位随时间变化（降低或升高），导致孔口的流量随时间变化的流动。2021/8/1819中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流-F=][2221HHgAtmmax1

7、1222QVgHAHt=F=m2、充、泄水时间：容器中无液体流入的自由出流或上游恒定，下游液面改变的淹没出流。3、容器放空时间20H=H1H22021/8/1820中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流六、应用举例例贮水罐（如图）底面积3m×2m，贮水深H1=4m，由于锈蚀，距罐底0.2m处形成一个直径d=5mm的孔洞，试求(1)水位恒定，一昼夜的漏水量；(2)因漏水水位下降，一昼夜的漏水量。2021/8/1821中国矿业大学（北京）地下工程系第一节孔口出流解（1）水位恒定，一昼夜的漏水量按薄壁小孔口恒定出流计算其中μ=0.62代入上式得一昼夜的漏水量202

8、1/8/1