《流体力学Char06孔口、管嘴和有压管道流动20081124.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学Char06孔口、管嘴和有压管道流动20081124.（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、温州大学本科生课程工程流体力学 工程流体力学工程流体力学 第六章第六章 孔口、管嘴和有压管道流动孔口、管嘴和有压管道流动 温州大学本科生课程工程流体力学 第六章第六章 孔口、管嘴和有压管道流动孔口、管嘴和有压管道流动 6-16-1 孔口孔口恒定出流恒定出流 6-26-2 管嘴管嘴恒定出流恒定出流 6-36-3 孔口孔口（或管嘴）的变水头出流（或管嘴）的变水头出流 6-46-4 短管短管的的水力计算水力计算 6-56-5 长管长管的的水力计算水力计算 6-66-6 管管网网水力计算基础水力计算基础 6-76-7 离心式水泵及其水力计算离心式水泵及其水力计算 6-86-8 水击简介水击简介 温州大
2、学本科生课程工程流体力学 第六章第六章 孔口、管嘴和有压管道流动孔口、管嘴和有压管道流动(2(2学时学时) ) 一、本章学习要点一、本章学习要点: : 孔口恒定出流孔口恒定出流 管嘴恒定出流管嘴恒定出流 短管的水力计算短管的水力计算 长管的水力计算长管的水力计算 温州大学本科生课程工程流体力学 二、本章重点掌握二、本章重点掌握: : 管网的水力计算 水击水击 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 第六章第六章 孔口、管嘴和有压管道流动孔口、管嘴和有压管道流动(2(2学时学时) ) 温州大学本科生课程工程流体力学 以上各章中讨论了液体运动的基本规律， 导
3、出了水力学的基本方程连续方程、能量方 程及动量方程，并阐述了水头损失的计算方法， 应用这些基本原理即可研究解决工程中常见的水 力计算问题，如有压管道中的恒定流、明渠恒定 流及水工建筑物的水力计算等。 本章讨论的重点是孔口、管嘴和有压管中恒 定流的水力计算。即短管（水泵装置、虹吸管、 倒虹吸管）、长管的水力计算和测压管水头线和 总水头线的绘制。 第六章第六章 孔口、管嘴和有压管道流动孔口、管嘴和有压管道流动(2(2学时学时) ) 温州大学本科生课程工程流体力学 概述概述 w 孔口 小孔口 大孔口 w 管嘴 w 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
4、状管网 温州大学本科生课程工程流体力学 6.1 6.1 孔口恒定出流孔口恒定出流 6.1.1 6.1.1 概念概念 6.1.1.1孔口出流（orifice discharge） 在容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象就称为孔口出 流，如图。应用：排水工程中各类取水，泄水闸孔，以 及某些量测流量设备均属孔口。 温州大学本科生课程工程流体力学 6.1.1 6.1.1 概念概念 温州大学本科生课程工程流体力学 1.根据d/H的比值大小可分为： 大孔口、小孔口 大孔口（大孔口（big orificebig orifice） ：当孔口直径d （或高度e）与孔口形心以上的水头 高H的比值大于0.1，即d/
5、H0.1d/H0.1时， 需考虑在孔口射流断面上各点的水头 、压强、速度沿孔口高度的变化，这 时的孔口称为大孔口。 小孔口（小孔口（small orifice small orifice ）：当孔口直 径d（或高度e）与孔口形心以上的水 头高度H的比值小于0.1，即d/H3b），孔口出流的收缩不受距壁 面远近的影响，这就是完善收缩(如A) 。孔口收缩因素0.630.64 ，孔口流速因素0.970.98， 孔口流量因素0.600.62。 不完善收缩(non-perfect contraction) ：不满足上述条件的孔 口出流为不完善收缩(如B) 。 注：不完善收缩、不完全收缩的流量 系数较完善
6、收缩、完全收缩的流量系数大。 温州大学本科生课程工程流体力学 五、大孔口恒定出流五、大孔口恒定出流 当液体通过大孔口出流时，可看成是由许多小孔口出 流组成，而后予以积分求其流量总和，如图。 大孔口出流多为不完善出流，其流量因素较小孔口大大孔口出流多为不完善出流，其流量因素较小孔口大 。 注意：（1）大孔口的收缩系数较小孔口大，故流量系数 亦较小孔口大。但在工程中，仍采用。 大孔口淹没出流时流量计算公式同小孔口淹没出流流量计 算公式 。 温州大学本科生课程工程流体力学 管嘴出流管嘴出流（nozzle discharge） ：在孔口周边连接一长 为34倍孔径的短管，水经过短管并在出口断面满管流 出
7、的水力现象，称为管嘴出流。 按管嘴的形状和装置情况分： 6.2 6.2 管嘴出流管嘴出流 温州大学本科生课程工程流体力学 流速 流量 真空的抽吸作用，流量增加 . 对锐缘进口的管嘴，=0.5， 6.2 6.2 管嘴出流管嘴出流 温州大学本科生课程工程流体力学 2.2.管嘴正常使用条件管嘴正常使用条件 防止气蚀 列C-C、B-B断面能量方程 连续性方程 6.2 6.2 管嘴出流管嘴出流 取 解得C-C断面真空值 允许真空值 H0的极限值 管嘴正常使用条件之一 管嘴正常使用条件之二 结论：在相同水头结论：在相同水头HH 0 0 的作用下，同样断面面积的管嘴的的作用下，同样断面面积的管嘴的 过流能力
8、是孔口的过流能力是孔口的1.321.32倍。倍。 圆柱形外管嘴的正常工作条件是：圆柱形外管嘴的正常工作条件是： （1 1）作用水头）作用水头H0 T T r r 称为间接水击称为间接水击。 显然直接水击的危害要比间接水击大得多。显然直接水击的危害要比间接水击大得多。 6.8 6.8 有压管道非恒定流有压管道非恒定流 温州大学本科生课程工程流体力学 * *停泵水击、水击危害与对策停泵水击、水击危害与对策 1 1、停泵水击、停泵水击 停泵水击按停泵水击按 直接水击计算直接水击计算 在水泵系统设计中应考虑停泵水击问题。在水泵系统设计中应考虑停泵水击问题。 6.8 6.8 有压管道非恒定流有压管道非恒定流 温州大学本科生课程工程流体力学 2 2、水击危害及预防水击危害及预防 当水击不可避免时，应尽可能让管道发生间接水击。当水击不可避免时，应尽可能让管道发生间接水击。 主要措施：主要措施：T T s s T T r r (=2(=2L L/ /c c) ) 减小减小T T r r ( (减小减小L L): ):增设调压塔或减压阀。增设调压塔或减压阀。 2 2）增大）增大T T s s ：延长阀门关闭时间。延长阀门关闭时间。 6.8 6.8 有压管道非恒定流有压管道非恒定流 温州大学本科生课程工程流体力学 作业作业 6-5 6-11 温州大学本科生课程工程流体力学 EndEnd
