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1、研究对象 研究内容 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7-1 薄壁孔口出流 7-2 管嘴出流 7-3 有压管道恒定流 7-4 管网流动计算基础 连续性方程 能量BN方程 能量损失规律 流量 流速 压强 Date 工 程 应 用 有压管流是市政建设、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。 给排水工程各类取水孔口 通风工程门、窗、洞口、布风器的气流 水利工程水闸采用泄水孔口放水、滴灌 流量检测设备中的流动气动检测 民用工程喷泉、水力清洗、消防高压水枪 水力机械化施工水枪、水力切割（水刀） 孔口流动 管嘴流动 有压流动 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7 -1 薄
2、 壁 孔 口 出 流 孔口出流 薄壁孔口（小孔口、大孔口） 自由出流（流入大气） 几个概念 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 自由出流（大气） 7.1.1薄壁小孔口(H=10d)恒定出流公式 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 流速系数 收缩系数 流 速 流 量 流量系数 流 量 全部、非全部收缩；完善、不完善收缩 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 淹没出流 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.1.2大孔口出流 流量系数见表7-1 流 量 =0.70.9 例7-1
3、矩形平板闸门下出流 已知闸门宽度B=6m，闸门前水 深H=5m，闸门开口高度h=1.1m ，闸门后收缩断面水深hc=1m， 流量系数0.6不计底部摩擦力， 求水流对闸门的推力。 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 解 流量 y x 流速 F0 Fc R 动量方程 求作用力 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.1.3 孔口非恒定出流 泄空时间 Date 7 -1 薄 壁 孔 口 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 例7-2 求孔口流速系数 流速系数 理论流速 解： Date 管嘴出流（短管3 4d，出口
4、满管） 孔口出流与管嘴出流的区别后者出流能力 大 7 -2 管 嘴 出 流 几个概念 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7 -2 管 嘴 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.2.1 管嘴出流流量公式 流量 对0-0与b-b断面列BN方程 Date 7 -2 管 嘴 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.2.2 柱状管嘴内的真空度 对c-c与b-b断面列BN方程 Date 7.2.3 空化、空蚀现象与管嘴使用条件 7 -2 管 嘴 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 常温下，水的饱和蒸 汽压为 Date 7 -2 管 嘴 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流
5、 7.2.4 其它常用管嘴的出流 c 圆锥形收敛喷嘴喷嘴 d 圆锥形扩张喷嘴扩压器 e 流线形圆管嘴 Date 7 -2 管 嘴 出 流 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.2.4 其它常用管嘴的出流 Date 几个概念 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 有压管道、无压涵管 长管（）、短管（） 简单管道、复杂管道 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7.3.1 等径短管恒定流出流计算 1、自由出流 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 作用水头管道系统阻力系数管道系统流量系数 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算
6、 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 2、淹没出流 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 1）已知 ，求作用水头H或各断面的压强P 2）已知 ，求流速或流量 3）已知 ，求管径 3、短管恒定出流的设计问题和计算方法 假定流态，再 检验和修改 供水经济流速 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 例7-1虹吸管的计算 取1-1，c-c断面，列能量方程 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 例7-3确定有压涵管直径 已知 设计管径d 往往需要进行迭
7、代计算！ ？ d=1m 例7-2离心泵吸水管的计算 Date 迭代计算以直代曲非线性问题线性化 牛顿迭代法 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 例7-4确定水泵管道系统的参数 已知：流量、长度和高度、沿程阻力系数、最大真空度， 水泵效率，求：管道直径、水泵扬程、轴功率、安装高度 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.3.2 长管简单管道恒定流计算 比阻 管道阻力率 （阻抗） 流量模数 长管不计流速水头，其作用水头H只用于克服沿程损失hf D
8、ate 水流中的水位差H 相当于电流中的电位差V，水流中的流量Q 相当于电流中的电流强度I，因而电路中的电阻R 就类似于水 流中的阻力率。反映VRI关系的直线称为电路特性曲线， 反映HSQ2关系的曲线称为管路特性曲线。 电路特性曲线 管路特性曲线 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 阻力率S中包含着沿程阻力系数，随雷诺数变化。 若在紊流平方阻力区，与雷诺数无关，此时S是常量 串联管路特点 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7.3.2简单管道串联并联计算 Date 需要注意并联管路各段上的水头损失
9、相等并不意味 着它们的能量损失也相等。因为各段阻力不同，流量也 就不同，以同样的水头损失乘以不同的重量流量所得到 的各段功率损失是不同的。 并联管路特点 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7.3.3 串联、并联管道恒定流计算 （1）管段阻力方程。任一管段I的沿程水头损失hfi与该管 段流量Qi的关系能够表示成 其中，Np为管段总数，Si为管段I的比阻。 （2）节点连续性方程。任何一节点j的流量满足连续性条件 其中，Nj为节点总数，Q为与节点j连接的管段I的流量，qi为 节点j的分流流量。对于Qi与qj前面的符号，流入节点取+号、 流出节点
10、取一号。 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 7 -3 有 压 管 道 恒 定 流 计 算 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 例7-5 P185 不是大 气压 例7-6 P187 Date 几个概念 7 -4 管 网 流 动 计 算 基 础 树状管网、环状管网 供流水头、自由水头 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date 几个概念 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 7 -5 管 道 中 的 水 击 现 象 水击（水锤）水击压强的计算 水击危害的预防措施 Date 第七章 结束 作业 P7-4、8、10、14 第七章 孔口、管嘴出流与有压管流 Date
