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1、 第六章 孔口、管嘴和有压流动第6章 孔口、管嘴和管路流动 6.1 概述 6.2 孔口及管嘴恒定出流 6.3 简单管路的水力计算 6.4 串联并联管路的水力计算 第六章 孔口、管嘴和有压流动1、孔口和管嘴0dl孔口 10Hd 10Hd 小孔口大孔口43dl管嘴Hddl )43(H ld 6.1 概述基本概念 第六章 孔口、管嘴和有压流动2、孔口出流流动分类：恒定和非恒定出流出流分类：自由出流和淹没出流收缩分类：完善收缩和不完善收缩液体经容器壁上孔口流出的水力现象。1HH2HH 第六章 孔口、管嘴和有压流动3、管嘴出流根据实际需要管嘴可设计成：圆柱形：内管嘴和外管嘴非圆柱形：扩张管嘴和收缩管嘴。
2、在孔口接一段长l=(34)d的短管，液流经过短管并充满出口断面流出的水力现象。 第六章 孔口、管嘴和有压流动2 2 21 100 0 02 2 2c c cv v vHg g ga a x+ + = + + +为孔口流速系数，对于小孔口，gHgHvcc 2210 01 c式中： 0.97 0.98j = :一、孔口出流从 1C 建立伯努利方程，有 6.2 孔口及管嘴恒定出流0 011ccH0p1. 自由式出流 第六章 孔口、管嘴和有压流动gHAgHAvAQ cc 22 AAc 式中： 、 分别为孔口收缩系数和流量系数 孔口的收缩系数孔口的流量系数 ，= 对薄壁小孔口= 0.600.62。孔口的
3、局部阻力系数 0 , 06.097.0111220 AAc / 第六章 孔口、管嘴和有压流动2 21 2 1 20 0 0 0 2 2c cv vH Hg gx x+ + = + + + +( )1 21 21 2 2cv g H H gHjx x- = +（与自由式出流完全相同） 1 21 21H H Hjx x=+= -gHAvAQ cc 2 （与自由式出流完全相同）2 . 淹没式出流从 12 建立伯努利方程，有1HH2Hdl02211 第六章 孔口、管嘴和有压流动问题1：薄壁小孔淹没出流时，其流量与 C 有关。A. 上游 水 . 游水 C. 孔口上、 游水面 . 孔口壁 。出 中 孔口Q
4、1和Q2的流量关系式（A1=A2) 。Q1 Q2 2：Q1 Q2。（ 、 ） 第六章 孔口、管嘴和有压流动（1）A 水面 力为大 ， 水 中 水时， 过孔 口的流量。（2）A 水面 力为大 ， 水 水面 程 2=2 时， 过孔口的流量。（3）A 水面 力为2000 ， 1=3 时，水 水面 力为0， 2=2 时，过孔口的流量。2 2112 0.62 0.1 2 3 3.72 104Q A gH gm p-= = =鬃 创 创（1） 3 1. 水从A水 过为10 的孔口流 水 ，流量系数为0.62。设上游水 的水面 程 1=3 currency1。m3/s2 21 212 ( ) 0.62 0.
5、1 2 1 2.16 104Q A g H H gm p-= - = =鬃 创 创20 12 (3 ) (2 0) 0.62 0.1 2 (3.02 2)4vQ A g gm pg= + - + = -鬃 创 创2 20.62 0.1 2 1.202 2.36 104 gp -= 创 第六章 孔口、管嘴和有压流动2 “水 孔口出流， 力 上 力fi数p=0.fl ，管水恒定h1=2 ，孔口d1=40 口容器部孔口d2=30 ，h3=1 。 h2及流量Q。水 水恒定，Q1=Q2=Q 并”1=2=0.62， 孔口自由出流量 孔口淹没出流流量 第六章 孔口、管嘴和有压流动从 12 建立伯努利方程，有
6、2 20 0 0 0 2 2nv vH g ga x+ + = + + +gHgHv nn221 nn 1式中： 为管嘴流速系数，n 82.0n. 管嘴出流的计算 110c220cHddl )43(gHAAvQ n 2 第六章 孔口、管嘴和有压流动gHAAvQ n 2式中： 为管流量系数，n 82.0 nn 在 、d 分别相同 ，与孔口出流：nvv 孔 ， nQQ 孔 管嘴 dl 430 9H mn= 1.32。可在相同 ，管嘴的过流力 孔口的1.32 。 第六章 孔口、管嘴和有压流动管嘴的 孔口 面 管嘴 ， 阻力， 流量 ， 由于收缩断面 的 。jcc hgvgvp 2222 vvAAvc
7、c 1gvgvvpsec22292222 0222 11 Hpc 075.0 Hpc 110c220cHddl )43(对 管嘴：=1， =0.64， =0.2 第六章 孔口、管嘴和有压流动小 孔口出流：在容器壁上孔，水经孔口流出的水力现象管嘴出流：在孔口上 接长为3 4 孔的短管，水经过 短管并在出口断面满管流出的水力现象。 自由出流出流时，H0为孔口 上的水面 淹没出流时，H0为上、 游水面 。 1. 基本概念 2. 薄壁小孔口自由出流，淹没出流流量计算式： 3. 管嘴出流的流量式 同 水 ，管嘴出流的流量孔口出流的流量大0.2 0.62=1.32 第六章 孔口、管嘴和有压流动问题1：孔口
8、、管嘴若作用水头和直径d相同时，下列那些是正确的：BA.Q孔u嘴；C.Q孔Q嘴，u孔u嘴；D.Q孔Q嘴，u孔u嘴。 第六章 孔口、管嘴和有压流动例1:某水池壁厚d=20cm，两侧壁上各有一直径d=60mm的圆孔，水池的来水量=30 l/s，通过该两孔流出；为了调节两孔的出流量，池内设有隔板，隔板上开与池壁孔径相等的圆孔。求池内水位恒定情况下，池壁两孔的出流量各为多少？ 第六章 孔口、管嘴和有压流动解:池壁厚=(34)d，所以池壁两侧孔口出流均实为圆柱形外管嘴出流。按孔口、管嘴出流的流量公式 第六章 孔口、管嘴和有压流动一 水 分为A、 ， 上有d1=40 的薄壁孔口， ， 部有一d2=30 的
9、 管嘴，管嘴长l=0.1 ，A 水 1=3 恒定currency1。（1）分出流恒定 （ 2currency1的 ）。（2）在恒定出流时， 中水 2于 （3）水 流量 1为 1 1 1 2 2 2 22 ( ) 2 ( )A g H H A g H lm m- = +鬃 鬃2 2 2 21 2 2 20.6 2 (3 ) 0.82 2 ( 0.1)A g H A g H- = +鬃 鬃2 2.9411.59 1.85H = =2 21 1 22 ( ) 0.6 0.04 2 1.15 0.358 104Q A g H H gpm -= - = =鬃 创 创 第六章 孔口、管嘴和有压流动1. 孔
10、口在淹没出流时的 水 为 。A、上 游水 、出口中 与上游水面的 C、出口中 与 游水面的 、出口断面 管水 。2. 在相同水 H0的 ，管嘴出流量Q1与同断面面的孔口出流量Q2的关系为 CA、 、 C、 、3. 小孔口淹没出流的流量，在上 游水 currency1的 ，与出口淹没 的关系为： A、H2 大Q 大 、H2 大Q 小 C、Q与H2成 关系 、Q与H2 关。 21 QQ 21 QQ 21 QQ 021 2gHQQ 第六章 孔口、管嘴和有压流动孔口非恒定出流如容器水面随时间变化，孔口的流量也会随时间变化，称为变水头出流或非恒定流。 dtghAQdt 2dhQdt dhdtghA 2h
11、dhgAdt 2hdhgAtHH 221 第六章 孔口、管嘴和有压流动当容器为柱体，=常数，则有：当H1=H，H2=0，即得容器“泄空”(水面降至孔口处)所需时间 变水头出流时容器“泄空”所需要的时间，等于在起始水头H作用下恒定出流流出同体积水所需时间的二倍。 2122 HHgAt max22222QVgHAHgAHt 第六章 孔口、管嘴和有压流动一 . 计算特点1 . 、d， （校核） 6.3 管路的水力计算 mf hhhw. 计算类型2 . 、d， （设计）3 . 、 ， d（设计） 第六章 孔口、管嘴和有压流动 水泵吸水管的水力计算三 . 实 分计算容：水泵的安装 sH从 12 建立伯努
12、利方程，有gvgvgvdlgvpHs 222200022222弯进吸 11sH0202压水管吸水管 水泵 第六章 孔口、管嘴和有压流动gvdlpHs 222 弯进吸 gvdlhv 22 弯进吸 gvdlhH vs 22max 弯进吸 式中： 为 体 ，一般 vh OHm 2 87hv 实际的安装 只要小于 于 ，即可。sH maxsH 第六章 孔口、管嘴和有压流动在某地安装一 水泵， 水量qV=135L/s， 水 t =30 ，该泵 吸上 空 Hs=4.67m。吸水管径d=250mm，吸水管 l=9m，该水管上有一 90弯头， 装有一 ，设吸 管 hw=0.878m。求Hg 为多少？ 第六章
13、孔口、管嘴和有压流动)s/m(752.2.225.014.3 1013544 232s dqAq VV)m(385.0806.92 752.2g222s 2sg g s w2g4.67 0.385 0.8783.41(m)H H H hu - - = - -=为：所以，泵的 安装 为： 第六章 孔口、管嘴和有压流动离心泵吸水管直径 d1=500mm，样本上给出的允许吸上真空高度 Hs=4m，吸水管的长度 L1=6m，局部阻力的当量长度 Le=4m，沿程阻力系数 =0.025 。试问当泵在流量 qv=2000m3/h、安装高度 H=3m时能否正常工作？ 第六章 孔口、管嘴和有压流动 第六章 孔口、管嘴和有压流动两水池用 吸管 通，上下 水位 H=2 m，管 L1=3m，L2=5m，L3=4m，直径d=200mm，上 水面至管 h=1m。 ，进口 弯头，出口， 1 吸管currency1的流量； 2管currency1压“的位fi “fl 压。 026.0 5.10.1 第六章 孔口、管嘴和有压流动上、下 水面的量 ： 2 2 2 2 212( ) (0.02 10 2 1.5 1) 15.22 2 2 2 0.2 2l v v v l v vH d g g g d g gl z l z= + +
