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1、2018/10/15,研究对象,研究内容,第七章 孔口、管嘴出流与有压管流,2018/10/15,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。,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,2018/10/15,7-1 薄壁孔口出流,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,2018/10/15,7-1 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
2、,全部、非全部收缩；完善、不完善收缩,2018/10/15,7-1 薄壁孔口出流,第七章 孔口、管嘴出流与有压管流,淹没出流,2018/10/15,7-1 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。,2018/10/15,7-1 薄壁孔口出流,第七章 孔口、管嘴出流与有压管流,流速,动量方程,求作用力,2018/10/15,7-1 薄壁孔口出流,第
3、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,2018/10/15,7-1 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：,2018/10/15,管嘴出流（短管3 4d，出口满管） 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,2018/10/15,7-2 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,2018/10/15,7-2 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
4、真空度,对c-c与b-b断面列BN方程,2018/10/15,7.2.3 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,2018/10/15,7-2 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,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,2018/10/15,7-2 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,2018/10/15,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
5、流与有压管流,2018/10/15,7.3.1 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,2018/10/15,7-3 有压管道恒定流计算,第七章 孔口、管嘴出流与有压管流,2、淹没出流,2018/10/15,7-3 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,供水经济流速,2018/10/15,7-3 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
6、量方程,2018/10/15,7-3 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,往往需要进行迭代计算！,？,d=1m,例7-2离心泵吸水管的计算,2018/10/15,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,2018/10/15,7-3 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,2018/10/15,7-3 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
7、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,2018/10/15,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,2018/10/15,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
8、口、管嘴出流与有压管流,7.3.2简单管道串联并联计算,2018/10/15,需要注意并联管路各段上的水头损失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,2018/10/15,7.3.3 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
9、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,2018/10/15,7-3 有压管道恒定流计算,第七章 孔口、管嘴出流与有压管流,2018/10/15,7-3 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 P187,2018/10/15,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,2018/10/15,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,2018/10/15,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,
