第五章孔口管嘴出流及管路计算.ppt

第六章 孔口管嘴出流及管路计算,主要内容,第一节 孔口出流,第二节 管嘴出流,第三节 管路水力计算,第一节 液体的出流,孔口的分类,大孔口：,小孔口：,截面上各点静水头差异大，不能忽略（dH/10）,截面上各点静水头差异小，可以忽略（dH/10）,第一节 液体的出流,一、小孔口自由出流,第一节 孔口出流,列能量方程,令,第一节 液体的出流,取,流量计算,二、小孔口淹没出流,令,流量计算,第一节 液体的出流,三、小孔口的收缩系数及流量系数,第一节 液体的出流,全部收缩孔口,不完全收缩孔口,非全部收缩孔口,四、大孔口的流量系数,第一节 液体的出流,如果壁厚 或侧壁孔口处接一段长的圆管时，此时流动情况为管嘴出流。,一、圆柱形外管嘴出流,特点：水流入嘴嘴时如同孔口出流一样，管流股也发生收缩，存在着收缩断面CC，尔后流股逐渐扩张，至出口断面上完全充满管嘴断面流出。,第二节 管嘴出流,1、管嘴出流流量,以管嘴中心线为基准线，列1-1及b-b断面伯努利方程：,第二节 管嘴出流,令,管嘴出口速度为,管嘴流量,由于出口断面b-b流股完全充满（不同于孔口）,则,第二节 管嘴出流,2、管嘴内的真空作用,在C-C断面前后流股与管壁分离，中间形成涡旋区，产生负压，出现了管嘴真空现象。相当于使H0增大，促使出流流量增大。,第二节 管嘴出流,列c-c及b-b断面伯努利方程：,第二节 管嘴出流,一、管路水力计算概述,管径和管壁粗糙度相同的一根管子或这样的数根管子串联在一起的管道系统叫简单管道。,1.管路计算有三类计算问题：,第三节 管路水力计算,1）已知管路布置及流量Q，确定管径d和进行水头损失计算。,2）已知流量Q和作用压头H，确定管径d。,3）已知直径d和作用压头H，确定流量Q。,第三节 管路水力计算,第三节 管路水力计算,2、管路计算中常用术语,1）长管和短管（速度水头与局部水头损失小于沿程损失的5%按短管计算）,2）标准管径,3）经济流速,第三节 管路水力计算,二、简单管路水力计算,列1-1及2-2断面伯努利方程：,对于短管：,对于气体管路：,第三节 管路水力计算,对于长管：,令：,第三节 管路水力计算,三、串联管路计算,由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道,1.流量关系：通过串联管道各管段的流量是相同的。,2.阻力损失关系：串联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失之和。,第三节 管路水力计算,三、并联管路计算,由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道,1.流量关系：,2.阻力损失关系：并联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失。,第三节 管路水力计算,或者：,流量分配规律,第四节 流体通过缝隙液流动,一、平行平板缝隙,图示为在两块平行平板所形成的缝隙间充满了液体，缝隙高度为h，缝隙宽度和长度为b和l，且一般恒有bh和lh。,1.平行平板缝隙（压差和剪切共同作用）,平行六面体在x方向的受力平衡方程式为,整理后得,而,在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数，有,速度表达式,由边界条件，,2.两板之间无相对运动（压差流）,压差作用下流量,注意：当动平板相对于固定平板运动的方向和压差方向相同时取“+”号，反之取“”号。,流量表达式,3.两板之间无压差（剪切流动）,二、环形缝隙,1.流经同心环形缝隙的流量,流量计算,同心环缝隙流量,用 代替b,偏心环缝隙流量,用 代替b,