《孔口出流》PPT课件.ppt
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1、流体经过孔口出流是一个有广泛应用的实际问题。大如水利工程上的闸孔,小如粘度计上的针孔,孔口出流在许多领域中都可见到。例如水力采煤用的水枪,消防用的龙头,汽油机中的汽化器,柴机中的喷嘴,火炮中的驻退机,车辆中的减震器,等等。机械制造的液压技术中换向阀、减压阂、节流阀、逆流阀等处都是孔口出流,就是在自动控制的喷嘴挡板、阻尼器等处也同样会遇到孔口出流的问题。本章讨论液体孔口出流中的主要概念、分析影响孔口出流性能的几个系数(流速系数、流量系数、收缩系数和阻力系数),最后再简单介绍节流汽穴和变水头孔口出流问题。至于气体孔口与喷嘴的出流问题则适于在第八章中论述。,第六章 孔口出流,6.1 薄壁孔口出流,如
2、图所示,当l/d2时一般称为薄壁孔口。,6.1.1 孔口出流公式 液体在压强差ppl-p2的作用下经过薄壁孔口出流时,由于流线不能突然折转,故从孔口流出后形成一个流束直径最小的收缩断面c-c,收缩断面的面积Ac与孔口断面面积A之比称为孔口的收缩系数,用Cc表示,则,(6-1),对图示的1-1和c-c断面列伯努利方程式,令1,则,因为,所以,如果孔口直径d远小于管道直径D,则称为小孔口,其,于是可得小孔口出流速度为,式中,称为孔口的流速系数。,(6-2),(6-3),(6-4),经过孔口出流的流量,式中,称为孔口的流量系数。,(6-5),(6-6),计算孔口出流速度和流量的公式如果不是在压强差p
3、而是在水位差H1-H2或是在水头H作用下的孔口出流,则公式中的p/应当换成g(H1-H2)或gH,于是可写出重力作用下的孔口出流公式为,或,(6-7),(6-8),6.1.2 孔口出流系数 孔口出流性能的主要标志是它的流速系数、流量系数、收缩系数与阻力系数。这些统称为孔口的出流系数。1流速系数 从公式(6-3)来看,如果经孔口流动没有能量损失,孔口的阻力系数0,则孔口的理想流速应该是,(6-9),(6-10),于是,2流量系数 从(6-5)式得,(6-13),这说明流量系数的物理意义就是实际流量与理想流量qT之比。按(6-13)式,通过流量qv与H、A的测定,很容易得出流量系数Cq的实验值。C
4、q与Re的关系也表示在图上,当Re=105时,Cq=0.62。,3收缩系数 用实验得出的Cq与Cv,可以算出收缩系数,(6-14),Cc与Re的关系也表示在图6-3上,当Re=105时,Cc0.64。,4阻力系数用实验得出的Cv,可以算出孔口的阻力系数,与Re的关系也表示在图6-3上,当Re=105时,=0.06。,(6-15),【注】:以上是孔口出流的公式和系数的数值。这些数值只适于孔口直径dD(即管道直径)时的小孔口。,6.1.3 大孔口的出流公式 如图6-l,当d并非远小于D时,则管道侧壁与孔口外圆周靠近,这时从孔口流出时,其收缩程度大为减轻,或者说大孔口的收缩系数较大。大孔口的收缩系数
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