流体力学第五章孔口管嘴出流与管路水力计算PPT优秀课件
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水力学课件——第五章:孔口、管嘴出流
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10 ×10−3 Q= = 3.049m3 /s 32.8
A dC 8 ε = C = = = 0.64 A d 10
2
2
由薄壁孔口出流的计算公式,可得流量系数
Q 3.049 ×10−5 µ= = =0.62 2 A 2 gH 0.25 × 3.14 × 0.01 × 2 × 9.8 × 2
(3)保证管嘴正常工作的条件 ) 从前面的分析可知,收缩断面的真空度和作用水头成正比。作用水头越大, 真空度越大,流量越大。 但是,流量并不能无限制地增大。当真空度大于7m水柱时,由于收缩断面 处真空度过大,气体会从出口处吸入管嘴,真空环境被破坏,出口流动不 再为满管流动,此时管嘴出流近似为孔口出流,流量反而减小。 因此,要保证管嘴正常工作,要求收缩断面真空度小于7m,则
流速系数 又因为
0.62 ϕ = µ /ε = = 0.97 0.64 1 1 1 可得 ζ = ϕ= −1 = − 1 = 0.063 2 2 1+ ζ 0.97 ϕ
5.2 液体经管嘴的恒定出流
(1)定义、分类及流动特点: )定义、分类及流动特点:
管嘴实际上是以某种方式连接于孔口上的具有一定长度的短管 实际上是以某种方式连接于孔口上的具有一定长度的短管。 管嘴实际上是以某种方式连接于孔口上的具有一定长度的短管。 液体经由容器外壁上安装的长度约( 液体经由容器外壁上安装的长度约(3~4)倍管径的短管出流,或容器壁 )倍管径的短管出流, 的厚度为( 管嘴出流。 的厚度为(3~4)孔径的孔口出流,称为管嘴出流。 )孔径的孔口出流,称为管嘴出流 管嘴出流也可以分为恒定和非恒定出流,自由和淹没出流。 管嘴出流也可以分为恒定和非恒定出流,自由和淹没出流。 管嘴出流的流动特点是:水流进入管嘴之前的流动情况和孔口出流相同, 管嘴出流的流动特点是:水流进入管嘴之前的流动情况和孔口出流相同, 进入管嘴后, 先形成收缩断面,在收缩断面附近水流与管壁分离, 进入管嘴后, 先形成收缩断面,在收缩断面附近水流与管壁分离,形成 漩涡区,之后水流逐渐扩大,直至完全充满整个管面。 漩涡区,之后水流逐渐扩大,直至完全充满整个管面。管嘴出口断面上为 满管流。 满管流。 因为管长很小,沿程损失可以忽略,因此管嘴出流的水头损失主要来源于 因为管长很小,沿程损失可以忽略,因此管嘴出流的水头损失主要来源于 孔口的局部水头损失和水流断面扩大所引起的局部水头损失, 孔口的局部水头损失和水流断面扩大所引起的局部水头损失,即
工程流体力学课件5孔口、管嘴出流及有压管流
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H
0v02 2g
v2 2g
hw
忽略管嘴沿程损失,且令
H0
H
0v02
2g
则管嘴出口速度
v 1
2gH0 n 2gH0
Q vA n A 2gH0 n A 2gH0
其中ζ为管嘴的局部阻力系数,取0.5;则
流速系数 流量系数
n
1
1 0.82 <孔口 0.97 ~ 0.98 1 0.5
说明管嘴过流能力更强
l1, l2 ,1, 2 , n, 1, 2 , 3
求 泄流量Q, 画出水头线
3
Rd 4
R, n
C
1 n
1
R6
8g C2
1, 3 H
1
2 l1
2
l2
v
1
2gH
1
l d
1
2
1
出口断面由A缩小为A2
出口流速
v2
管内流速
v2
A2 A
3
新增出口局部损失 3
v2
2gH
13
(
l d
1
2
)
A2 A
2
= =
H+h 0
h
v2
l v2
v2
( )
2g
d 2g
2g
1
用3-3断面作 下游断面
O1
H
v
23
h O 出口水头损失
按突扩计算 23
( z1
p1
1v12
2g
) (z3
p3 )
3v32
2g
h f 12
h j12 h j23
= = = = =
H+h
流体力学课件5章孔口、管嘴出流
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20
5.2 管嘴出流
由于zA=H,zB=0,取动能修正系数αA=αB=1.0,代入 2 2 2 pA vA pB vB vB 上式得
H
2g
2g
2g
2 vA 设作用水头 H 0 H 2 g
,pA=pB ) 2g
所以
vB
4
5.1 孔口出流
5.1.1 孔口自由出流
如图5.1所示,水箱中水流从各个方向趋进孔口,由 于水流运动的惯性,流线只能以光滑的曲线逐渐弯曲, 因此在孔口断面上流线互不平行,而使水流在出口后 继续形成收缩,直到距孔口约为d/2处收缩完毕,流线 在此趋于平行,这一断面称为收缩断面,如图5.1中的 c-c断面。 设收缩断面c-c处的过流断面面积为Ac,孔口的面积 Ac 为A,则两者的比值 反映了水流经过孔口后的收缩 A Ac 程度,称为收缩系数,以符号 表示,即 。
2 v0 令 H0 H 2g
vc2 he c 2g
,代入上式整理得
6
5.1 孔口出流
收缩断面流速
vc 1 1 c 2 gH0 2 gH0 (式5.1)
孔口出流量
Q vc Ac A 2 gH0 A 2 gH0 (式5.2)
式中 H0——孔口的作用水头,如v0≈0,则H0≈H; ζc——孔口的局部阻力系数,根据实测,对圆形 薄壁小孔口ζc=0.06; 1 φ——孔口的流速系数,从公式可得 1 , c 对圆形薄壁小孔口ζc=0.06, 所以 1 1 0.97 1 c 1 0.06
图5.2 孔口淹没出流
9
5.1 孔口出流
现以通过孔口形心的水平面作为基准面,列出水箱两 侧水面1-1与2-2断面的能量方程式 2 p1 1v12 p 2 2 v2 H1 H2 hw 2g 2g
5.2 管嘴出流
由于zA=H,zB=0,取动能修正系数αA=αB=1.0,代入 2 2 2 pA vA pB vB vB 上式得
H
2g
2g
2g
2 vA 设作用水头 H 0 H 2 g
,pA=pB ) 2g
所以
vB
4
5.1 孔口出流
5.1.1 孔口自由出流
如图5.1所示,水箱中水流从各个方向趋进孔口,由 于水流运动的惯性,流线只能以光滑的曲线逐渐弯曲, 因此在孔口断面上流线互不平行,而使水流在出口后 继续形成收缩,直到距孔口约为d/2处收缩完毕,流线 在此趋于平行,这一断面称为收缩断面,如图5.1中的 c-c断面。 设收缩断面c-c处的过流断面面积为Ac,孔口的面积 Ac 为A,则两者的比值 反映了水流经过孔口后的收缩 A Ac 程度,称为收缩系数,以符号 表示,即 。
2 v0 令 H0 H 2g
vc2 he c 2g
,代入上式整理得
6
5.1 孔口出流
收缩断面流速
vc 1 1 c 2 gH0 2 gH0 (式5.1)
孔口出流量
Q vc Ac A 2 gH0 A 2 gH0 (式5.2)
式中 H0——孔口的作用水头,如v0≈0,则H0≈H; ζc——孔口的局部阻力系数,根据实测,对圆形 薄壁小孔口ζc=0.06; 1 φ——孔口的流速系数,从公式可得 1 , c 对圆形薄壁小孔口ζc=0.06, 所以 1 1 0.97 1 c 1 0.06
图5.2 孔口淹没出流
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5.1 孔口出流
现以通过孔口形心的水平面作为基准面,列出水箱两 侧水面1-1与2-2断面的能量方程式 2 p1 1v12 p 2 2 v2 H1 H2 hw 2g 2g
流体力学第五章孔口管嘴出流与管路水力计算
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AV
2 A
2g
zB
pB g
BVB2 2g
hm
vA
V2
H0 C 2g
O
A
H
B
v
2
O
2 B
1
V C 2gH0
Q C A 2gH0 C 管道系统阻力系数
C 管道系统流量系数
三、长管计算
长管:作用水头的95%以上用于沿程水头损失,可 以略去局部损失及出口速度水头
Q1
H hf CD
AB
Q2
C
D
Q3
三、管网
(a)分枝状管网
(b)环状管网
(1)任一结点处,流出结点的流量与流 入结点的流量应相等:
Qi 0
(2)任一环路中,由某一结点沿不同方向 到另一个结点的能量损失应相等:
hf 0
知识回顾 Knowledge Review
取断面A-A和B-B,列总流能量方程
zA
pA
g
AVA2
2g
zB
pB
g
BVB2
2g
hw
H hf
hf
l d
V2 ,
2g
VQ A
hf
8 g 2d 5
lQ2
SlQ2
Q2 K2
l
Q VA AC RJ K J K hf l
流量模数: K AC R
zA
pA AVA2 g 2g
zC
pC CVC2 g 2g
hm
O
H0
( C
流体力学 水力学 孔口和管嘴出流与有压管流ppt课件
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V2 2g
h j
V2 2g
则 H l V2 V2 V2 l
d 2g
2g 2g d
2021/3/30
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15
则
V
1
2gH
l
d
令
/ c
1/
l —短管淹没出流的流量系数
d
则 QVA /A2gH c
这就是短管淹没出流的水力计算的基本公式。
2021/3/30
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16
(三) 短管自由出流与淹没出流计算之异同
20
Zs Z
虹吸管是一种压力管,顶部弯曲且其高程高于 上游供水水面。其顶部的真空值一般不大于7-8m
水柱高。虹吸管安装高度Zs越大,顶部真空值越大。
虹吸管的优点在于能跨越高地,减少挖方。 虹吸管长度一般不长,故按短管计算。
2021/3/30
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21
例54:虹吸管l长lABlBC 20m30m50m, 直径d 200mm。两水池水位H差1.2m,已知:
=0.03,进口e 0.5,出口s 1.0,弯头 1的 1=0.2,弯头 2、3的2=3=0.4,头4的4=0.3,
2021/3/30
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8
长管:凡局部阻力和出口速度水头在总的阻力 损失中,其比例不足5%的管道系统,称为水 力长管,也就是说只考虑沿程损失。
2021/3/30
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9
§2 有压管流的水力计算
一、短管的水力计算
所谓短管是指局部水头损失和流速水头之和占沿程 水头损失的5%以上,在计算时两者不能被忽略的管 道,它又分为自由出流和淹没出流。
2021/3/30
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流体力学 水力学 孔口和管嘴出流与有压管流
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虹吸管长度一般不长,故按短管计算。
2021/7/16
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2021/7/16
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19
2021/7/16
虹吸输水:世界上最大 直径的虹吸管(右侧直径 1520毫米、左侧600毫米), 虹吸高度均为八米,犹如 一条巨龙伴游一条小龙匐 卧在浙江杭州萧山区黄石 垅水库大坝上,尤为壮观, 已获吉尼斯世界纪录。
(一) 自由出流的基本公式
右图为短管自由出流示意 图,短管的长度为l,直径 为d,根据伯努利方程推导 基本公式:
H
v
2021/7/16
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10
1
v O 1
H
2 O
2
=
= =
= =
伯努利方程: z1p g 12 1v g 1 2z2pg 22 2g v2 2hw 12 (z 1 H p g 1 0 2 1 v g 1 2 ) 0(z 2 0p g 2) 0 2 2 g v 2 2 2v g2 h f1 2 h j
=
= =
= =
(z 1 Hp g 1 02 1 v g 1 2 ) ( 0z 2 p 0g 2)02 2 g v 2 2 0h f1 2 h j
2021/7/16
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14
Hhf hj
上式表明,短管的总水头H一部分转化成水流动能, 另一部分克服水流阻力转化成水头损失hw1-2。
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20
Zs Z
虹吸管是一种压力管,顶部弯曲且其高程高于 上游供水水面。其顶部的真空值一般不大于7-8m
水柱高。虹吸管安装高度Zs越大,顶部真空值越大。
虹吸管的优点在于能跨越高地,减少挖方。 虹吸管长度一般不长,故按短管计算。
孔口、管嘴和管道的流动计算方法PPT课件( 74页)
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d 4Qi ve
ve——经济流速(规范要求)
c.由控制线确定作用压力
p p ip c Sp iQ i2p c 或 H h ih c Sh iQ i2h c d.阻力平衡,调整支管管径
(2)管网布置和作用压力已定,求di——校核计 算,扩建管网
a.由连续性方程确定节点流量
伸管嘴 流量大
0.04 0.98 1 0.98
4.例:水箱中用一带薄壁孔口的板隔开,孔口及两出 流管嘴直径均为d=100mm,为保证水位不变,流入水 箱左边的流量Q=80L/s,求两管嘴出流的流量q1、q2
解:设孔口的流量为q
qA2gh 1h2
对管嘴
q1 1A 2gh1
0.62 1 0.82
H0
11
vC2 2g
H0——淹没出流的作用水头
物理意义:促使流体克服阻力流入到下游的全部能量
H0与孔口位置无关
特例:P1= P2=Pa,v1= v2 =0
H 0z1z2H
收缩断面流速
1
vC 11
2gH 0 2gH 0
孔口流量
QvCACvCACA2gH 0
与自由出流一致
必须pA≥0,列低油箱到A点的能量方程
zpgAh2h2 S2Q2
注意:因q1=0,故q2=Q,
解得z≥1.27m
管网计算
特点
1.枝状管网的水力计算(两类) (1)管网布置已定(Li,ζ,用户Qc,末端压力pc 或hc),求di,作用压力p或H——新建管网 a.由连续性方程确定节点流量
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
v 2gH 0
1
l1l2
2gH
d
12
流量
ve——经济流速(规范要求)
c.由控制线确定作用压力
p p ip c Sp iQ i2p c 或 H h ih c Sh iQ i2h c d.阻力平衡,调整支管管径
(2)管网布置和作用压力已定,求di——校核计 算,扩建管网
a.由连续性方程确定节点流量
伸管嘴 流量大
0.04 0.98 1 0.98
4.例:水箱中用一带薄壁孔口的板隔开,孔口及两出 流管嘴直径均为d=100mm,为保证水位不变,流入水 箱左边的流量Q=80L/s,求两管嘴出流的流量q1、q2
解:设孔口的流量为q
qA2gh 1h2
对管嘴
q1 1A 2gh1
0.62 1 0.82
H0
11
vC2 2g
H0——淹没出流的作用水头
物理意义:促使流体克服阻力流入到下游的全部能量
H0与孔口位置无关
特例:P1= P2=Pa,v1= v2 =0
H 0z1z2H
收缩断面流速
1
vC 11
2gH 0 2gH 0
孔口流量
QvCACvCACA2gH 0
与自由出流一致
必须pA≥0,列低油箱到A点的能量方程
zpgAh2h2 S2Q2
注意:因q1=0,故q2=Q,
解得z≥1.27m
管网计算
特点
1.枝状管网的水力计算(两类) (1)管网布置已定(Li,ζ,用户Qc,末端压力pc 或hc),求di,作用压力p或H——新建管网 a.由连续性方程确定节点流量
Qi 0 b.由流量确定各管段管径
v 2gH 0
1
l1l2
2gH
d
12
流量
流体力学第五章孔口及管嘴PPT课件
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流体输送
在流体输送过程中,孔口和管嘴的流动现象对输送效率和稳定性有着重要影响。通过对这 些流动现象的理解和应用,可以提高流体输送的效率和安全性。
流体机械
流体机械如泵、阀和压缩机等都涉及到孔口和管嘴的流动现象。通过对这些流动现象的研 究和应用,可以提高流体机械的性能和效率,延长其使用寿命。
05 实验与模拟
公式推导
基于伯努利方程和连续性方程,推导出管嘴流量公式。
公式应用
解释如何使用该公式计算管嘴流量,并讨论影响流量变化的因素。
管嘴流动的能量损失
能量损失原因
由于流体在管嘴内的摩擦和动能转换为压力能。
能量损失计算
介绍如何使用相关公式计算管嘴流动的能量损失,并讨论减小能量损失的方法。
04 孔口与管嘴的流动现象
流动特性比较
孔口流动
流动特性差异
液体通过孔口的流动特性与管内流动 有所不同,孔口流动的流速和压力分 布较为复杂。
孔口流动和管嘴流动的流速和压力分 布不同,主要表现在流速分布、压力 分布、流速梯度和压力损失等方面。
管嘴流动
管嘴流动是液体在管道末端自由表面 处的流动,其流动特性与孔口流动相 似,但受到管道形状和尺寸的影响。
实验设备与技术
实验设备
包括孔口和管嘴模型、压力计、流量 计、水箱等。
实验技术
采用恒定流速法,通过调节阀门控制 流量,记录压力和流量数据。
数值模拟方法
01
02
03
数值模型
采用流体动力学软件建立 孔口和管嘴的数值模型, 包括流体域、边界条件等。
求解方法
采用有限体积法进行离散 化,采用压力修正算法进 行迭代求解。
孔口流量公式
01
孔口流量公式是计算孔口流量的 基本公式,根据不同的孔口类型 和流动条件,需要采用不同的流 量公式进行计算。
在流体输送过程中,孔口和管嘴的流动现象对输送效率和稳定性有着重要影响。通过对这 些流动现象的理解和应用,可以提高流体输送的效率和安全性。
流体机械
流体机械如泵、阀和压缩机等都涉及到孔口和管嘴的流动现象。通过对这些流动现象的研 究和应用,可以提高流体机械的性能和效率,延长其使用寿命。
05 实验与模拟
公式推导
基于伯努利方程和连续性方程,推导出管嘴流量公式。
公式应用
解释如何使用该公式计算管嘴流量,并讨论影响流量变化的因素。
管嘴流动的能量损失
能量损失原因
由于流体在管嘴内的摩擦和动能转换为压力能。
能量损失计算
介绍如何使用相关公式计算管嘴流动的能量损失,并讨论减小能量损失的方法。
04 孔口与管嘴的流动现象
流动特性比较
孔口流动
流动特性差异
液体通过孔口的流动特性与管内流动 有所不同,孔口流动的流速和压力分 布较为复杂。
孔口流动和管嘴流动的流速和压力分 布不同,主要表现在流速分布、压力 分布、流速梯度和压力损失等方面。
管嘴流动
管嘴流动是液体在管道末端自由表面 处的流动,其流动特性与孔口流动相 似,但受到管道形状和尺寸的影响。
实验设备与技术
实验设备
包括孔口和管嘴模型、压力计、流量 计、水箱等。
实验技术
采用恒定流速法,通过调节阀门控制 流量,记录压力和流量数据。
数值模拟方法
01
02
03
数值模型
采用流体动力学软件建立 孔口和管嘴的数值模型, 包括流体域、边界条件等。
求解方法
采用有限体积法进行离散 化,采用压力修正算法进 行迭代求解。
孔口流量公式
01
孔口流量公式是计算孔口流量的 基本公式,根据不同的孔口类型 和流动条件,需要采用不同的流 量公式进行计算。
【学习课件】第5章孔口、管嘴出流和有压管路
![【学习课件】第5章孔口、管嘴出流和有压管路](https://img.taocdn.com/s3/m/808c57b352ea551811a6874a.png)
ppt课件
前进 1
【教学基本要求】
【学习重点】
§5.1 §5.2 §5.3 §5.4 §5.5
孔口出流 管嘴出流 短管的水力计算 长管的水力计算 有压管路中的水击
ppt课件
回到总目录2
教学基本要求
▪ 1、了解有压管流的基本特点,掌握管流分 为长管流动和短管流动的条件。
▪ 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头 线、总水头线的绘制,并能确定管道内的 压强分布。
▪ 圆柱形外管嘴的正常工作条件是:
ppt课件
6
2.短管和长管
短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损 失都不能忽略不计的管道;
长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于 沿程水头损失,在计算中可以忽略的管道为,一般认 为(局部水头损失+流速水头)<10%的沿程水头损失, 可以按长管计算。
需要注意的是:长管和长管不是完全按管道的长短来区 分的。将有压管道按长管计算,可以简化计算过程。但在不能 判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前, 按短管计算不会产生较大的误差。
10
2)淹没出流
▪ 当出孔水流淹没在下游水面之下。
QvcAc A 2gH0 A 2gH0
孔口淹没出流的流速和流量 均与孔口的淹没深度无关, 也无“大”、“小”孔口的区别。
H0
H
1v12
2g
2v22
2g
ppt课件
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3)小孔口的收缩系数及流量系数
▪ 实验证明,不同形状小孔口的流量 ▪ 系数差别不大,但孔口边缘情况对 ▪ 收缩系数会有影响,薄壁孔口的收
流经过短管并充满出 口断面流出的水力现 象。
▪ 根据实际需要管嘴 可设计成:
▪ 1)圆柱形:内管嘴和 外管嘴
前进 1
【教学基本要求】
【学习重点】
§5.1 §5.2 §5.3 §5.4 §5.5
孔口出流 管嘴出流 短管的水力计算 长管的水力计算 有压管路中的水击
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教学基本要求
▪ 1、了解有压管流的基本特点,掌握管流分 为长管流动和短管流动的条件。
▪ 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头 线、总水头线的绘制,并能确定管道内的 压强分布。
▪ 圆柱形外管嘴的正常工作条件是:
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2.短管和长管
短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损 失都不能忽略不计的管道;
长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于 沿程水头损失,在计算中可以忽略的管道为,一般认 为(局部水头损失+流速水头)<10%的沿程水头损失, 可以按长管计算。
需要注意的是:长管和长管不是完全按管道的长短来区 分的。将有压管道按长管计算,可以简化计算过程。但在不能 判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前, 按短管计算不会产生较大的误差。
10
2)淹没出流
▪ 当出孔水流淹没在下游水面之下。
QvcAc A 2gH0 A 2gH0
孔口淹没出流的流速和流量 均与孔口的淹没深度无关, 也无“大”、“小”孔口的区别。
H0
H
1v12
2g
2v22
2g
ppt课件
11
3)小孔口的收缩系数及流量系数
▪ 实验证明,不同形状小孔口的流量 ▪ 系数差别不大,但孔口边缘情况对 ▪ 收缩系数会有影响,薄壁孔口的收
流经过短管并充满出 口断面流出的水力现 象。
▪ 根据实际需要管嘴 可设计成:
▪ 1)圆柱形:内管嘴和 外管嘴
第五章-孔口管嘴出流及管路计算ppt模板
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u
1
2
dp dx
y2
C1 y
C2
由边界条件,
y
0, u
0; 和y
h, u
u0 ,
C1
u0 h
h
2
dp dx
C2 0
在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数,有 dp p2 p1 - p
dx l
l
速度表达式 u y h yp u0 y
2l
h
流量表达式
q
h
0
ubdy
b 0
(
1
2l
h
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:
H α1V12 α V 2 ζ V 2 2g 2g 2g
令
H0
H
1v12
2g
g
0.75H 0
[H0
]
7 0.75
9.3m
第三节 管路水力计算
第三节 管路水力计算
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:
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。
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。
QA QB QC Q0 Q
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。
水力学孔口出流PPT课件
![水力学孔口出流PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/4a7c19e452ea551811a68748.png)
第24页/共53页
汽化压强(饱和蒸汽压强)
在某一温度下,当压力降低到某一值时液体将迅速汽化,液体
中产生大量汽泡而沸腾,此压力为该液体在该温度下的汽化压强
(饱和蒸汽压)。
温度增高,液体的汽化压强(饱和蒸汽压)相应提高,汽化压
强也随着温度的降低而降低。
水在和同温度的汽化压强与不同压强下的沸点温度的对应关系
H0=H1-H2=H;
ζ1――孔口的局部阻力系数,与自由出流相同;
ζ2――液流在收缩断面后突然扩大的局部阻力系数,当
A2>>Ac时,ζ2=(1-Ac/A2)2≈1;
φ――淹没孔口的流速系数,
1
1 2
1
11
μ――淹没孔口的流量系数,μ=εφ。
第10页/共53页
孔口出流各项系数
对于薄壁小孔口,试验证明,不同形状孔口的流量系数差别不大。 但孔口在壁面上的位置对收缩系数却有直接影响。
所以,圆柱形管嘴的正常工作条件是:
①作用水头H0≤9m ②管嘴长度l=(3~4)d
判断:增加管嘴的作用水头,能提高真空度,所以对于管嘴的
出流能力,作用水头越大越好。
第28页/共53页
圆柱形外管嘴
思考题
1.什么是小孔口、大孔口?各有什么特点?
答:大孔口:当孔径d(或孔高e)大于或等于孔口形心以上的水头高0.1H, 需考虑在孔口射流断面上各点的水头、压强、速度沿孔口高度的变化,这时的孔 口称为大孔口。小孔口:当孔径d(或孔高e)小于孔口形心以上的水头高度0.1H 时,可认为孔口射流断面上的各点流速相等, 且各点水头亦相等,这时的孔口称 为小孔口。
第7页/共53页
通过实验测得,对圆形薄壁小孔口 流速系数,φ =0.97~ 0.98 断面收缩系数,ε =0.62~ 0.64 流量系数,μ =0.60~ 0.62
汽化压强(饱和蒸汽压强)
在某一温度下,当压力降低到某一值时液体将迅速汽化,液体
中产生大量汽泡而沸腾,此压力为该液体在该温度下的汽化压强
(饱和蒸汽压)。
温度增高,液体的汽化压强(饱和蒸汽压)相应提高,汽化压
强也随着温度的降低而降低。
水在和同温度的汽化压强与不同压强下的沸点温度的对应关系
H0=H1-H2=H;
ζ1――孔口的局部阻力系数,与自由出流相同;
ζ2――液流在收缩断面后突然扩大的局部阻力系数,当
A2>>Ac时,ζ2=(1-Ac/A2)2≈1;
φ――淹没孔口的流速系数,
1
1 2
1
11
μ――淹没孔口的流量系数,μ=εφ。
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孔口出流各项系数
对于薄壁小孔口,试验证明,不同形状孔口的流量系数差别不大。 但孔口在壁面上的位置对收缩系数却有直接影响。
所以,圆柱形管嘴的正常工作条件是:
①作用水头H0≤9m ②管嘴长度l=(3~4)d
判断:增加管嘴的作用水头,能提高真空度,所以对于管嘴的
出流能力,作用水头越大越好。
第28页/共53页
圆柱形外管嘴
思考题
1.什么是小孔口、大孔口?各有什么特点?
答:大孔口:当孔径d(或孔高e)大于或等于孔口形心以上的水头高0.1H, 需考虑在孔口射流断面上各点的水头、压强、速度沿孔口高度的变化,这时的孔 口称为大孔口。小孔口:当孔径d(或孔高e)小于孔口形心以上的水头高度0.1H 时,可认为孔口射流断面上的各点流速相等, 且各点水头亦相等,这时的孔口称 为小孔口。
第7页/共53页
通过实验测得,对圆形薄壁小孔口 流速系数,φ =0.97~ 0.98 断面收缩系数,ε =0.62~ 0.64 流量系数,μ =0.60~ 0.62
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zApg A2 A V gA 2zCpg C2 CV gC 2hmO
H0
(C
)VC2 2g
A
Av
2 A
2g
H
H0
d vA
A
C
O
vC C
1
VC C
2gH 0 2gH 0
Q V C A CA 2g0 H A2g0 H
H0 作用总水头
孔口流速系数
孔口流量系数
二、小孔口淹没出流 A
对断面A-A和B-B列总流
H0 作用总水头
流速系数 流量系数
相对压强:
pC
g
0.75H0
真空值:
pV
g
0.75H0
§5-3 简单管路
简单管路:管径不变、没有分叉的管路。
复杂管路:由两根或两根以上简单管路组合 而成的管道系统。
短管:局部损失和流速水头之和大于总水头 的5%。
长管:作用水头的95%以上用于沿程水头损失, 可以略去局部损失及出口速度水头
能量方程
HA
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hmO
vA
H A2 A V gA 2H B2 B V gB 2V 2C g 2EV 2C g 2 A
B
C
HB
d
O
vC
OC
B
H0(E)V 2C g2 (1)V 2C g2
1
VC 1
2gH 0 2gH 0
Q V C A CA 2g0 H A2g0 H
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hw
H hf
hf
l V2 ,
d 2g
V Q A
hf
8 g2d5
lQ2 SlQ 2 Q K22
l
QV AAC R JKJKhf l
流量模数: KACR
§5-4 管路的串联和并联
一、串联管道
任一结点处: Qi 0
n
H hfi
i1
H0 作用水头
§5-2 管嘴出流
对断面A-A和B-B列 总流能量方程
A
Av
2 A
2g
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm H
H0
d
H0
(B
)VB2 2g
o A
B C
vc
vB
o
C
B
3~4d
1
VB B
2gH 0 2gH 0
Q V B A BA 2g0 H A2g0 H
n
i1
Qi2 Ki2
li
hf1 hf2
l1,d1 Q1
l2,d2
Q2 q1
l3,d3
Q3 q2
H hf3Biblioteka 二、并联管道QQi
hf i
Qi2 Ki2
li
常数
hf AB hf 1=hf 2 =hf 3
Q1
H hf CD
AB
Q2
C
D
Q3
三、管网
(a)分枝状管网
(b)环状管网
(1)任一结点处,流出结点的流量与流 入结点的流量应相等:
Qi 0
(2)任一环路中,由某一结点沿不同方向 到另一个结点的能量损失应相等:
hf 0
个人观点供参考,欢迎讨论
一、短管自由出流
对断面A-A和B-B列
A
总流能量方程
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm
vA
H0 (B C)V2Bg2
O
A
H
v B
vO
B
1
V
1C
2gH0
A QV A
1C
2gH 0CA2gH 0
C 管道系统阻力系数
C 管道系统流量系数
二、短管淹没出流
对断面A-A和B-B列
第5章
孔口管嘴出流与管路
水力计算
第5章孔口管嘴出流与管路水力计算
§5-1 孔口出流 §5-2 管嘴出流 §5-3 简单管路 §5-4 管路的串联和并联
孔 口 出 流
孔 口 出 流
§5-1 孔口出流
孔口
d
H ,小孔口 10
d
H 10
,大孔口
H
l
d
一、小孔口自由出流
对截面A-A和收缩断面C-C列 总流能量方程
A
总流能量方程
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm
vA
V2
H0 C 2g
O
A
H
B
v
2
O
2 B
1
V
C
2gH0
QCA 2gH0
C 管道系统阻力系数
C 管道系统流量系数
三、长管计算 长管:作用水头的95%以上用于沿程水头损失,可 以略去局部损失及出口速度水头
取断面A-A和B-B,列总流能量方程
H0
(C
)VC2 2g
A
Av
2 A
2g
H
H0
d vA
A
C
O
vC C
1
VC C
2gH 0 2gH 0
Q V C A CA 2g0 H A2g0 H
H0 作用总水头
孔口流速系数
孔口流量系数
二、小孔口淹没出流 A
对断面A-A和B-B列总流
H0 作用总水头
流速系数 流量系数
相对压强:
pC
g
0.75H0
真空值:
pV
g
0.75H0
§5-3 简单管路
简单管路:管径不变、没有分叉的管路。
复杂管路:由两根或两根以上简单管路组合 而成的管道系统。
短管:局部损失和流速水头之和大于总水头 的5%。
长管:作用水头的95%以上用于沿程水头损失, 可以略去局部损失及出口速度水头
能量方程
HA
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hmO
vA
H A2 A V gA 2H B2 B V gB 2V 2C g 2EV 2C g 2 A
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C
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d
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Q V C A CA 2g0 H A2g0 H
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H hf
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d 2g
V Q A
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8 g2d5
lQ2 SlQ 2 Q K22
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QV AAC R JKJKhf l
流量模数: KACR
§5-4 管路的串联和并联
一、串联管道
任一结点处: Qi 0
n
H hfi
i1
H0 作用水头
§5-2 管嘴出流
对断面A-A和B-B列 总流能量方程
A
Av
2 A
2g
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm H
H0
d
H0
(B
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o A
B C
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B
3~4d
1
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l1,d1 Q1
l2,d2
Q2 q1
l3,d3
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H hf3Biblioteka 二、并联管道QQi
hf i
Qi2 Ki2
li
常数
hf AB hf 1=hf 2 =hf 3
Q1
H hf CD
AB
Q2
C
D
Q3
三、管网
(a)分枝状管网
(b)环状管网
(1)任一结点处,流出结点的流量与流 入结点的流量应相等:
Qi 0
(2)任一环路中,由某一结点沿不同方向 到另一个结点的能量损失应相等:
hf 0
个人观点供参考,欢迎讨论
一、短管自由出流
对断面A-A和B-B列
A
总流能量方程
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm
vA
H0 (B C)V2Bg2
O
A
H
v B
vO
B
1
V
1C
2gH0
A QV A
1C
2gH 0CA2gH 0
C 管道系统阻力系数
C 管道系统流量系数
二、短管淹没出流
对断面A-A和B-B列
第5章
孔口管嘴出流与管路
水力计算
第5章孔口管嘴出流与管路水力计算
§5-1 孔口出流 §5-2 管嘴出流 §5-3 简单管路 §5-4 管路的串联和并联
孔 口 出 流
孔 口 出 流
§5-1 孔口出流
孔口
d
H ,小孔口 10
d
H 10
,大孔口
H
l
d
一、小孔口自由出流
对截面A-A和收缩断面C-C列 总流能量方程
A
总流能量方程
zApg A2 A V gA 2zBpg B2 B V gB 2hm
vA
V2
H0 C 2g
O
A
H
B
v
2
O
2 B
1
V
C
2gH0
QCA 2gH0
C 管道系统阻力系数
C 管道系统流量系数
三、长管计算 长管:作用水头的95%以上用于沿程水头损失,可 以略去局部损失及出口速度水头
取断面A-A和B-B,列总流能量方程