《流体力学》孔口、管嘴及有压管流

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水利讲义第六章孔口、管嘴出流以及有压管路

H
H

z2

p2

2V22
2g
hw12
1

2V22
2g
hw12
V2 2
令：
H
0V02
2g
H0
H0

2V22
2g
hw12
§6-4 短管的水力计算
hw12
hf
hm
L V22
d 2g
V22
2g
孔断面上各点的有效水头是一致的，且都等于上下游水位差，所以在这种情况下，可不分大孔和小孔。
§6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流
1-1、2-2 列伯诺里方程：
H1
p1

1V12
2g
1 H1

H2

p2

2V22
2g
hw
V1
而 hw
0
Vc 2 2g
se
Vc 2 2g
1
H0 2
①自由出流
水进入到管嘴后，同样形成收缩，
在收缩断面 c-c 处形成旋涡区，
对 o-o 和 b-b 列伯诺里方程：
H

pa

0V02
2g

pa

0 V 2
2g
hw
§6-2 液体经管嘴的恒定出流
式中 hw 为管嘴水头损失，
等于进口损失与收缩断面后的扩大损失之和（沿程损失忽略）。
即：hw
上式写为：
H
0V02
2g

cVc 2
2g
0
Vc 2 2g

( c

流体力学专题课程第七章孔口、管嘴出流与有压管流

ε=0.6f4 0.82
ε=1
（3）与孔口的对比： 1> 公式形式相同，但系数不同： 2> H0 相同时，若A 也相同，则管嘴出流是孔口出流量的1.32倍。
二、收缩断面的真空
与自由出流一致
结论 1、流量公式：
QA 2gH0
2、自由式与淹没式对比： 1> 公式形式相同；
2> φ、μ基本相同，但 H0不同；
3> 自由出流与孔口的淹没深度有关，淹没出流与上、下游水位差有关。
H v0
z
v0
v2
自由式：
H0 = H +
v02 2g
淹没式：
H0 =
z
+
v02 2g
－
v22 2g
pg AzA2 vg A 2 pg CzC2 vC g 22 vC g 2
pC pa
zAzCpA gpa2 vg A 2 12 vC g 2
H0——自由出流的作用水头
H0
1
vC2
2g
物理意义：促使流体克服阻力，流入大气的全部能量
特例自由液面：PA=Pa，液面恒定：vA=0
H 0zAzCH
收缩断面流速
一、概念
1、孔口出流 ——容器壁上开孔，流体经容器壁上所开小孔流出的水力现象，称孔口出流。
2、管嘴出流 ——在孔口上对接长度为3-4倍孔径的短管，流体经容器壁上所接短管流出的水力现象，称管嘴出流。
二、任务：计算过流量Q。三、依据：
（1）能量方程；（2）总流的连续性方程；（3）能量损失计算式。
vC
1
1
2gH 0 2gH 0
φ——孔口的流速系数，φ=0.97。

流体力学水力学第五章

7 H [H0 ] 9m 0.75
§5.3 有压管道恒定流 5.3.1 短管水力计算（Q、d、H）有压流：水沿管道满管流动的水力现象。特点：水流充满管道过水断面，管道内不存在自由水面，管壁上各点承受的压强一般不等于大气压强。
短管：局部水头损失和速度水头在总水头损失中占有相当的比重，计算时不能忽略的管道. （一般局部损失和速度水头大于沿程损失的5% ~ 10%）。一般L/d 1000
1 vc c 0
v
2 0 0
2 gH 0 2 gH 0
v hw h j 2g p c pa
2 c
1 1 流速系数： c 0 1 0
1 1 流速系数： c 0 1 0
实验得： 0.97 ~ 0.98 1 推求： 0 2 1 1 0.06 2 0.97 1
2
d2
5.126m 2g
例5 3：如图所示圆形有压涵管，管长50m, 上下游水位差3m 沿程阻力系数为0.03，局部阻力系数：进口 1＝0.5。第一个转弯 2＝0.71，第二个转弯 3＝0.65，出口
4＝1.0，要求涵管通过流量大约3m 3 / s, 试设计管径d。
2 1 1
2g

v

v
2 2 2
2 2 2
2g
hw
2g
hw
H0 H
v
2 1 1
2g

v
2 2 2
2g
hw
hw h f h j (
l v
v d 2g 2g
2
2
l
v ) d 2g

流体力学(孔口管嘴出流与有压管流)

二、本章重点掌握 1、孔口、管嘴恒定出流的水力计算。 2、有压管路恒定流动的水力计算。
§7－1
孔口出流
孔口出流分类薄壁小孔口恒定出流薄壁大孔口恒定出流孔口非恒定出流
在容器壁上开孔，流体经孔口流出的现象，称孔口流出。应用：给排水工程中水池放水，泄水闸孔等。
一、孔口出流分类
1、按孔口大小与其水头高度的比值分
式中µ――全部完善收缩时孔口流量系数； A――孔口面积； A0――孔口所在壁面的全部面积。上式的适用条件是，孔口处在壁面的中心位置，各方向上影响不完善收缩的程度近于一致的情况。想一想：为什么不完善收缩、不完全收缩的流量系数较完善收缩、完全收缩的流量系数大？
3、淹没出流
当液体通过孔口流到充满液体的空间称为淹没出流。由于惯性作用，水流经孔口流束形成收缩断面c－c，然后扩大。列出上、下游自由液面1－1和2－2的伯诺里方程。式中水头损失项包括孔口的局部损失和收缩断面c－c至2－2断面流束突然扩大局部损失。
大孔口的流量计算式与小孔口的相同，但大孔口的收缩系数较大，因而流量系数也较大，见下表（教材表6-1，P189）。
大孔口的流量系数
收缩情况全部、不完善收缩底部无收缩，侧向有收缩底部无收缩，侧向较小收缩底部无收缩，侧向极小收缩
μ
0.70 0.65～0.70 0.70～0.75 0.80～0.90
2、孔口出流各项系数
边界条件的影响：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。孔口在壁面上的位置对收缩系数却有直接影响。全部收缩是全部收缩是当孔口的全部边界都不与容器的底边、侧边或液面重合时，孔口的四周流线都发生收缩的现象；如图中I、Ⅱ两孔。不全部收缩是不符合全部收缩的条件；不全部收缩如图中Ⅲ、Ⅳ两孔。在相同的作用水头下，不全部收缩的收缩系数 ε 比全部收缩时大，其流量系数

流体力学第7章孔口管嘴出流和有压管流

孔 A1 2 gh1 嘴 A2 2 g (h2 h3 )
4 4 0.000992 h1 0.000738 h2 h3 0.62

0.042 2 gh1 0.82

0.032 2 g (h2 h3 )
0.000992 h1 0.000738 h2 h3
主要内容：
薄壁孔口的恒定出流液体经管嘴的恒定出流
孔口、管嘴的非恒定出流
短管的水力计算长管的水力计算管网的水力计算
7.1 薄壁孔口的恒定出流
在装有液体的容器壁上开一孔口，液流经过孔口流出的水力现象称为孔口出流。（1）孔口出流分类： d/H<0.1 小孔口出流侧壁孔按孔口断面上各点所受 d/H>0.1 大孔口出流的作用水头是否相同分底孔，小孔口出流按孔口壁面厚度和形状对出流的影响分按液体出流时与周围介质关系分按作用的总水头是否改变分薄壁孔口出流厚壁孔口出流孔口自由出流孔口淹没出流孔口恒定出流
工程实际中，大孔口出流的计算可以近似采用小孔口的计算公式。 Q A 2 gH 0
式中H0取为大孔口形心的水头，流量系数可以查表得到。
7.2 液体经管嘴的恒定出流
（1）定义、分类及流动特点：
管嘴实际上是以某种方式连接于薄壁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（3~4）倍管径的短管出流，或容器壁的厚度为（3~4）孔径的孔口出流，称为管嘴出流。
（5）大孔口出流大孔口出流断面上的流速分布不均匀，流速系数φ较小，且大多数属于不完善的非全部收缩，流量系数较大。大孔口可看成由很多小孔口组成。
利用小孔口出流计算公式，宽为dh的小孔口流量为 dQ μbdh 2gh

工程流体力学课件5孔口、管嘴出流及有压管流

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

工程流体力学课件第06章孔口、管嘴出流及有压管流讲解

流量系数
H 23
h O
23
c
1
1 l
d
淹没与自由出流相比，作用水头不同，管系流量系数相同，局部损失中不包含 2-2 断面出口损失。
简单管道水力计算特例——虹吸管及水泵
安装高度
提水高度
压水管
1
Zs
Z
安装高度
吸水管
Z 1
2 Zs
虹吸管是一种压力管，顶部2 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。
圆柱形外管嘴的正常工作条件
H0

7m 0.75

9m
管嘴长度为(3-4)d
P121
§6—3 有压管道恒定流动的水力计算
z1
p1
g
1v12
2g

z2

p2
g
2v22
2g
hw12
实际流体恒定总流能量
方程
hw12

hf 12 hj
沿程损失局部损失
已能定量分析，原则上解决了恒定总流能量方程中的粘性损失项。
P119
一、管嘴出流的计算
计算特点: hf 0 出流特点:
1
H
0
d
在C-C断面形成收缩，然后再扩大，逐步充满
整个断面。
1
l (3 ~ 4)d
c2 0
c2
从 1→2 建立伯努利方程，有
H

0

0

0

0

v 2
2g
n
v2 2g
v

有压管流与孔口、管嘴出流

例5.1：水泵管路如图，铸铁管直径d=150mm，管长l=180m，管路上装有吸水网（无底阀）一个，全开截止阀一个，管半径与曲率半径之比为r/R=0.5的弯头三个，高程h=100m，流量Q=225m3/h，水温为20℃。试求水泵的输出功率。
c值可按巴甫洛夫斯基公式计算：式中：R—水力半径（米）。适用范围0.1≤R≤3 n—粗糙系数，视材料而定。 y—与n及R有关的指数。对于一般输水管道，常取 y＝1/6。曼宁公式： K可根据d、n查表选取。
05
Q2=25.72L/s
06
Q3=32.76L/s
07
并联水头损失：
08
【例】如图所示的具有并联、串连管路的虹吸管，已知H＝40m， l1＝200m，l2＝100m，l3＝500m，d1＝0.2m，d2＝0.1m，d3＝0.25m，各管段均为正常管。求总流量Q。【解】管1和管2并联，此并联管路又与管3串连，因此：H＝hf2+hf3，查表得：K1＝341.0L/s，K2＝53.72L/s，K3＝618.5L/s，总流量 Q＝Q1＋Q2，故Q2＝0.1822Q 即40＝0.002457Q，Q＝127.6 升/秒
ζ0：孔口局部阻力系数
2、淹没出流
孔口出流淹没在下游水面之下。由伯努利方程：整理后得：得：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。淹没孔口局部阻力系数
5.4管嘴出流
在孔口接一段长l=（3~4）d的短管，液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：圆柱形：内管嘴和外管嘴非圆柱形：扩张管嘴和收缩管嘴。圆柱形外管嘴定常出流管嘴面积为A，管轴为基准面，列0-0，b-b伯努利方程
5.2 管网的水力计算基础

流体力学(孔口管嘴出流与有压管流)

缩断面后，液体质点受重力作用而下落。
计算孔口出流流量(出流规律) 列出断面1－1和收缩断面c－c的伯诺里方程。
2 p0 0v0 pc c vc2 H hw g 2g g 2g
（1）
式中 p0＝pc＝pa
孔口出流在一个极短的流程上完成的，可认为流体的阻力损失
完全是由局部阻力所产生，即
数也相同。但自由出流的水头H是水面至孔口形心的深度，而淹没出流的
水头H是上下游水面高差。因此淹没出流孔口断面各点的水头相同，所以淹没出流没有“大”、“小”孔口之分。
问题1：薄壁小孔淹没出流时，其流量与（C）有关。
A、上游行进水头； B、下游水头；
C、孔口上、下游水面差； D、孔口壁厚。问题2：请写出下图中两个孔口Q1和Q2的流量关系式（A1＝ A2）。（填>、< 或＝）
将式（2）和式（3）代入式（1）得
2 2 pv pa pc c 1 v2 2 2 1 g g 2g
把式 v2 n 2gH0
代入上式得
2 pv c 1 2 2 2 1 H 0 g
l 太短，液流经管嘴收缩后，还来不及扩大到整个管断面，真
空区不能形成；或者虽充满管嘴，但因真空区距管嘴出口断面太近，
极易引起真空的破坏。
l 太长，将增加沿程阻力，使管嘴的流量系数μ相应减小，又达不到增加出流的目的。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。
2.小孔口自由出流与淹没出流的流量计算公式有何不同？

工程流体力学第5章管路管嘴

以0-0作为基准面，写出1-1和2-2断面的总流伯努利方程 2 2 p a 1 v1 pa 2 v2 H 0 hl 2g 2g 上式中， v1

0
因为是长管，忽略局部阻力
2 2
2v h r 和速度水头，则 hl h f ，故 2g H hf （5.1）
5.1.2 长管的水力计算

对于一般输水管道，常取y =1/6，即曼宁公式 1 1 c R6 （5.5） n 管壁的粗糙系数值随管壁材料、内壁加工情况以及铺设方法的不同而异。一般工程初步估算时可采用表5.1数值。

5.1.2 长管的水力计算
序号 1 壁面种类及状况安装及联接良好的新制清洁铸铁管及钢管；精刨木板
5.1.1 短管的水力计算
水泵的吸水管、虹吸管、液压传动系统的输油管等，都属于短管，它们的局部阻力在水力计算时不能忽略。短管的水力计算没有什么特殊的原则，主要是如何运用前一章的公式和图表。
[例题5.1] 水泵管路如图5.1所示，铸铁管直径d=150mm，管长 l=180m ，管路上装有吸水网（无底阀）一个，全开截止阀一个，管半径与曲率半径之比为 r/R=0.5 的弯头三个，高程h=100m，流量 Q=225m3/h，水温为20℃。试求水泵的输出功率。
5.2.2 并联管路
根据连续性方程，有 Q Q1 Q2 Q3 （5.11）根据式（5.10）和式（5.11）可以解决并联管路水力计算的各种问题。强调：虽然各并联管路的水头损失相等，但这只说明各管段上单位重量的液体机械能损失相等。由于并联各管段的流量并不相等，所以各管段上全部液体重量的总机械能损失并不相等，流量大的管段，其总机械能损失也大。

李玉柱流体力学课后题答案第六章

第六章孔口、管嘴出流与有压管流6-1 在水箱侧壁上有一直径50mm d =的小孔口，如图所示。

在水头H 的作用下，收缩断面流速为 6.86m/s C V =，经过孔口的水头损失0.165m w h =，如果流量系数0.61μ=，试求流速系数ϕ和水股直径c d 。

解：根据伯努利方程：22.51m 2c w V H h g=+= 流速系数0.9672c cV V V gHϕ=== 2c c Q A gH AV μ==，39.71mm cd = 6-2 图示一船闸闸室，闸室横断面面积2800m A =，有一高2m h =、宽4m b =的矩形放水孔。

该孔用一个速度0.05m/s v =匀速上升的闸门开启。

假设初始水头15m H =，孔口流量系数0.65μ=，孔口出流时下游水位保持不变。

试求（1）闸门开启完毕时闸室中水位降低值y ；（2）闸室水位与下游平齐所需要的总时间T 。

解：（1）闸门完全开启所用的时间：40s ht v== 此段时间内孔口的面积可用孔的平均面积来表示：24m A =因为40s T ==所以：2 3.796m H =，12 1.204m y H H =-=（2）闸门完全打开后，防水孔的面积：28m A bh '== 液面降到与下游液面平齐所需要的时间因为135.41s T '==所以175.41s T t T '=+=6-3 贮液箱中水深保持为 1.8m h =，液面上的压强070kPa p =（相对压强），箱底开一孔，孔直径50mm d =。

流量系数0.61μ=，求此底孔排出的液流流量。

解：根据伯努利方程：202p V h g gρ+= 215.9L/s 4Q d V πμ==6-4 用隔板将矩形水池中的水体分成左右两部分，如图所示，右半部分水面保持恒定，隔板上有直径10.1m d =的圆形孔口，位于右半部液面下1 4.8m H =处。

在左半部分的侧面与前一孔口相同的高度处开有直径20.125m d =的圆形孔口，当水池两半部分的水面稳定后，试求左半部水面高度计孔口出流流量。

工程流体力学第六章孔口、管嘴和有压管流.

2.流量比较
Q 孔口
A 2g
孔口孔口
孔 H口
孔口 0.6 21
Q n
nA n 2gH n n 0.82
14
管流基本概念
简单管道是指管道直径不变且无分支的管道
复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。
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。
其中 K AC R
25
三、简单管道水力计算应用举例 1、虹吸管的水力计算
虹吸管是一种压力输水管道，顶部弯曲且其高程高于上游供水水面。
虹吸管的工作原理图
26
虹吸灌溉
27
真空输水：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。
将产生汽化，破坏水流的连续性。故一般不使虹吸管
中的真空值大于7－8米。虹吸管应按短管计算。
31
例2：图示用直径d = 0.4m的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌
溉渠道引水，河道水位为120m，灌溉渠道水位118m，虹
吸管各段长度为l1 = 10m，l2 =5m， l3 =12m，虹吸管进
口安装无底阀的滤网（ζ= 2.5）,管道有两个60o的折角弯管（ζ=0.55）。求：
0.03327 2.5 20.551.0
0.4
0.383
QcA 2gz
0.3830.7850.42 29.82 0.30m3 s
33
（2）计算虹吸管的最大安装高度列河道水面和虹吸管下游转弯前过水断面的能量方程

流体力学第七章孔口、管嘴出流和有压管道 (2)

解：倒虹吸管一般作短管计算。本题管道出口淹没在水下；
而且上下游渠道中流速相同，流速水头消去。因所以而
Q c A 2 gz c
d 4Q
d 2
4
2 gz
c 2 gz
c
1 l d
因为沿程阻力系数λ或谢才系数C都是d 的复杂函数，
因此需用试算法。
先假设d＝0.8m，计算沿程阻力系数：
v 1 l 1 d
1 1 l d
2 gH 0
通过管道流量 Q
c
1
A 2 gH 0
c A 2 gH0
式中
l 1 d
称为管道系统的流量系数。
当忽略行近流速v时，流量计算公式变为 Q c A 2gH
2、淹没出流
列断面1-1和2-2能量方程
z 3 1 105 85 20m
hw14 为吸水管及压力管水头损失之和。已求得吸水管
水头损失为 0.22m，当压力管按长管计算时，整个管道的水头损失为
hw14
Q 0.22 2 l K
2
压力管的流量模数
K A2C2 3.14 0.52 1 0.5 2 3 R2 ( ) 4 0.013 4
g
lB v zs (1 e b ) hv d 2g
即而
lB v2 z s hv (a e b ) d 2g
2
lB v2 hv (1 e b ) d 2g
20 7 (1 0.024 0.5 0.365) 1 1.9852 6.24m 2 3.14 1 2 2 9.8( ) 4
2

流体力学5

1 1
如果在图示密闭的管道内, 可有:
H0
C
vC
1 11
2 p1

2 p1

0
p1 H0 g d
C
vC 0
Q vC AC A
2 p1

同理也适合孔口淹没出流时的情况
6
1
例1. 如图示, 在 = 860kg/m3 、 = 8.4 10--6 m2/s 的油管中, 加装一小阻尼器以降低油的流速.已知D = 25.4mm , d = 5mm, 阻尼器两边的油压差p = 0.11105 Pa.
2. 孔口的边缘情况
孔口的边缘情况对出流的收缩会产生较大的影响, 壁薄的孔口出流收缩较强烈, 收缩系数较大, 如图(a)所示.而较圆滑的孔口出流收缩不明显, 甚至接近1.0, 如图(b)所示.
a
b
8
3. 孔口相对容器边界的位置按孔口相对容器边界的位置, 可将孔口分为全部收缩孔口和部分收缩孔口. 全部周界都离开容器的边界的孔口为全部收缩孔口, 否则称为部分收缩孔口. 图示中, 1、2两孔是全部收缩孔, 3、4两孔是部分收缩孔.
0.0052
4
4.9 6.158 10 5 m 3 / s

7
Q 6.158 105 4 v 0.1215 m / s 2 AD 0.0254
四. 小孔口的流动参数小孔口的流量系数取决于流速系数和断面收缩系数 , 由实验可知在自由出流和淹没出流的条件下这些系数都是相同的. 那么, 哪些因素可影响和的大小? 1. 小孔的形状不同形状的孔口, 其出流时的局部阻力和断面收缩情况有所不同, 从而影响流量系数的大小. 但是对于小孔口,实验表明, 孔口的形状对流量系数的影响并不大, 自然也有小孔口的形状对流速系数和收缩系数的影响也是不大的.

孔口管嘴出流、有压管路基本概念

α V
2 01 01
2g
= H2 + 0 +
α 02V02
2g

2
+ hw
l V2 hw = (∑ λ + ∑ ζ ) d 2g
1 V= l λ +∑ ζ ∑ d 2 gH
Q = AV = c A 2 gH
Fluid Mechanics 流体力学
例1:用虹吸管自钻井输水至集水池.如图所示,虹吸管长 l=lAB+lBC=30+40=70m,d=200mm.钻井至集水池间的恒定水位高差 H=1.60m.又已知λ=0.03,管路进口120弯头90°弯头及出口处的局部阻力系数分别为ζ1=0.5,ζ2=0.2,ζ3=0.5,ζ4=1.0. 试求:(1)流经虹吸管的流量; (2)如虹吸管顶部B点的安装高度hB=4.5m ,校核其真空度.
Fluid Mechanics 流体力学
第三节管嘴出流
一,圆柱形外管嘴出流当圆孔壁厚δ等于3 4d时或者在孔口处外接一段长l= 当圆孔壁厚δ等于3～4d时,或者在孔口处外接一段长l= 3～的圆管时,此时的出流称为圆柱形外管嘴出流, 4d 的圆管时,此时的出流称为圆柱形外管嘴出流,外接短管称为管嘴. 为管嘴. 通过收缩断面形心引基准线0 列出A 通过收缩断面形心引基准线0-0,列出A-A及 a v 两断面的能量方程. B-B两断面的能量方程. p 2g
vc2 he = hm = ξ1 , 2g
H0
H C
0
d
0 C
2 2 vc pA pC α A vA 移项整理得: 移项整理得:αc + ξ1 ) = (Z A ZC ) + ( + γ 2g 2g

流体力学——8 孔口、管嘴出流和有压管流

H
孔口出流
dC
C
H 管嘴出流
H
C
d
有压管流
d1
d2
C
qv1
qv2
有压管流：沿管道满管流动的流动现象。
特点：无自由液面，流体压强一般不等于大气压强。
2021/4/25
3
8.1 孔口出流
8.1.1.孔口出流分类
自由出流
按d和H的比值不同分：
H
大孔口（d/H>0.1）、小孔口（d/H>0.1）
dC
C
根据壁厚是否影响射流形状分：薄壁孔口、厚壁孔口
v 0.6 ~ 1.0 m/s e
ve 1.0 ~ 1.4 m/s
枝状管网
各管段没有环形闭合的连接，管网内任一点只能由一
个方向供水，一旦在某一点断流则该点之后的各管段均受
到影响。
缺点：供水的可靠性差
特点
优点：节省管材、降低造价
枝状管网的水力计算，主要是确定水塔水面应有的高度或水泵的扬程。
把距水源远、地形高、建筑物层数多、水头要求最高、通过流量最大的供水点称为最不利点或控制点。
所以
H0
hw
c
v2 2g
平均流速
v 1
c
2gH0
若管道的过水断面面积为A，则通过管道的流量
Q vA c A 2gH0
式中， c
1
称为短管淹没出流的流量系数。
c
短管在自由出流和淹没出流情况下，流量计算公式的
形式及流量系数的数值是相同的，但作用水头的计算是
不同的，自由出流时作用水头为出口断面形心点上的总
v c
也2适g用H于0
大孔口，在估算大孔口流量时，应考虑上游流速水头，而且

《流体力学》孔口、管嘴及有压管流

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