孔口管嘴管路流动..

孔口管嘴管路流动

1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？ 解：由0

2gH A

Q μ=

与深度无关，所以每个孔口的出流量相同

2.有一水箱水面保持恒定（5m ），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10mm 。（1）如果箱壁厚度δ=3mm ，求通过孔口的流速和流量。（2）如果箱壁厚度δ=40mm ，求通过孔口的流速和流量。

解：（1）视作薄壁小孔口，97.0=ϕ，62.0=μ

s m gh v /6.92==ϕ

得：s m vA Q /1082.434-⨯==μ

（2）视作管嘴，82.0==μϕ

s m gh v /12.82==ϕ

得：s m vA Q /1038.634-⨯==μ

3.一隔板将水箱分为A 、B 两格，隔板上有直径为d 1=40mm 的薄壁孔口，如题5-3 图，B 箱底部有一直径为d 2=30mm 的圆柱形管嘴，管嘴长l =0.1m ，A 箱水深H 1=3m 恒定不变。

（1）分析出流恒定性条件（H 2不变的条件）。 （2）在恒定出流时，B 箱中水深H 2等于多少？ （3）水箱流量Q 1为何值？ 解：（1）当Q 1=Q 2时 出流恒定 （2）因为Q 1=Q 2，=-)(2211

1H H g A μ)

1.0(2222+H g A μ

查表得6.01=μ，82.02=μ，解得：m H 85.12= （3）解得=1Q 3.58×10-3 m 3/s

4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流量系数μ与流速系数为

∑++=

=11ζλ

μϕd

l

证：∵∑++=g

v d l g v g v H 2222

220λ

ζ

∴0

2gH v ϕ=

其中=

ϕ∑++11

ζλd

l

5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm ，长度

l =100mm ，λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0=ζ∑，

求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。

解：由题得707.011=++=

=∑ζλ

μϕd

l

6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/s 。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为ρ=1.2kg/m 3。 解：ρ

ϕ

p

v ∆=2，得2/08.1m kN p =∆

7.某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa ，孔口直径为20mm ，空气温度为20℃，μ=0.8。要求通过风量为1m 3/s 。问需要布置多少孔口？ 解：Q =ρ

∆ϕp A

n 2

，得4.218=n ，所以需要219个

8.水从A 水箱通过直径为10cm 的孔口流入B 水箱，流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程1H =3m 保持不变。 （1）B 水箱中无水时，求通过孔口的流量。

（2）B 水箱水面高程2H =2m 时，求通过孔口的流量。

（3）A 箱水面压力为2000Pa ，1H =3m 时，而B 水箱水面压力为0，2H =2m 时，求通过孔口的流量。 解：（1）属孔口自由出流

2gH A Q μ=，10H H =

得：s m Q /037.03= （2）属孔口淹没出流， 0

2gH A Q μ=，210H H H -=

得：s m Q /0216.03= （3）0

2gH A

Q μ= ，9807

2000210+-=H H H

得：s m Q /0236.03=

9.室内空气温度为30℃，室外空气温度为20℃，在厂房上下部各开有8m 2的窗口，两窗口的中心高程差为7m ，窗口流量系数μ=0.64，气流在自然压头作用下流动，求车间自然通风换气量（质量流量）。 解：

()2/59.237.0m N H H P =⨯=-=内外γγ∆

Q =A μρ内

内

ρ∆p

2=12.6kg/s

10.如图示管路中输送气体，采用U 形差压计测量压强差为h 米液体。试推导通过孔板的流量公式。

解：()h P γγ∆-=，，,γ是U 形压差计液体容重，γ为气体容重

h g A h g A p g A gH A Q γ

γμγγγμγ∆μμ,

,02222≈-===

11.如上题图孔板流量计，输送20℃空气，测量h =100mmH2O 。μ=0.62，d =100mm ，求Q 。 解：将数据代入上题公式得s m Q /2.03=

12.什么叫管路阻抗？（又称为综合阻力数）为什么有两种表示？在什么情况下，S 与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸及构造？

解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。H S 用在液体管路，P S 用在气体管路。在紊流时，S 与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸和构造。

13.供热系统的凝结水箱回水系统如图。试写出水泵应具有的作用水头表达式。 解：

2,

1

,2SQ p p h H +-+

=γ

14.某供热系统，原流量为0.005m 3/s,总水头损失h=5mH 2O,现在要把流量增加到0.0085m 3/s,试问水泵应供给多大压头。

解：211SQ H =即2005.05⨯=S ∴525/102m s S ⨯=

m SQ H 45.140085.01022522=⨯⨯==

15.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H =2m ，管长L １＝3m ，L 2＝5m ，L 3＝4m ，直径d =200mm ，上游水面至管顶高度h =1m 。已知λ＝0.026,进口网ζ=10，弯头ζ=1.5（每个弯头），出口ζ＝1.0 ，求： （1）虹吸管中的流量；

（2）管中压强最低点的位置及其最大负压值。 解：（1）方法一：

Q=()

d

L L L gh

d b c 32102224

+++

++λζζζπ

=0.05m 3/S 方法二：

g

d d

L S 4

2

)

(8πζλ∑∑+

=

又2SQ H =，解得s m Q /05.03= （

2

）

+

-=)(1Z Z h C v ()

()d

L L L d

L L b c b c 321021221+++

++++

++λζζζλζζ=2.75m

（1,5.1,100===ζζζb C ） ∴负压值为m 75.2-

16.如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m ，ζ给于图中，流量Q =40×10-3m 3/s ，λ=0.03。求： （1

）吸水管及压水管的S 数。 （2）求水泵所需水头。