流体力学教学课件chapter 7 孔口出流及管嘴出流VIP免费

1第七章孔口出流及管嘴出流•概念第一节孔口恒定出流第二节管嘴出流第三节孔口、管嘴的非恒定出流•本章小结2概念一、孔口出流（OrificeDischarge）：在容器壁上开孔，流体经孔口流出的水力现象称为孔口出流。paHd应用：排水工程中各类取水，泄水闸孔，以及某些量测流量设备均属孔口。3小孔口（SmallOrifice）：当d/H<0.1时，各点流速相等，且各点水头亦相等。大孔口（BigOrifice）：当d/H≥0.1时，水头、压强、速度沿孔口高度变化。1.根据d/H的比值大小分：大孔口、小孔口paHd3.根据孔口水头变化情况分：恒定出流、非恒定出流2.根据出流条件分：自由出流、淹没出流4二、管嘴出流：在孔口上连接长为3~4倍孔径的短管，水经过短管并在出口断面满管流出的水力现象。按管嘴的形状和装置情况分圆柱形外管嘴：先收缩后扩大到整满管。流线形外管嘴：无收缩扩大，阻力系数最小。圆锥形扩张管嘴：较大过流能力，较低出口流速。引射器，水轮机尾水管，人工降雨设备。圆锥形收缩管嘴：较大出口流速。水力挖土机喷嘴，消防用喷嘴。m=0.82m=0.45-0.5m=0.9~0.98(b)(c)(a)(d)m=0.9~0.96=5¡ã~7¡ã5第一节孔口恒定出流一（1）、薄壁孔口一（2）、薄壁小孔口恒定自由出流一（3）、薄壁小孔口恒定淹没出流二、薄壁大孔口自由出流6一（2）、薄壁小孔口恒定自由出流1.收缩断面与收缩因数l=d/2处的C—C断面为收缩断面（VenaContraction）。根据试验资料，收缩断面直径dc=0.8d。第一节孔口恒定出流一（1）、薄壁孔口薄壁孔口（SharpEdgedOrifice）：当孔口具有锐缘时，孔壁与水流仅在一条周线上接触，即孔口的壁厚对出流并不发生影响。这种孔口叫做薄壁孔口。收缩因数（ContractionCoefficient）：是指收缩断面面积Ac与孔口断面面积A之比，以表示。2c(/)0.64cAddA===Hcc22gd0011dcv0H0pav0072.薄壁小孔口恒定自由出流的流速与流量计算考虑到：1）pc=pa；2）hf0；hw=hj=0vc2/2g。22a00cccw022ppHhgggg=vv断面0-0和收缩断面C-C，列能量方程令200c1.02HHg==0v，200(1)2Hg=cv则0c001221gHgH==vcc0022VqAAgHAgHm===v得Hcc22gd0011dcv0H0pav0080H——作用水头（包括行进流速）；式中：0——水流经孔口的局部阻力因数；第一节孔口恒定出流0c001221gHgH==vcc0022VqAAgHAgHm===v——流速因数，，是收缩断面的实际流体流速vc对理想流体流速的比值。圆形小孔口在Re很大的时候，流速因数，流经小孔口的局部阻力因数。c00111==02gH97.0=02110.06==m——孔口的流量因数，，对于薄壁小孔口：m=62.097.064.0===m9第一节孔口恒定出流一（1）、薄壁孔口一（2）、薄壁小孔口恒定自由出流一（3）、薄壁小孔口恒定淹没出流二、薄壁大孔口自由出流10一（3）、薄壁小孔口恒定淹没出流令221122022HHgg=vv20w0s()2Hhg==cv则H0H11122HH2v2v1g2222g2211vc取基准面0-0，列断面1-1与断面2-2的能量方程2211122212w22ppHHhgggg=vv因：12a12pppHHH===，00c0001221gHgH==v0022VqAgHAgHm==式中：0、S分别为孔口局部阻力因数和孔口后突然扩大的局部阻力因数，通常S=1。m为孔口淹没出流的流量因数，可取与自由出流时的流量因数相同，即m=0.62。111.自由出流时，水头H值？水面至孔口形心的深度；2.淹没出流时，水头H值？孔口上、下游水面高差。流速、流量与孔口在水面下的深度无关，所以也无“大”、“小”孔口区别。第一节孔口恒定出流想一想：1Vq2Vq12VVqq1Vq2Vq12VVqq=3.若d1=d2，试比较qV1与qV2的大小。例题12例7-1水箱上有两个完全相同的孔口，，如图7–4。试求密封容器上的表压强p。解:设两个孔口的流量因数均为，由于两孔口的流量相等，故可得：解得：126,2HmHm==QQp图7-4双孔口水箱H1H2m1222[()]2()VpqAgHHgpAgHgmm==122ppHHHgg=即：121(2)2pHHg=所以129800(2)(622)22gpHH==9800(Pa)=13第一节孔口恒定出流一（1）、薄壁孔口一（2）、薄壁小孔口恒定自由出流一（3）、薄壁小孔口恒定淹没出流二、薄壁大孔口自由出流1...