流體力學第5章孔口、管嘴、管路流動.

1、第五章孔口、管嘴、管路流動概述：(1) 孔口出流(2) 管嘴出流三!(3) 管路流動(有壓流)輸水管.輸油管、供熱管路.窗戶通風、空調 出口等有壓管流水力計算類型：(A) 輸水能力的計算。(B) 設計(確定)管徑。(C) 水泵.風機流量揚程。5.35.45.5孔口淹沒出流管嘴出流簡單管路管路串聯(lián)與并聯(lián)5.6管網計算基礎有壓管中的水擊 & 4 1 丿 J 1 Q第一節(jié)孔口自由出流5.1孔口出流的分類：,大孔口 H/d0(2) 孔口恒定出流與非恒定出流(3) 孔口自由出流與淹沒出流(4) 薄壁孔口與厚壁孔口流量系數(shù)側收縮系數(shù)/z =s(p = 0.62e 0.62 0.64局部損失系數(shù)o=O.O6

2、二 mm：第二節(jié)孔口淹沒出流流量公式流量系數(shù)旳由=淹沒有壓容器液體經孔口出流A:B - 1 C當自由出流時作用水頭Y 2g當淹沒出流時作用水頭對于氣體一般為淹沒出流一 _孔板流量計0X2 0 80 0 78 0.76 0 74 0 72 0 70 0.68 0 66 0 640625x10* 104 SxlO4 IO1 5m|O5 10*QP.85.8O.757O&6O55裁 J4010。0 o第三節(jié)管嘴恒定出流1.圓柱形外延管嘴恒定出流流量公式QA/lgH.為什么接管嘴后局部阻力增加了，而流量卻增大呢?這是因為在收縮斷面處存在真空，對該斷面言，與孔口出流比較，實際是提高了作用水頭的緣故。2.

3、柱形外延管嘴的真空壓強厶=厶-075/0PS Pg（Z）嚴也二 = 075H Pg Pg3.外延管嘴的工作條件（1）作用水頭：Ho AOCtnm 匕，=1.0 1.4加/$ 除塵管：限定最小流速； 供熱水管：限定最大流速。一I一：一jr 二 丄 二 二亠 I *條件：已知地形、管長、管材、用戶位置、用水量、自 由水頭（服務水頭）未知量：水塔高（泵的揚程）、管徑？1 確定管徑：按經濟流速（限定流速）確定管徑, 按規(guī)范要求（略大）。2.按分支計算水頭損失取 Z。，之和最大的那一條管道為控制點.i=l3 確定水塔高度耳+乙=乙）Ht=Z.+hc+Xhf-乙2 擴建工程條件：已有水泵（風機），用戶所需

4、流量、自由水頭管路布置.管長。待求量：管徑口 z/ _H-hc步驟：1 估算水力坡度-77F/局部阻力折算的當量長度.1 V2 v. V2dd 2g2g2（査案專業(yè)設計手冊，估計構件局部阻力系數(shù)計算）2選取允許的水力坡度，計算管徑（1）由計算的水力坡度J ,查表、手冊得2（2）計算管徑3確定局部阻力系數(shù)，校核已知水頭（壓頭）二 zzuum.二孔二丄一仁2.環(huán)狀管網水力計算至用戶哈迪-克羅斯(Hardy-Crss)法：(1) 根據各節(jié)點流量平衡條件(連續(xù)性方程)，初擬 各管段流量。(2) 按初擬流量，計算各段水頭損失，求各環(huán)閉合差。乞九= SsQ;/=1 ;=1(3) 按初擬流量，水頭損失閉合差

5、不為0時，在各環(huán) 路加入校正流量人。工饑侖一h2沙(4) 加入校正流量后，計算各段水頭損失，求閉合差, 直至水頭損失閉合差滿足要求。hti + A/z/z = Sj (Q( + A。)?當初擬流量不滿足閉合條件時，各環(huán)路加入校正 流量辺，則 各管段展開，并略去高階微量：即S + 2SQ4Q = SQ（1 + 2 詈）加入校止流:c后，歩坐7兩疋冋合氽什，則 ZS(/i/z + A/zZ/)=藝力 + 2 工 SQbQ = 0 Q=軌舉例水平布置的兩個閉合環(huán)路的管網,人 、 節(jié)點流量如 圖。忽略局部損失，求各管段的流量（閉合差小于0.5m) o0 OSm1/V/ 5(Xim / o 4m A 0

6、 02410 06m* $I 400m D 0 3m A 0 O26X/ 500m /r ).4n A 0.0243I lOOCkn/) 0.4mA ).0243007m */sI)喚）/ 400m D 0 ImA 0 ()268/ IWOm/丿 UJiZ 0.0268解：(1)初擬各管段流量(2) 計算各段水頭損失，求閉合差。/ 1 4%i =入盲(一)= sD： 2g 7id(3) 加入校正流量，調整分配流量。列表計算環(huán)號管段初擬 流量 Qi就5Q _/F校量 段流 管正校正后 流量rBA2031-d4859 Oc - d01-060919810641 OA c51 -04 01 O512

7、2r/HID c/FD04 o +/E FcE32322LH= c AZ/第七節(jié)有壓管中的水擊1.水擊現(xiàn)象C41段it水池MA7/L在有壓管中，因某種原因（水電站甩負荷.水泵 運行時突然關閉）時水流流速突然變化產生壓強 急劇變化（交替升降），壓強交替變化如同用錘子 擊打管壁，成為水擊（水錘）。 0rlco T（增壓逆波）流體被壓縮、管道膨脹水擊波C向左傳播，C=1000m/sCCU = 0 T-Vo流體恢復原狀、管道恢復原狀A)A)|y v y(2) 4vrv2 (減壓順波)f +乎 if 水擊波c向左傳播 2131t CC（減壓逆波）流體膨脹、管道被壓縮水擊波C向左傳播（增壓順波）314/t 7 Y水擊波C向右傳播7土X實際曲線3在水泵運行時，因突然斷電，或是違反操作 規(guī)程停泵，底閥關閉，產生水擊。會造成底閥破碎甚至管道破裂。Ts -關閉閥門時間,T = 一水擊周期cT T間接水擊(1)直接水擊Y g間接水擊仝 = a。TC=1000m/sY S Ts本章重點（1）（2）(3)(4)(5)(6)(7)(8)孔口出流的水力特征、流量