第五章孔口管嘴出流及管路計(jì)算 ppt課件

1、第六章第六章 孔口管嘴出流及管路計(jì)算孔口管嘴出流及管路計(jì)算主主要要內(nèi)內(nèi)容容第一節(jié)第一節(jié) 孔口出流孔口出流第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液體的出流 孔口的分類d21s薄壁孔口ds4d3 s厚壁孔口dsdL管嘴L=(34)d 截面上各點(diǎn)靜水頭差別大，不能忽略截面上各點(diǎn)靜水頭差別大，不能忽略dH/10截面上各點(diǎn)靜水頭差別小，可以忽略截面上各點(diǎn)靜水頭差別小，可以忽略dH/10液體經(jīng)過(guò)孔口流入大氣液體經(jīng)過(guò)孔口流入大氣液體經(jīng)過(guò)孔口流入液體空間液體經(jīng)過(guò)孔口流入液體空間第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液體的出流一、小孔口自在出流一、小孔口自在出流wccca

2、hgvgpgvgpH20222111第一節(jié)第一節(jié) 孔口出流孔口出流 列能量方程gvhcw220gvgvHcc2)(220211令gvHH221100021gHvcc0022gHAgHAAvqccv第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液體的出流取為流速系數(shù)00111c02 gHvc 流量計(jì)算gvgvgvgpHgvgpHcc222221202222221111二、小孔口淹沒(méi)出流二、小孔口淹沒(méi)出流01021gHvc令gvgvHHH222222112100022gHAgHAAvqccv 流量計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液體的出流三、小孔口的收縮系數(shù)及流量系數(shù)三、小孔口的收縮系數(shù)及流量系數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液

3、體的出流 全部收縮孔口 不完全收縮孔口 非全部收縮孔口四、大孔口的流量系數(shù)四、大孔口的流量系數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 液體的出流液體的出流假設(shè)壁厚假設(shè)壁厚 或或側(cè)壁孔口處接一段長(zhǎng)側(cè)壁孔口處接一段長(zhǎng)的圓管時(shí)，此時(shí)流動(dòng)情況的圓管時(shí)，此時(shí)流動(dòng)情況為管嘴出流。為管嘴出流。4d3一、圓柱形外管嘴出流一、圓柱形外管嘴出流特點(diǎn)：水流入嘴嘴時(shí)好像孔口出流一樣，管流股也發(fā)生收縮，特點(diǎn)：水流入嘴嘴時(shí)好像孔口出流一樣，管流股也發(fā)生收縮，存在著收縮斷面存在著收縮斷面CC，爾后流股逐漸擴(kuò)張，至出口斷面上完全，爾后流股逐漸擴(kuò)張，至出口斷面上完全充溢管嘴斷面流出。充溢管嘴斷面流出。第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流1、管嘴出流流、管嘴出

4、流流量量以管嘴中心線為基準(zhǔn)線，列以管嘴中心線為基準(zhǔn)線，列1-1及及b-b斷面伯努利方程：斷面伯努利方程：gVgVgVH22222211第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流令gvHH22110管嘴出口速度為管嘴出口速度為00221gHgHVn002gHA2gHAVAQnnu管嘴流量由于出口斷面由于出口斷面b-b流股完全充溢不同于孔口流股完全充溢不同于孔口,u1nn那么,10.5取銳緣進(jìn)口表達(dá)式完全一樣，但02gHAQ0.62nu與孔口出流孔口出流1.320.620.82孔口管嘴第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流2、管嘴內(nèi)的真空作用、管嘴內(nèi)的真空作用在在C-CC-C斷面前后流股與管壁分別，中間構(gòu)成渦旋區(qū)，產(chǎn)

5、生斷面前后流股與管壁分別，中間構(gòu)成渦旋區(qū)，產(chǎn)生負(fù)壓，出現(xiàn)了管嘴真空景象。相當(dāng)于使負(fù)壓，出現(xiàn)了管嘴真空景象。相當(dāng)于使H0H0增大，促使出流增大，促使出流流量增大。流量增大。第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流列列c-c及及b-b斷面伯努利方程：斷面伯努利方程：gVgVgpgVgpaccc22221221ccAvvvAcgvgvgvgpgpac22221222第二節(jié)第二節(jié) 管嘴出流管嘴出流gvgvgvgpgpac2222122202gHv0222Hgv02211Hgpgpac82. 064. 00 . 1，取075. 0Hgpgpac075. 0Hgppgpcavm3 . 975. 070H 管徑和管壁

6、粗糙度一樣的一根管子或這樣的數(shù)管徑和管壁粗糙度一樣的一根管子或這樣的數(shù)根管子串聯(lián)在一同的管道系統(tǒng)叫簡(jiǎn)單管道。根管子串聯(lián)在一同的管道系統(tǒng)叫簡(jiǎn)單管道。1.管路計(jì)算有三類計(jì)算問(wèn)題：管路計(jì)算有三類計(jì)算問(wèn)題：第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算 1知管路布置及流量知管路布置及流量Q，確定管徑，確定管徑d和進(jìn)展水頭損失計(jì)算。和進(jìn)展水頭損失計(jì)算。 2知流量知流量Q和作用壓頭和作用壓頭H，確定管徑，確定管徑d。 3知直徑知直徑d和作用壓頭和作用壓頭H，確定流量，確定流量Q。第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算 1 1長(zhǎng)管和短管速度水頭與部分水頭損失小于長(zhǎng)管和短管速度水

7、頭與部分水頭損失小于沿程損失的沿程損失的5%5%按短管計(jì)算按短管計(jì)算 2 2規(guī)范管徑規(guī)范管徑 3 3經(jīng)濟(jì)流速經(jīng)濟(jì)流速第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算列列1-1及及2-2斷面伯努利方程：斷面伯努利方程：wahgvgpgvgp202H2221awhgvH222對(duì)于短管：對(duì)于短管：gvdlhhhjfw222428Qgddlhw2SQhw對(duì)于氣體管路：對(duì)于氣體管路：2gSQhw第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算對(duì)于長(zhǎng)管：對(duì)于長(zhǎng)管：fwhhH2528lQdghhfw令：令：管道比阻528dgA第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算由不同直徑或粗糙度的由不同直徑或粗糙度的簡(jiǎn)單管道銜接在一同的簡(jiǎn)單

8、管道銜接在一同的管道叫做串聯(lián)管道管道叫做串聯(lián)管道1. 1.流量關(guān)系：經(jīng)過(guò)串聯(lián)管道流量關(guān)系：經(jīng)過(guò)串聯(lián)管道各管段的流量是一樣的。各管段的流量是一樣的。Q0CBAQQQQ2.2.阻力損失關(guān)系：串聯(lián)管路系統(tǒng)的總水頭損失壓頭損失阻力損失關(guān)系：串聯(lián)管路系統(tǒng)的總水頭損失壓頭損失等于各管段水頭損失之和。等于各管段水頭損失之和。wCwBwwhhhhA222CCBBAAwQSQSQSh第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算由不同直徑或粗糙度的由不同直徑或粗糙度的簡(jiǎn)單管道銜接在一同的簡(jiǎn)單管道銜接在一同的管道叫做串聯(lián)管道管道叫做串聯(lián)管道1. 1.流量關(guān)系：流量關(guān)系：321QQQQ2.2.阻力損失關(guān)系：并聯(lián)管路系統(tǒng)的總

9、水頭損失壓頭損失阻力損失關(guān)系：并聯(lián)管路系統(tǒng)的總水頭損失壓頭損失等于各管段水頭損失。等于各管段水頭損失。w3w21wwhhhh2233221211iiQSQSQSQS第三節(jié)第三節(jié) 管路水力計(jì)算管路水力計(jì)算332211shshshshwwww3211111ssss131313321221;ssQQssQQssQQ3213211:1:1:sssQQQ流量分配規(guī)律流量分配規(guī)律第四節(jié) 流體經(jīng)過(guò)縫隙液流動(dòng)一、平行平板縫隙一、平行平板縫隙v圖示為在兩塊平行平板所構(gòu)成的縫隙間充溢了液體，縫隙高度為h，縫隙寬度和長(zhǎng)度為b和l，且普通恒有bh和lh。1.1.平行平板縫隙壓差和剪切共同作用平行平板縫隙壓差和剪切共同

10、作用p平行六面體在平行六面體在x方向的受力平衡方程式為方向的受力平衡方程式為xdyppxdypd)d(d)(d整理后得整理后得, 而而xpydddd dydu xpyudd1dd22因此有因此有212dd21CyCyxpu 積分后得積分后得在縫隙流中壓力沿運(yùn)動(dòng)方向的變化率是一常數(shù)，有在縫隙流中壓力沿運(yùn)動(dòng)方向的變化率是一常數(shù)，有 -ppdppdxll21 yhupyhlyu02p速度表達(dá)式速度表達(dá)式由邊境條件，由邊境條件，,; 0, 00uuhyuy和xphhuCdd20102C2.2.兩板之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)壓差流兩板之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)壓差流p壓差作用下流量壓差作用下流量plbhq123留意：當(dāng)動(dòng)平板相對(duì)于固定平板運(yùn)動(dòng)的方向和壓差方向一留意：當(dāng)動(dòng)平板相對(duì)于固定平板運(yùn)動(dòng)的方向和壓差方向一樣時(shí)取樣時(shí)取“+ +號(hào)號(hào) ，反之取，反之取“號(hào)。號(hào)。p流量表達(dá)式流量表達(dá)式03000212)ybd21(dubhplbhyhupyhlbyubqh3.3.兩板之間無(wú)壓差剪切流動(dòng)兩板之間無(wú)壓差剪切流動(dòng)0 2ubhq 二、環(huán)形縫隙1.流經(jīng)同心環(huán)形縫隙的流量F流量計(jì)算流量