孔口管嘴出流有压管路基本概念ppt课件

《孔口管嘴出流有压管路基本概念ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、孔口、管嘴、管路流动本章应用流体力学基本原理，结合具体流动条件，研究孔口、管嘴及管路流动。研究流体经容器器壁上的孔口或管嘴出流，以及流体沿管路的流动，对供热通风及燃气工程具有很大的实用意义。孔口、管嘴及管路流动的实际原理：流动损失中局部阻力损失占主导因素，在这种状态下分析流动过程，为孔口、管嘴出流。例：门窗过流、节流孔板、消火栓、水龙头等。流动损失中沿程阻力和局部阻力损失所占比重相当，在这种状态下分析流动过程，为短管道流动。例：室内采暖、给水、燃气管路及通风空调管路系统等。流动损失中沿程阻力损失占主导因素，在这种状态下分析流动过程，为长管道流动。例：室外市政管道、给水、

2、燃气、供热等。第一节孔口自由出流在容器侧壁或底壁上开一孔口，容器中的液体自孔口出流到大气中，称为孔口自由出流。如出流到充满液体的空间，称为淹没出流。第一节孔口自由出流AACC00dH0Hpa讨论出流规律。通过收缩断面形心引基准线0-0，列出A-A及C-C两断面的能量方程。对薄壁孔口来说移项整理得：就vc求解得：薄壁孔口出流分为小孔口和大孔口H0称为作用水头，是促使出流的全部能量。φ称为流速系数，其值可通过实验测得，对圆形薄壁小孔口流速系数φ=0.97～0.98。孔口出流流量公式。令令称μ为流量系数其值为μ=0.60～0.62。称ε为断面收缩系数，其值可通过实验测得，对圆形

3、薄壁小孔口断面收缩系数ε=0.62～0.64。全部收缩不全部收缩完善收缩不完善收缩完善收缩的薄壁圆形小孔口ε=0.64φ=0.97μ=0.62收缩系数第二节孔口淹没出流当液体通过孔口出流到另一个充满液体的空间时称为淹没出流。H0=H1-H2=H称为作用水头，是促使出流的全部能量。φ称为淹没出流流速系数，其值与相同条件下自由出流值相等，φ=0.97～0.98。令称μ为淹没出流流量系数其值为与相同条件下自由出流值相等。当上下游液面高度一定定时，即H一定时，淹没出流流量与孔口在液面下开设的位置高低无关。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

4、接一段长l=3～4d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。AA00dH0HpaBBl通过收缩断面形心引基准线0-0，列出A-A及B-B两断面的能量方程。CC由上式可得由于出口断面是完全充满的（不同于孔口），ε=1，则管嘴真空现象及真空值，可通过列出收缩断面C-C及B-B两断面的能量方程得到证明：完全圆柱形外管嘴正常工作条件：1、作用水头H0的极限值为：[H0]=7/0.75=9.3m。2、管嘴长度[l]=3～4d。则圆柱形管嘴在收缩断面C-C上的真空值为：比较孔口和管嘴的流速系数和流量系数孔口管嘴ε=0.64ε=1φ=0.97φ=0.82μ=0.6

5、2μ=0.82第四节简单管路有压管流是日常生活中最常见的输水方式，本节主要介绍了有压管流的水力特点，计算问题以及简单管道与串联、并联和管网的水力计算原理与应用。一、概念有压管流（penstock）：管道中流体在压力差作用下的流动称为有压管流。有压恒定管流：管流的所有运动要素均不随时间变化的有压管流。有压非恒定管流：管流的运动要素随时间变化的有压管流。二、分类1.有压管道根据布置的不同，可分为：简单管路：是指管径、流速、流量沿程不变，且无分支的单线管道。复杂管路：是指由两根以上管道所组成的管路系统。2.按局部水头损失和流速水头之和在总水头损失中所占的比重，管道可分为长管：指

6、管道中以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重小于（5%-10%）的沿程水头损失，从而可予以忽略的管道。短管：局部水头损失和流速水头不能忽略的、需要同时计算的管道。三、有压管道水力计算的主要问题1.验算管道的输水能力：在给定作用水头、管线布置和断面尺寸的情况下，确定输送的流量。2.确定水头：已知管线布置和必需输送的流量，确定相应的水头。3.绘制测压管水头线和总水头线：确定了流量、作用水头和断面尺寸（或管线）后，计算沿管线各断面的压强、总比能，即绘制沿管线的测压管水头线和总水头线。图中，列断面1-1，2-2能量方程式中：1自由出流2.淹没出流例1：用虹吸管自钻井输

7、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。（1）列1-1，3-3能量方程，忽略行进流速v0=0（2）假设2-2中心与B点高度相当，离管路进口距离与B点也几乎相等，列1-1，2-2能量方程：所以虹吸管可正常工作。列断面1-