流体力学 第5章 孔口、管嘴、管路流动.ppt

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1、第五章孔口、管嘴、管路流动概述：（1）孔口出流（2）管嘴出流（3）管路流动（有压流)输水管、输油管、供热管路、窗户通风、空调出口等有压管流水力计算类型：（A）输水能力的计算。（B）设计（确定）管径。（C）水泵、风机流量扬程。5.1孔口自由出流5.2孔口淹没出流5.3管嘴出流5.4简单管路5.5管路串联与并联5.6管网计算基础5.7有压管中的水击第一节孔口自由出流5.1孔口出流的分类：(1)小孔口与大孔口小孔口，大孔口（2）孔口恒定出流与非恒定出流（3）孔口自由出流与淹没出流（4）薄壁孔口与厚壁孔口5.2薄壁小孔口恒定自由出流流速公式流速系数流量公式流量系数侧收缩系数局部损失系数5.

2、3小孔口收缩系数、流量系数的影响因素影响因素（1）水流条件（粗糙区）（2）孔口的形状（3）孔口位置完善收缩非完善收缩或非全部收缩第二节孔口淹没出流流量公式流量系数有压容器液体经孔口出流当自由出流时作用水头当淹没出流时作用水头对于气体一般为淹没出流孔板流量计第三节管嘴恒定出流1.圆柱形外延管嘴恒定出流流量公式为什么接管嘴后局部阻力增加了，而流量却增大呢？这是因为在收缩断面处存在真空，对该断面言，与孔口出流比较，实际是提高了作用水头的缘故。2.圆柱形外延管嘴的真空压强3.外延管嘴的工作条件（1）作用水头：（水柱）（2）管嘴长度：4.其他形式的管嘴第四节简单管路1.简单管路略去行进流速令

3、阻抗对于气体令则例：水泵系统、虹吸管第五节管路的串联与并联1.串联管路计算原则(节点流量、总的损失)若流量不变，总的阻抗（2）并联管路计算原则:上面的式子可以写成或写成举例5-7第六节管网计算基础1.枝状管网2.环状管网枝状管网计算原则水力计算类型1.新建工程条件：管路布置已确定管长、管材、局部构件数量及类型、用户位置、用量、自由水头（服务水头、要求压头）待求量：管径、作用水（压）头概念:经济流速（限定流速）水塔低：管径大，管材费用高，运营费（电）低。水塔高：管径小，管材费用低，运营费（电）高。进行经济比较:水塔建设费+管材费+泵站造价+运营费用+施工费=总建设费结合技术资料,一般

4、情况，先进行初设估算经济流速除尘管：限定最小流速；供热水管：限定最大流速。条件:已知地形、管长、管材、用户位置、用水量、自由水头（服务水头）未知量：水塔高（泵的扬程）、管径？步骤:1.确定管径：按经济流速（限定流速）确定管径，按规范要求(略大)。2.按分支计算水头损失。3.确定水塔高度取之和最大的那一条管道为控制点.2.扩建工程条件：已有水泵（风机），用户所需流量、自由水头管路布置、管长。待求量：管径步骤：1.估算水力坡度——局部阻力折算的当量长度（查案专业设计手册，估计构件局部阻力系数计算）2.选取允许的水力坡度，计算管径（1）由计算的水力坡度，查表、手册得（2）计算管径3.确定

5、局部阻力系数，校核已知水头（压头）2.环状管网水力计算哈迪-克罗斯（Hardy-Crss)法：（1)根据各节点流量平衡条件（连续性方程），初拟各管段流量。（2）按初拟流量，计算各段水头损失，求各环闭合差。（3）按初拟流量，水头损失闭合差不为0时，在各环路加入校正流量。（4）加入校正流量后，计算各段水头损失，求闭合差，直至水头损失闭合差满足要求。当初拟流量不满足闭合条件时，各环路加入校正流量，则各管段展开，并略去高阶微量：即加入校正流量后，期望满足闭合条件，则举例水平布置的两个闭合环路的管网，节点流量如图。忽略局部损失，求各管段的流量（闭合差小于0.5m）。解:(1)初拟各管段流量(

6、2）计算各段水头损失，求闭合差。（3）加入校正流量，调整分配流量。列表计算环号管段初拟流量阻抗管段校正流量校正后流量闭合差ⅠA-BB-dd-cc-A+0.15+0.10-0.01-0.1559.7698.21196.4298.21+1.3346+0.9821-0.0196-2.20970.08748.8979.8211.96014.73135.410-0.0014-0.0014-0.0014-0.0189-0.00140.14860.0986-0.0289-0.15141.3200.9548-0.164-2.251-0.140ⅡC-DD-FF-EE-C+0.01+0.04-0.03

7、-0.08196.42364.42911.05364.42+0.0196+0.5830-0.8199-2.2323-2.54961.96014.57527.33029.15473.0190.0175+0.0189+0.0175+0.0175+0.01750.02890.0575-0.0125-0.06250.1641.205-0.1424-1.4235-0.197第七节有压管中的水击1.水击现象在有压管中,因某种原因(水电站甩负荷、水泵运行时突然关闭）时水流流速突然变