孔口管嘴管路流动

1、孔口管嘴管路流动孔口管嘴管路流动1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流虽是否相同？解：由QAj2gH°第1题图第2题图与深度无关，所以每个孔口的出流虽相同2.有一水箱水面保持恒定（5m）,箱壁上开一孔口，孔口直径d=10mm。（1）如果箱壁厚度a=3mm,求通过孔口的流速和流虽。（2）如果箱壁厚度a=40mm,求通过孔口的流速和流虽。解：（1）视作薄壁小孔口，0.97,0.62vJ2gh9.6m/s得：QvA4.82104m3/s（2）视作管嘴，0.82vTh8.12m/s得：QvA6.38104m3/s3.一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径为di=40mm图，

2、B的薄壁孔口，如题5-3箱底部有一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴，管嘴长l=0.1m,A箱水深Hi=3m恒定不变。分析出流恒定性条件(H2不变的条件)(2)在恒定出流时，B箱中水深H2等于多少?(3)水箱流虽Qi为何值?解：(1)当Qi=Q2时出流恒定(2)因为q1=q2,为寸_h7)2A2.2g(H20.1)查表得10.6,20.82,解得：H21.85m(3)解得Q13.58x10-3m3/s证明容器壁上装一段短管(如图所示)，经过短管出流时的流虽系数it流速系数证：.2V2gyd2g,2gH°某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm,长度1=100mm,2=0.02,从

3、管嘴入口到出口的局部阻力系数0.5,求管嘴的流速系数和流H系数(见上题图)0.707解：由题得如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/so此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为定1.2kg/m3。4. 解：v2-，得p1.08kN/m2某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa,孔口直径为20mm，空气温度为20C,叩0.8。要求通过风虽为1m3/s。问需要布置多少孔口？5. 解：Q=nA°2-P,得n218.4，所以需要219个48水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流虽系数为0.62。设上游水箱的水面高程H1=3m保持不变。(1) B水

4、箱中无水时，求通过孔口的流虽。(2) B水箱水面高程H2=2m时，求通过孔口的流虽。(3) A箱水面压力为2000Pa,H1=3m时，而B水箱水面压力为0,H2=2m时，求通过孔口的流H。解：(1)属孔口自由出流QAj2gH°,H°H得：Q0.037m3/s(2)属孔口淹没出流，QA/2gH7,H0HiH2得：Q0.0216m3/s(3)QAj2gH°,H0HiH220009807得:Q0.0236m3/s室内空气温度为30C,室外空气温度为20C,在厂房上下部各开有8m2的窗口，两窗口的中心高程差为7m,窗口流虽系数叩0.64,气流在自然压头作用下流动，求车间自

5、然通风换气H（质H:流H）i?：PH外内H0.372.59N/m2Q=内A2p=12.6kg/s内第9题图第侦题图如图示管路中输送气体，采用U形差压计测虽压强差为h米液体。试推导通过孔板的流虽公式。6. 解：P，h,是U形压差计液体容重，为气体容重QAj2gH。A#g-BA2ghA,2gh如上题图孔板流虽计，输送20C空气，测虽h=100mmH2O。叩0.62,d=100mm，求Q。解：将数据代入上题公式得Q0.2m3/s什么叫管路阻抗？（乂称为综合阻力数）为什么有两种表示？在什么情况下，S与管中流虽无关，仅决定于管道的尺寸及构造？解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。Sh用在液体管路，S

6、p用在气体管路。在紊流时，S与管中流虽无关，仅决定于管道的尺寸和构造。13.供热系统的凝结水箱回水系统如图试写出水泵应具有的作用水头表达式。解：HhE如SQ214.某供热系统，原流虽为0.005m3/s,总水头损失h=5mH2O,现在要把流虽增加到0.0085m3/s,试问水泵应供给多大压头。i?：H1SQ12即5S0.0052,-S2105s2/m52_52H2SQ221050.0085214.45m15.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m,管长Ll=3m,L2=5m,La=4m,直径d=200mm,上游水面至管顶高流虽Q=40X10-3m3/s,2=0.03。求:(1) 吸水管及压水

7、管的S数。求水泵所需水头8g12解：（1）SH1=118.69s2/m5digSh2=4=2106.1s2/m52d14g(1) Hh(SH1+SH2)Q223.56m(其中h17320m)略图为一水平安置的通风机，吸入管d1=200m,l1=10m,2=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成，d2=200mm,l2=50m,入=0.02;l3=50m,2=0.02。空气密度为广1.2kg/m3,风虽为Q=0.15m3/s,不计局部阻力。试计算：(1) 风机应产生的总压强为多少？如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？(2) 如果流虽提高到0.16m3/s,风机总压变化

8、多少？(4)绘出全压线与静压线图11888(1)解：(1)SdiSeed2Seed3丁.1/SP124SP22,4SP32,4did2d3SPSP1SP2SP3pSpQ2解得：p2500pa(2) 铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零17. pSpQ22830pa并联管路中各支管的流虽分配，遵循什么原理？如果要得到各支管中流虽相等，该如何设计管路？解：并联管路Q二，如果要得到各支管流虽相等必须各支<S管S相等.应设计成Sl=S2=S3有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀(阻力系数为。，则Qi和Q2哪个大些？阻力hfi和hf2哪个大些？解：(1)SiQi2=S2Q

9、；,S与有关因为S1S2,故Q1Q2。18. (2)hfi=hf2有一简单并联管路如下图，总流HQ=80X10-3m3/s,2=0.02,求各管段之间的流虽及两节点之间的水头损失。第支路di=200mm,L1=600m,第二支路d2=200mm,解：Qi：Q2=(ST：d§$=号=3104.85Q245103m3/sQ135103m3/sS2=8L24d21862.9s2/m52d4gL2=360m。解得：Q1：Q20.77419. _2_2H1S1Q2S2Q23.72m如上题，若使QiQ2如何改变第二支路?解：d2减小或加调节阀等增加阻力的措施。如图所示管路，设其中的流HQA=0.

10、6m3/s,?=0.02,不计局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失。Q2Q3Q4QaS234608s2miigm)QApQfm)LlJOOUnic/j301)(niin)90(J(mmd225. 解：Q2：Q3：Q4IS?：%：、Ld3:d42185：1743：3375L3,L4850.i8m3s2i85i7433375§5%(#L5g4Q2H并S2qMii.i5m藤）2Hi5Si5Qi3mHii.i5i324.i5m23. 管段1的管径为20mm，管段2为25mm,li为20m,I2为10m,i2i5,0.025,流H分配有何变化?解：这样Qi更小，Q2更大，所以应

11、将管段i的管径改为25mm,段2的管径改为20mm,两管流H可接近。24.已知某枝状管网的Qi、Q2、Q3,若在支管2的末端再加一段管子，如图中所示。问Qi和Q2、Q3各有何变化?解：由于总阻抗加大，HSQ2,使总流MQi减小由于H不变，Q3不变，所以Q2减Q5三层供水管路，各管段的S值皆i06s2/m5,层高均为5m。设a点的压力水头为20m，求Qi、Q2、Q3,并比较三流虽,得出结论来。（忽略a处流速水头）解:Q'Q2Q3QQiQ'QiQ2Q3(1)20SQ12(2) 20=5+Sq'2+sq2=5+S(q2q3)2sq226. 20=10+Sq'2+2Sq

12、3联立(1)(2)(3)Qi=4.46X10-3m3/sQ2=2.41X10-3m3/sQ3=0.63x10-3m3/s如上题，若想得到相同的流在a点压力水头仍为20m时，应如何改造管网？27. 解：加大底层阻力(如加阀门，减小管径)。减小上层阻力(如加大管径)水由水位相同的两贮水池A、B沿着L1=200,L2=100m,d1=200m,d2=100m的两根管子流入L3=720m,d3=200m的总管，并注入水池水中。求：(1) 当H=16m,Z1=23=0.02,22=0.025时，排入C中的总流虽(不计阀门损失)；(2) 若要流虽减少一半，阀门的阻力系数为多少？解：（1）Qc=Qa+QbS

13、=_HS2QBS3QC解得：QC60.251033,m/s(2)当流虽减少一半QnQcQaQb2l38（3：）S32-d3g_''2HS1QAS3QC解得：256_'_''2HS2QaS3QC水平布置的管系，A点的表压强pA=280kN/m2,水流从B、D直接排入大气，AD管直径为0.4m,其它各管直径为0.3m,Q3和沿程阻力系数足0.02,忽略局部损失，确定Qi,Q2,表压强Pc解:由题意得:'2SabQ2-_'2SadQ3SacQ'2，2'QS2Sab=8022g0.35200136.2980.022002M,5g0

14、.432.342Sac80.02160e1092g0.3580.021202g3.581.8解得：Qi0.47m3/s,Q20.4577m3/s,Q30.94m3/s,-Q2'Q20.45770.23480.692m3/s22Q3Q3'Q0.940.23481.174m3/s2QiQ2Q31.866m3/s，2SQ_2.Pc44.2kN/m228. 环状管网流虽计算，进行二次校正计算。0.05m5/E'X=0.0234,rD=0.4tnQ=115in5s_i1'=1000tnQ=0.E静/=5Wm、1=0.0243Q，D=0.4m"i=0,02431Q

15、=0.01srD=0.3mp?=400mQ=0.0Sm;sk-0.0268【=1000m>D=0.3in%J=1000mjD=0.5m*=0缶6如Q-G03mJsD=0,4mQ=0.1m?D=0.3mQ=0.0-m-s?=J00mZ=:二。243/=4ftOm).=C.026S0.061X1-cZ.Zin-a解：第一次校正计算假定流HQi校正环路管段Shihi/QiQ吕4%校正流H后的流HQi校正后的hiAB+0.1559.76+1.33468.897-0.00140.14861.3196BD+0.1098.21+0.98219.821-0.00140.09860.9548-0.0011

16、DC-0.01196.42-0.01961.960-0.00144-0.0175-0.0289-0.1641CA-0.1598.21-2.209714.731-0.0014-0.1514-2.25120.087435.410-0.1409环路管段假定流HSihihi/QiQ管段校正流虽校正后的校正后的hiQi流HQi+0.0172CD+0.01196.42+0.01961.9600.01755+0.00140.02890.1641DF+0.04364.42+0.583014.575+0.01750.05751.2049FE-0.03911.05-0.819927.330+0.0175-0.0125-0.1424EC-0.08364.42-2.332329.154+0.0175-0.0625-1.4235-2.549673.019-0.1969第二次校正计算环路管段假定流HQiSi（不变）_2hiSiQ2hi/QiQ管段校正流H校正后流里QiA0.14859.761.3198.8800.0010.0010.150B66884BD0.098698.210.95489.6840.00180.1004DC-0.0289196.42-0.16415.