第五章-孔口管嘴出流及管路计算课件

第一节液体的出流孔口的分类薄壁孔口ds厚壁孔口dsdL管嘴L=(3～4)d第一节液体的出流孔口的分类薄壁孔口ds厚壁孔口dsd大孔口：小孔口：截面上各点静水头差异大，不能忽略（d>H/10）截面上各点静水头差异小，可以忽略（d<H/10）自由出流：液体通过孔口流入大气淹没出流：液体通过孔口流入液体空间第一节液体的出流大孔口：小孔口：截面上各点静水头差异大，不能忽略（d>H/一、小孔口自由出流第一节孔口出流列能量方程令一、小孔口自由出流第一节孔口出流列能量方程令第一节液体的出流取流量计算第一节液体的出流取流量计算二、小孔口淹没出流令流量计算第一节液体的出流二、小孔口淹没出流令流量计算第一节液体的出流三、小孔口的收缩系数及流量系数第一节液体的出流全部收缩孔口不完全收缩孔口非全部收缩孔口三、小孔口的收缩系数及流量系数第一节液体的出流全部收四、大孔口的流量系数第一节液体的出流四、大孔口的流量系数第一节液体的出流如果壁厚或侧壁孔口处接一段长的圆管时，此时流动情况为管嘴出流。一、圆柱形外管嘴出流特点：水流入嘴嘴时如同孔口出流一样，管流股也发生收缩，存在着收缩断面CC，尔后流股逐渐扩张，至出口断面上完全充满管嘴断面流出。第二节管嘴出流如果壁厚或一、圆柱形外管嘴出流特点：水流入1、管嘴出流流量以管嘴中心线为基准线，列1-1及b-b断面伯努利方程：第二节管嘴出流令管嘴出口速度为管嘴流量1、管嘴出流流量以管嘴中心线为基准线，列1-1及b-b断面伯由于出口断面b-b流股完全充满（不同于孔口）则取锐缘进口表达式完全相同，但与孔口出流孔口出流∴第二节管嘴出流由于出口断面b-b流股完全充满（不同于孔口）则取锐缘进口表达2、管嘴内的真空作用在C-C断面前后流股与管壁分离，中间形成涡旋区，产生负压，出现了管嘴真空现象。相当于使H0增大，促使出流流量增大。第二节管嘴出流列c-c及b-b断面伯努利方程：2、管嘴内的真空作用在C-C断面前后流股与管壁分离，中间形成第二节管嘴出流第二节管嘴出流一、管路水力计算概述管径和管壁粗糙度相同的一根管子或这样的数根管子串联在一起的管道系统叫简单管道。1.管路计算有三类计算问题：第三节管路水力计算1）已知管路布置及流量Q，确定管径d和进行水头损失计算。2）已知流量Q和作用压头H，确定管径d。3）已知直径d和作用压头H，确定流量Q。第三节管路水力计算一、管路水力计算概述管径和管壁粗糙度相同的一第三节管路水力计算2、管路计算中常用术语1）长管和短管（速度水头与局部水头损失小于沿程损失的5%按短管计算）2）标准管径3）经济流速第三节管路水力计算2、管路计算中常用术语第三节管路水力计算二、简单管路水力计算列1-1及2-2断面伯努利方程：对于短管：对于气体管路：第三节管路水力计算二、简单管路水力计算列1-1及2-2第三节管路水力计算对于长管：令：第三节管路水力计算对于长管：令：第三节管路水力计算三、串联管路计算由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道1.流量关系：通过串联管道各管段的流量是相同的。2.阻力损失关系：串联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失之和。第三节管路水力计算三、串联管路计算由不同直径或粗糙度的第三节管路水力计算三、并联管路计算由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道1.流量关系：2.阻力损失关系：并联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失。第三节管路水力计算三、并联管路计算由不同直径或粗糙度的第三节管路水力计算或者：流量分配规律第三节管路水力计算或者：流量分配规律第四节流体通过缝隙液流动一、平行平板缝隙图示为在两块平行平板所形成的缝隙间充满了液体，缝隙高度为h，缝隙宽度和长度为b和l，且一般恒有b＞＞h和l＞＞h。第四节流体通过缝隙液流动一、平行平板缝隙图示为在两块平行平1.平行平板缝隙（压差和剪切共同作用）平行六面体在x方向的受力平衡方程式为整理后得,而因此有积分后得在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数，有速度表达式由边界条件，1.平行平板缝隙（压差和剪切共同作用）平行六面体在x方向的受212.两板之间无相对运动（压差流）压差作用下流量注意：当动平板相对于固定平板运动的方向和压差方向相同时取“+”号，反之取“－”号。流量表达式3.两板之间无压差（剪切流动）2.两板之间无相对运动（压差流）压差作用下流量注意：当动平板22二、环形缝隙1.流经同心环形缝隙的流量二、环形缝隙1.流经同心环形缝隙的流量23流量计算同心环缝隙流量用代替b偏心环缝隙流量用代替b——偏心率流量计算同心环缝隙流量用代替b偏心环缝隙流量24——偏心率——偏心率25第一节液体的出流孔口的分类薄壁孔口ds厚壁孔口dsdL管嘴L=(3～4)d第一节液体的出流孔口的分类薄壁孔口ds厚壁孔口dsd大孔口：小孔口：截面上各点静水头差异大，不能忽略（d>H/10）截面上各点静水头差异小，可以忽略（d<H/10）自由出流：液体通过孔口流入大气淹没出流：液体通过孔口流入液体空间第一节液体的出流大孔口：小孔口：截面上各点静水头差异大，不能忽略（d>H/一、小孔口自由出流第一节孔口出流列能量方程令一、小孔口自由出流第一节孔口出流列能量方程令第一节液体的出流取流量计算第一节液体的出流取流量计算二、小孔口淹没出流令流量计算第一节液体的出流二、小孔口淹没出流令流量计算第一节液体的出流三、小孔口的收缩系数及流量系数第一节液体的出流全部收缩孔口不完全收缩孔口非全部收缩孔口三、小孔口的收缩系数及流量系数第一节液体的出流全部收四、大孔口的流量系数第一节液体的出流四、大孔口的流量系数第一节液体的出流如果壁厚或侧壁孔口处接一段长的圆管时，此时流动情况为管嘴出流。一、圆柱形外管嘴出流特点：水流入嘴嘴时如同孔口出流一样，管流股也发生收缩，存在着收缩断面CC，尔后流股逐渐扩张，至出口断面上完全充满管嘴断面流出。第二节管嘴出流如果壁厚或一、圆柱形外管嘴出流特点：水流入1、管嘴出流流量以管嘴中心线为基准线，列1-1及b-b断面伯努利方程：第二节管嘴出流令管嘴出口速度为管嘴流量1、管嘴出流流量以管嘴中心线为基准线，列1-1及b-b断面伯由于出口断面b-b流股完全充满（不同于孔口）则取锐缘进口表达式完全相同，但与孔口出流孔口出流∴第二节管嘴出流由于出口断面b-b流股完全充满（不同于孔口）则取锐缘进口表达2、管嘴内的真空作用在C-C断面前后流股与管壁分离，中间形成涡旋区，产生负压，出现了管嘴真空现象。相当于使H0增大，促使出流流量增大。第二节管嘴出流列c-c及b-b断面伯努利方程：2、管嘴内的真空作用在C-C断面前后流股与管壁分离，中间形成第二节管嘴出流第二节管嘴出流一、管路水力计算概述管径和管壁粗糙度相同的一根管子或这样的数根管子串联在一起的管道系统叫简单管道。1.管路计算有三类计算问题：第三节管路水力计算1）已知管路布置及流量Q，确定管径d和进行水头损失计算。2）已知流量Q和作用压头H，确定管径d。3）已知直径d和作用压头H，确定流量Q。第三节管路水力计算一、管路水力计算概述管径和管壁粗糙度相同的一第三节管路水力计算2、管路计算中常用术语1）长管和短管（速度水头与局部水头损失小于沿程损失的5%按短管计算）2）标准管径3）经济流速第三节管路水力计算2、管路计算中常用术语第三节管路水力计算二、简单管路水力计算列1-1及2-2断面伯努利方程：对于短管：对于气体管路：第三节管路水力计算二、简单管路水力计算列1-1及2-2第三节管路水力计算对于长管：令：第三节管路水力计算对于长管：令：第三节管路水力计算三、串联管路计算由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道1.流量关系：通过串联管道各管段的流量是相同的。2.阻力损失关系：串联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失之和。第三节管路水力计算三、串联管路计算由不同直径或粗糙度的第三节管路水力计算三、并联管路计算由不同直径或粗糙度的简单管道连接在一起的管道叫做串联管道1.流量关系：2.阻力损失关系：并联管路系统的总水头损失（压头）损失等于各管段水头损失。第三节管路水力计算三、并联管路计算由不同直径或粗糙度的第三节管路水力计算或者：流量分配规律第三节管路水力计算或者：流量分配规律第四节流体通过缝隙液流动一、平行平板缝隙图示为在两块平行平板所形成的缝隙间充满了液体，缝隙高度为h，缝隙宽度和长度为b和l，且一般恒有b＞＞h和l＞＞h。第四节流体通过缝隙液流动一、平行平板缝隙图示为在两块平行平1.平行平板缝隙（压差和剪切共同作用）平行六面体在x方向的受力平衡方程式为整理后得,而因此有积分后得在缝隙流中压力沿运动方向的变化率是一常数，有速度表达式由边界条件，1.平行平板缝隙（压差和剪切共同作用）平行六面体在x方向的受462.两板之间无相对运动（压差流）压差作用下流量注意：当动平板相对于固定平板