工程流体力学第章孔口管嘴出流

第5章孔口、管嘴出流及有压管流学习重点§5-1孔口出流§5-2管嘴出流§5-3有压管道中的恒定流※§5-4有压管道中的水击简介返回孔口出流、管嘴出流的流量计算。短管的水力计算，特别是虹吸管和离心泵抽水系统的水力计算。水头线的涵义及绘制方法。简单管道、串联管道及并联管道的水力计算特点和方法。返回学习重点第5章孔口、管嘴出流及有压管流§5-1孔口出流一、孔口出流分类1、小孔口和大孔口小孔口当d/H≤0.1时，作用于孔口断面上各点的水头可近似认为与形心点上的水头都相等。大孔口当d/H>0.1时，作用于孔口断面各点的水头不同，这样的孔口称为大孔口。一、孔口出流分类2、薄壁孔口和厚壁孔口薄壁孔口：l≤2d。厚壁孔口：2d<l<4d3.恒定出流和非恒定出流

恒定出流：H=c；非恒定出流：H在变化。4.自由出流和淹没出流自由出流：淹没出流：以惯过含孔责口她中离心渴的艺水罗平材面鼠为蔑基校准茫面叉，盈列0-胸0、慌c-驾c断血面骄伯咸努蓄利锦方敬程则二吴、薄壁匪小孔总口恒纷定自由出流三、惭薄壁云孔口赖恒定悦淹没再出流以过唇孔口基中心暖的水板平面骆0-尝0为爽基准济面，圾对1迟-饼1丈、什2躲-骗2断组面悲列渔伯忙努泄利核方洞程则四、精影响互流量著系数离的因宰素在边忌界条碍件中淘，影弹响μ的主掠要因疫素是岭孔口捧形状腾、孔失口在爪壁面苦的位皇置和冬边缘丑情况挖。但精实际孝表明持，对辟小孔鸦口，假孔口农形状岛不同本，μ差别别袖并锣不迁大匹；茅薄什壁惜小脂孔触口探的抓ε讨最泳小理，支圆哨边缴孔缺口谦的婆ε浇最绑大散，蜻直宜至乏等渣于初1家；软孔跃口骗在村壁废面立上屯的砖位妹置膝对桂ε劫有互直艇接罢的饲影额响哲。权因腊此孙，牌薄拦壁逗小尸孔偿口记的讨流材量积系沟数巡寿主柄要遵取祖决磨于图孔鄙口门在莫壁蹲面尘上垒的旁位皂置差。全部奖收缩符孔口（塞图枣中奋1乎、渠2腥）：又分阴为：完善肾（完蹲全）掀收缩替孔口：l>战3分a狂或l>3委b，不逝完竹善竟（扮完偶全吃）界收僻缩旱孔重口：（趁图朱中团2患）御。不标全圈部押收跪缩票孔律口（图奋中3立、4萍）。五稿、大找孔初口怒恒业定叠出蜓流六、删孔口肆变水状头出缺流设某班时刻脑t时连容器练内的效液位波为z娱，根摆据孔狗口流妇量公尊式，蓄此时释容器昨孔口挺出流架量在窑d胜t梦内源流油经宽孔拍口眼的律液奖体欧体蹲积纵为在相须同的走时段叶内，柄容器渡内液武面降颗落d摇z，悠由此舍减少戚的体职积为衣dV＝-dz二者女相等枪，联阿立可姐解出dt＝六松、广孔寄口庸变动水哲头库出艰流t误=＝寇=对于闲等截桃面容阁器，傍为一绪不变涂值，涛代入碰上式宽并积伶分得当H2=0，即煎放空捧容器威，§揭5烛-腰2管匙嘴骄出支流一.圆柱求形外华管嘴托恒定烦出流1.流陪量杜计城算棒公躲式令于是一.圆擦柱叠形屈外乌管跳嘴削恒羞定劲出棋流2.流量双系数管嘴周阻力粗系数ζn=亿0.湿5管称嘴μn=φn=恳0拥.夜8宫2二、米柱铅状上管压嘴叉内恶的径真辜空如图被示，箩对c慰-c字和出民口断划面1棚-1浓列伯惰努利护方程把连续庙性方坡程、α=知1，ε太=0.碍64，φ融=0.填82代笨入缸能坟量店方耻程浩并照整万理三予、秒圆紫柱浙形裕外煤管苍嘴吩的序正哗常雀工脊作滩条朵件H0≤9米l刑=啄(终3～4)d四、其鹅他随形恩式的管裤嘴§辜5丧-隆2管嘴沉出流按石管矛路笑结户构间分钞为：简转单披管店道娘：茧沿士程秆管秋径谷不旅变竿且北无宿分柔叉剩的歪单益根打管祖道绞。复判杂木管代道岭：模由胡两暂根庄或画两妇根风以拆上两的播简酬单描管惠道俗所虎组诞成繁的围管饭道讽系喉统岔。滚给卧水饥管乖复样杂迈管封道峰一伴般欣按暖长轰管悔计聪算到，益包路括色串禽联居管允、捡并虎联供管滔、备分截叉脾管室等仁。悼由数多绕个烦复眉杂茫管归道薯可秧构璃成键管胳网培（拜枝链状赵管割网单和可环卖状牧管主网刮）按卡水杯头宽损棍失杰所汗占俭比搂例薯不怕同袭，撇分筹为：短滨管季：hw中，hf和hj都首占庭相舟当倚比签例弃，峰两疫者牲都第不滚可谱忽乎略些的瞧管辽道呀如好虹岭吸嚼管黄、路水冈泵颤吸状水奸管堆、摇倒胀虹里管堂、雪坝胀内暖泄虽水秃管汗以储及敢建更筑孩给胞水品管巾等隔；长粉管躁：hw以hf为侵主鸽，换包辽括理流唉速记水通头经在药内早的hm同hf相洲比志很套小娇，仗在陶计际算歌中丘忽妈略体不摇计果或桑折修算韵成hf的糖管德道惕，巷如耳市腹政飞给底水绩管南道叉。§5-3草有压减管道龟中的翠恒定酿流一队、恩短产管后的捏水挡力奔计掀算（订一捧）欢基脱本晋公陆式短市管孟水洋力你计改算椒可私直蔬接削应伏用潮伯圣努夸利迹方续程尖求瞎解向，炊也密可赔将峡伯脉努酿利毒方岩程灶改毙写碌成冷工根程爽应输用货的震一兵般袍形背式弃，庭然静后舒对系短顾管施进伍行帮求问解粗。玻短踪蝶管年出浊流挠有缘瑞自债由蔽出笋流腔和滴淹泉没家出只流农之盐分免。（1姿）自滑由出涂流如赵图变，布设浓水射箱悉水朝位士保翁持间恒记定可。产以绿0摘-宇0亦为叉基糊准档面邀，真对初水番箱夏内悼过折流听断网面则1墙-上1魔、谷管锋道瓜出诱口竭断杆面挺2率-温2太列烧伯求努绸利榴方统程1、陶自由油出流令故1分、宵自疗由统出纲流令则当理忽斩略披行貌近贼流岩速宏时眼，斧流发量疤计肃算权公辆式渔变非为2栽、淹没事出流以希下广游渡液含面便为口基私准浊面期，北对盼上耗、影下箱游驰水屡箱型内饥过哄流称断踩面畜1密-圣1索、糕2矩-煎2众列验伯付努住利尚方集程令,又由洗于下尝游水清池很劈燕大，v2≈煎02验、淹没言出流整理刺后得则其医中当嫁忽卡略脸掉拔行挨近救流依速偏时凡，2耀1出流形式备注自由出流淹没出流相同债条件削下，艺淹没居出流导和自扫由出围流流纹量系饰数值贝是相姑等的巩。(二)水力知计算渔问题1仗.已知L、砖d、绩λ、考H，hw的引组钳成抖，简求Q。2午.俱已谨知Q骡、歼L激、小d缎、经λ、hw的吉组取成具，线求H。3瞒.善已劝知Q山、前H次、党λ、hw的阔组秩成穗，帐设狐计滤管累径d。经杆济辆流卖速黎:歉供因流植成挠本湾最途低狗的云流挪速格.【冰例瞧】垒如屡图甩示担虹象吸筝管估，说已洽知录上采下垄游祸水傲位机差H=脸3围m绝，舌管吩长l1=呢1呜5辫m泛，l2=1沸8m维，d=2方00替mm凡，ζe进=差0诱.份5么，门ζb弯=贴0伙.泰2兄；缠λ沃=托0免.煎0炮2投5嫂。仓若迎管额顶A点的图允许魄真空原度[hv]=寺7m启。求Q及最后大允落许安奔装高邻度h旬s。【酒解碗】(1尿)以下捡游水捧面为范基准茅面，勤对上童下游罩过流碧断面浓列伯症努利炸方程H+0扯+0鄙=0宾+0番+0蹈+hwhw=渠hf+瞎hm==代互入片数妈据惩，责求械得v=3出.0滤7m鼻/sQ舟=掏A懂v罗=0.暂09途6m3/s4然、虹挺吸表管惰的馒水熟力勇计佣算4垒、虹裕吸疲管碗的半水涌力惰计宽算（者2得）A点处旬的真鼻空度篮最大纤。以乐上游涉水面虫0-之0为见基准升面，弯对上赞游过更流断幅面1踢-1序和2盗-2嘴断面暂列伯院努利垦方程hs=--=--(1侦++弹ζe+2壳ζb)=肝5俱.艰1桨8吐5斥m5毫.水药泵装混置的水维力计算5.水泵装置的水词力计算水泵雨的基宾本性视能参谈数：管爆径d安仆装愧高绍度hs：水润泵犹的乱叶套轮咬轴五线徐与未水控池送水其面汇的孕高栋差抽水随量Q：缩慧水僵泵煮在浴单码位诵时画间教内丢所调输崖送猜的牌液努体阀数观量煎。扬程H：单效位重附量液眠体通短过水淡泵后剃其能桂量的锋增值捏，通您常折童算为啄抽送在液体瓶的液开柱高科度表拆示。H吵=鹊z郊+蹄hw总。有效鼻功率N诉e：搜单堆位娃时旧间普流上过音水兼泵帅的斩液宵体悼从虫水翻泵劫得翻到段的烛能童量幅，Ne凡=γ殿QH。轴秒功芦率Nx：指坡电动凭机传精递给穗水泵薯的功灾率，宣即输骄入功谨率。水泵绩的效探率η：指匹有效笋功率臣与轴月功率亦之比熊，η=N愤e/Nx。5仰.水创泵装砖置的水力计遣算【气例会5廊-决6鲜】亿如剖图纱示桌离找心仙泵正，税已标知Q=1忙90症L/现s，哭蓄水胞池液蚀面高雁程为偶18右5.最0m究，吸居水管追管长l=脖1烫0洁m讯，细吸或水咳管扎底次阀纲局蚁部略阻宏力罗系侵数谈ζe=2蹲.5肠，弯毕头的枕局部征阻力士系数构ζb=伯0午.婆3掠；λ=0暂.0封22森。若别水泵鲁的允友许真米空度普[hv]=舱5.尚5m幼。求燃水泵晓吸水纵管的个管径坏及水偶泵的俊最大委允许水安装胡高程膜。【盯解饿】章（丙1有）洗根岁据祖相婆关网设漏计已标元准怨及明手问册威，份取音允训许死流融速v=1溪.0含m/碑s，刺则管匹径d===0.欢49架2m（淡2泡）以水茧池水责面为疼基准庆面，休对1遗-1堪和2边-2换断面无列伯鱼努利秧方程5.水艳泵装置的水坐力计算hs=---=hv-=hv-貌(悉1碑++ζe+ζb)声=5鸣.3秩0m水岂泵纤的捏最唉大互允肚许妨安脆装狡高亿程为18兽5.指0+踢5.猎30惊=1掠90榨.3猛0m（植三痕）总水悠头线为和测井压管拢水头睛线的蜡绘制二贺、灵长臭管验的潜水横力祝计快算（竿一践）着简只单型管搂道以0禾-0户作为胀基准姥面，谷对水仔箱过冠流断领面l剪-1苏和管氧道出坊口断宇面2星-2先列伯销努利进方程（一遮）简吊单管次道1团.舍维手列夫细公式（适用杜于钢者管和予铸铁呢管）v≥1.姨2m说/s时v<1抵.罩2摸m誓/省s时2纷、绍谢庙才裤及曼宁公天式3修、绞海温曾期-酿威唤廉毛公头式（肆一朵）响简布单化管疯道【撤例械】距由倦水俗塔卵沿讽长民L亏=触3麻5和0张0甘m绍，架d比=悟3喂0只0红m脖m究的疯新葛铸秒铁见管窑向皂工愈厂反输乘水亩。昂若Q=28瓦0m3/h老，水具塔处社地面治高程zA=1改30唱.0管m，嗽厂区律地面响高程zB=1聋00裳.0糟m，盆管路粉末端享需要恢的自蹲由水虚头HB=救2州5状m燃。业求滔水及塔奴高中度H（妨即寸水垄塔非水级面代至集地王面默的屋垂协直泽距伞离舌）游。【作解客】对水毛塔圆水炎面惑1死-葡1饮断依面和管路踏末端黄为2唤-2距断面轨伯努欲利方贤程H+错zA=腾zB+宰HB+串hf故H肺=悟zB+恼HB+币hf-zA因为hf=役a百l唤Q2=2申2.号02亩mH指=zB+残HB+剂hf-zA=10盖0+区25垃+2太2.粗02贺-1膨30保=1胳7.程02据m（二袜）串漏联管康路串趣联蚁管御路：由直恩径不本同的他几段锹管道卸依次态连接浓而成仆的管总道水植力科特窄征连续算方程能坛量挽方升程水膀力茶特嫂征连续秃方程汗：能瓜量荐方丧程：a1l1Q12=a2l2Q22=致a3l3Q32（留三威）梁并博联枯管秤路（三堂）并触联管里路【许例逐】驱如洽图东示象，蚁一泪由乳水丸塔藏供吓水防的奋铸彼铁岔管译路米，签已膜知B点自滚由水促头h=指1主2淘m纳，d1=约2问0您0挖m糟m袭，L1=鄙4女0交0废m悄，d2=1惊50摇mm躁，L2=幼3娃0誓0旁m歉，d3=聋1盘0何0幼m虏m斩，L3=曲4鼠0锤0稀m竞。铺当Q3=3竟6m3/h疗时，烈求Q2和座水酷塔烟高粒度H。【皂解痰】绵（总1钻）象流眨量汤计断算由锡式阔（合5艇-勾1乎7视）求仇出波各化管签段仍的舞比蓬阻狡，球得a1=麦8迫.榴7狱9劲s2/巴m6，a2=4借0.滤39蛮s2/出m6，a3=3啦47傻.2砖s2/贪m6因肢为南Q3=3放6m3/h务=0狗.0甩1m3/s扛,>1.煎2比阻网不需掩修正驴。由a2l2Q22=赶a3l3Q32，求得Q2=0浩.0胞34车m3/s峡=3赛4L候/s校核v2=1陵.9贸3>谦1.孕2片，比傅阻殖不男需粥修棋正琴。（三夸）并丽联管偿路（姐2诸）末计叔算泳水裕塔丝式高挖度革HQ1=Q2+Q3=蛛0掌.落0鸭3驴4肃+掀0被.款0兵1代=拾0邻.狠0顶4源4沸m3/典s求出v1=伸1匠.奖4械0经>过1末.店2，比秘阻不蛋需修爽正。H=a1l1Q12+a2l2Q22+h=饥8抗.长7解9旁×难4环0惨0矛×专0兔.亮0桃4身4携2片+油4奸0楼.吗3拔9沉×身3锹0魂0粒×均0电.览0兄3疾4漂2椅+咐1昏2之=透3违2肤.伙8变3矛m（臭四秀）咏沿件程永均嚷匀舌泄越流馋管咏路如图中示，范管道AB长度礼为l,兼作杰用普水片头辛为H，管贷道末渠端流税出的弊流量颗为Qt，佩沿邮程束均隐匀伴泄铸流暂的鲁总践流英量滨为Ql,阿在离伏起点A距离呈为x的断帆面流信量为Qx=做Qt+Ql-q驻x逮=(Qt+善Ql)-(Ql/l)xdx段的沿程辅水头列损失近为dhf=华a捆Qx2dx=杂a[煮(Qt+川Ql)-x]2dxhf==[(Qt+庸Ql)-x]2dx（迅四锻）蛇沿隐程侵均姑匀扑泄培流亦管葱路展始开嫩上结式买并钞化呼简快得hf=≈犹al惜(Qt+0.赞55Ql)2令Qc=Qt+0渗.5扩5Ql，Qc为挡设铲计隙流澡量隔（稳或肚计此算熟流歉量谊）罢，读则hf=咳a假l够Qc2当管像道中圾只有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