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文档简介

水力分析与计算主讲人：沈汉孔口出流与管嘴出流孔口出流与管嘴出流孔口出流与管嘴出流概述孔口出流计算管嘴出流计算孔口出流实际工程中有各种过流泄水建筑物。在装有液体的容器器壁上开设孔口，液体经孔口泄流的水力现象，称为孔口出流。管嘴出流若器壁较厚或在孔口上加设短管，且器壁厚度或加设短管的长度是孔口尺寸的3~4倍，则称为管嘴，液体经管嘴泄出的水流现象称为管嘴出流，图示为孔口出流与管嘴出流。一、孔口出流与管嘴出流概述一、孔口出流与管嘴出流概述对于孔口、管嘴出流，如果出流不受下游水位影响，直接流入大气，则称为自由出流；若出口在下游水面以下，出流受到下游水位影响，称为淹没出流。二、孔口出流计算恒定薄壁小孔口的自由出流薄壁小孔口自由出流现象，如图所示。由于惯性作用，出流时流线呈逐渐弯曲、水流在出口处产生收缩现象。流线成平行直线，一般用c-c来表示，收缩程度用收缩系数ε来表示：ε=Ac/AA——孔口过水断面面积；Ac——收缩断面面积。实测资料表明：充分收缩的圆形锐缘小孔口出流时：二、孔口出流计算恒定薄壁小孔口的自由出流二、孔口出流计算公式表明：在淹没出流情况下、通过孔口的流量与上下游水位差有关。比较自由出流与淹没出流的计算公式可知，它们具有相同的形式，所不同的是：自由出流时，孔口的作用水头为H0，而淹没出流时的作用水头为Z0。对于同一孔口而言，自由出流时的流量大于淹没出流时的流量。恒定薄壁小孔口的淹没出流因管嘴出口断面为满流，不发生收缩，收缩系数ε=1.0。对于圆柱形管嘴，可取ξ=0.5，设α=1.0，则管嘴流量系数等于流速系数三、管嘴出流计算恒定的管嘴自由出流

图示中，上游水头为H0，水流进人管嘴后，由于水流的惯性作用发生收缩现象，形成收缩断面c-c。水流经断面c-c后充满全管流到大气中。由于Ac<A，故vc>v2，即水流在断面c-c的动能大于管嘴出口断面的动能。三、管嘴出流计算恒定的管嘴自由出流思考：为什么管嘴过流能力比孔口大？因此，收缩断面的压强必然小于出口断面2-2处的压强，即在断面c-c处产生真空现象。由于管嘴内真空的存在，从而加大了作用水头，作用水头的增大，超过了加管嘴后水头损失的增加值，致使在相同的条件下，管嘴比孔口出流的过流能力大。Z0为淹没出流时的作用水头。从上式可看出，淹没出流公式与自由出流时的流量公式的形式一样，流量系数也相同。自由出流的作用水头为H0，而淹没出流的作用水头为Z0。三、管嘴出流计算恒定的管嘴淹没出流未来职业岗位的应用未来职业岗位的应用以上是本节课的主要学习内容，孔口出流与管嘴出流的学习，为同学们今后对充放水等水利设施的设计和运行管理工作提供支撑。小结本节课阐述了孔口出流与管嘴出流水力计算。熟悉了孔口出流与管嘴出流水力计算的联系与区别，掌握明确孔口与管嘴出流的基本规律及其水力计算方法。思考有一薄壁小孔口，直径d=20mm，水头H=2.0m，现测得

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