孔口、管嘴出流.pptVIP

n段并联管道的水头损失是相同的，给出n-1个方程 流量之和为总流量，又可得一个方程 (i=1,…, n) Q3 Q2 Q1 hf 1=hf 2 =hf 3 hf AB hf CD H A B C D 分枝状管网应按最不利点设计干管，在干管各段的流量分配给定，管径由经济流速确定的情况下，可以决定所需作用水头。此后的支管设计就成为已知水头和流量求管径的问题。 工程上一般采用迭代法确定各管段流量分配，先给出流量分配初值，由经济流速确定管径，计算各闭合环水头损失代数和，根据各闭合环代数和的值，推求校正流量，重新进行流量分配，继续迭代过程，直至满足要求。 对环状管网的每一个节点可写出连续方程，其中独立的比总节点数少一个。管网中的每一个闭合环水头损失的代数和为零。方程总个数恰为管网中的管段数。 §5—7 有压管道中的水击 水击现象是一种典型的有压管道非恒定流问题，在水击现象中，由于压强变化急剧，必须考虑流体的压缩性及管道的弹性。 有压管道流动的流量突变 流速突变 由于流动的惯性，造成压强大幅波动 水击现象的大致描述： 流体的压缩性和管道的弹性使波动在管道中以有限的速度传播 Δp 以阀门突然关闭为例，将有一个增压、增密度、增管道断面积、减流速的过程从阀门向上游传播，压强、流速、密度、管道断面积的间断面在管道中运动，这就是水击波。 为了更清晰地说明水击波传播、反射、叠加的发展过程，考察上游水库与阀门间的长度为L的直圆管（BA）中因阀门A突然完全关闭发生的水击现象，认为弹性力与惯性力起主要作用，忽略水头损失和流速水头。在理解了水击波在A处的正反射和B处的负反射之后，可以列出 0tL/c，L/ct2L/c，2L/ct3L/c，3L/ct4L/c 四个阶段水击现象的物理特性。 一.水击现象的分析 L B A 阶段 时段 速度 变化 流速方向 压强变化 水击波 传播方向 运动状态 液体状态 0tL/c v0→0 水库→阀门 增高?p 阀门→水库 减速增压 压缩 (a) B A L v0 c ?h h0 ?v = - v0 ?p = cρv0 ?h = cv0/g 全管原压强水头h0 v=0 B A L ?h= cv0/g h0 v=0 时刻 全管速度 全管压强 水头 水击波 到达 液体状态 t=L/c v=0 h0+?h B点 压缩 * 本章在定量分析沿程水头损失和局部水头损失的基础上，对工程实际中最常见的有压管道恒定流动和孔口、管嘴出流进行水力计算。 第五章 孔口、管嘴出流 和有压管流 §5—1 薄壁孔口的恒定出流 §5—2 管嘴的恒定出流 §5—3 孔口、管嘴的非恒定流（自学） §5—4 管道的水力计算 第五章 孔口、管嘴出流 和有压管流 §5—5 管网水力计算基础（自学） §5—6 离心式水泵及其水力计算（自学） §5—7 有压管道中的水击 第五章 孔口、管嘴出流 和有压管流 液体从孔口以射流状态流出，流线不能在孔口处急剧改变方向，而会在流出孔口后在孔口附近形成收缩断面，此断面可视为处在渐变流段中，其上压强均匀。 §5—1 薄壁孔口的恒定出流 H H0 O O C A AC D C vC v0 孔口出流的分类 小孔口出流、大孔口出流（按D/H 是否大于1/10来判定）；恒定出流、非恒定出流；淹没出流、自由出流；薄壁出流、厚壁出流。薄壁出流确切地讲就是锐缘孔口出流，流体与孔壁只有周线上接触，孔壁厚度不影响射流形态，否则就是厚壁出流，如孔边修圆的情况，此时孔壁参与了出流的收缩，但收缩断面还是在流出孔口后形成。如果壁厚达到3～4D，孔口就可以称为管嘴，收缩断面将会在管嘴内形成，而后再扩展成满流流出管嘴。管嘴出流的能量损失只考虑局部损失，如果管嘴再长，以致必须考虑沿程损失时就是短管了。 在容器侧壁或底壁上开一孔口，容器中的液体自孔口出流到大气中，称为孔口自由出流。如图，在容器侧壁开一孔口， 容器中的液体自孔口出流到大气， 不远处有收缩现象产生，过流断面面积为Ac处面积最小，这个最小断面称为收缩断面c。 H H0 O O C A AC D C vC v0 ?一. 薄壁孔口自由出流 自由出流的收缩断面上相对压强均为零。对上游断面O-O和收缩断面C-C运用能量方程即可得到小孔口自由出流公式 H0 作用总水头 孔口流速系数 孔口流量系数 收缩断面的面积Ac与孔口断面面积A的比值称为孔口出流的收缩系数，以ε表示， 流量系数是流速系数与小孔口断面收缩系数的乘积 ?三. 薄壁孔口淹没出流 淹没出流是液面下由液体流入液体的出流。通过孔口形心的水平面为基准面，建立符合渐变流条件的1-1和2-2断面的能量方程得 孔口自由出流的流速和流量公式与淹没流的流速和流量