第五章孔口管嘴出流

1、第五章孔口管嘴出流 返回 第五章孔口管嘴出流 返回 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 w cc h g v g v H 22 22 00 g v h c cw 2 2 0 2 1 gHv cc c cc 1 g v H c cc 2 )( 2 0 00 22gHAgHAAvQ cc 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 22 0 022 12 22 w vv HHh gg 2 () 2 w v h g 孔 孔扩 1 2 1 vgH 孔 1 1 孔 2 () 2 c v H g 孔扩 22

2、QvAAgHAgH 第五章孔口管嘴出流 薄壁小孔口各项系数薄壁小孔口各项系数 收缩系数 阻力系数 流速系数 流量系数 0.64 0.06 0.97 0.62 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 ghbdhdQ2 dhhgbQ H H 02 01 2 )(2 3 2 2 3 01 2 3 02 HHgbQ 2 002 e HH 2 001 e HH beA ) 2 1 () 2 1(2 3 2 2 3 0 2 3 0 2 3 0 H e H e HgbQ 第五章孔口管嘴出流 )( 96 1 1 2 2 0 0 H e gHbeQ ,023. 001. 0 H e 96 1 5 . 11 2

3、00 ）（时， H e 0 2gHAQ 第五章孔口管嘴出流 w h g v g v H 22 22 00 g v h n 2 2 00 22 1 gHgHv n n 0 2gHAQn 第五章孔口管嘴出流 82.0 5.01 11 n n 第五章孔口管嘴出流 j cc h g v g vp 22 22 vv A A v c c 1 g v g vvp se c 2229 22 2 2 0 2 2 2 1 1 H pc 0 75.0H pc 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 gz2 g zA 2 )( z dz 第五章孔口管嘴出流 g zA 2 )(

4、2 1 H H 2 1 H H z dz g2 1 dz z zA)( g A 2 2 )( 21 HH 2 1 H H 容器容器“泄空泄空” 时间时间 g A t 2 1 H 1 1 2 2 gH AH max 2 Q V 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 管道按布置分为管道按布置分为 简单管道简单管道 复杂管道复杂管道 串联管道串联管道 并联管道并联管道 分叉管道分叉管道 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 1 1 1 v0 00 v 2 2 H0 0v02 2g 1v 2 2g 1 2 3 ) d l ( i c 2 1 自由出流自由出流 第五章孔口管嘴出流

5、 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 1 1 v0 0 0 2 2 z0 0v02 2g v20 2v 2 2g v v2 ) d l ( i c 1 淹没出流：淹没出流： 2 1 3 4 第五章孔口管嘴出流 ) d l ( i c 1 淹没出流淹没出流 ) d l ( i c 2 1 自由出流自由出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 返回 第五章孔口管嘴出流 21 2 22 2 11 22 w h g vp g vp 21 2 2 2 2 1 1 22 w h g w p g w

6、p 第五章孔口管嘴出流 g v 2 2 g v p 2 2 21w h 第五章孔口管嘴出流 v12 2g v22 2g 管道突然缩小管道突然缩小 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 第五章孔口管嘴出流 v12 2g v22 2g 管道突然放大管道突然放大 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 第五章孔口管嘴出流 v2 2g v2 2g 管道中的阀门管道中的阀门 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 第五章孔口管嘴出流 管道测压管水头线和总水头线管道测压管水头线和总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压

7、管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤1 1：先定出不计能量损失的总水头：先定出不计能量损失的总水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤2 2：定出管道末端的总水头：定出管道末端的总水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤3 3：寻求最后一个局部损失处（：寻求最后一个局部损失处（4 4）下游）下游 1 1

8、 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤4 4：计算：计算4545段的能量损失段的能量损失hf 45 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤6 6：以管道末端总水头线为基础，在：以管道末端总水头线为基础，在4 4处向上量取处向上量取hf 45， 得得4-44-4断面右侧总水点断面右侧总水点 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi

9、/ v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g hf 45 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤6 6：以右侧总水点起，再量取一个：以右侧总水点起，再量取一个4 4处的局部水头损处的局部水头损 失，得到失，得到4-44-4断面左侧的总水头点断面左侧的总水头点 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g hf 45 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤7 7：逐次向上游推进，便可得到总水头线：逐次向上游推进，便可得到总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi

10、/ v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g hf 45 第五章孔口管嘴出流 步骤步骤8 8：从总水头线向下扣除一个相应管道的：从总水头线向下扣除一个相应管道的 流速水头，便可得到测压管水头线流速水头，便可得到测压管水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g hf 45 第五章孔口管嘴出流 注意：起：水面注意：起：水面 或或 总水头线总水头线 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线

11、测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 注意：局部水头损失处：水头线发生突变注意：局部水头损失处：水头线发生突变 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 注意：测压管水头线和总水头线相差一个流速水头注意：测压管水头线和总水头线相差一个流速水头 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 当测压管水头线低于管道轴线时，管道存在负压（真空）当测压管水头线低于

12、管道轴线时，管道存在负压（真空） 1 1 H1 2 2 3 3 4 4 5 5 i pi / v0 hwi H10 总水头线总水头线 测压管水头线测压管水头线 v02 2g 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口管嘴出流 f hH 2 52 2 2 8 2/) 4 (lQ gd g d Q d l hH f 2 52 2 2 8 2/) 4 (lQ gd g d Q d l hH f 2 0lQ ShH f 52 0 8 gd S ),( 0 dfS 第五章孔口管嘴出流 33 . 5 2 3 .10 d n 33 . 5 2 3 .10 d n 33 . 5 2 3 .10 d n 33. 5 2 3

13、 .10 d n 3 . 5 001736. 0 d 3.5 001736.0 d v 867. 0 v 867. 0 v 867. 0 第五章孔口管嘴出流 RACK JKQ l Q f hH K 2 2 第五章孔口管嘴出流 例例5-2 由水塔沿长度L为3500m，直径d为300mm的 新铸铁管向工厂输水（见图）。设安置水塔处的地面高程 zb为130.0m，厂区地面高程zc为110.0m，工厂所需水头Hc 为25m。若须保证工厂供水量Q为85l/s，求水塔 高度（即 地面至水塔水面的垂直距离）。 第五章孔口管嘴出流 解：给水管道常按长管计算。由表4-1查得d300m 的新铸铁管K1.144m3

14、/s。 管道内流速 故修正系数k1。 计算水头损失 所需水塔高度为 24.3m smsm A Q v/2 . 1/21. 1 3 . 014. 3 4 1 085. 0 2 ml K Q kh f 3 .19 144. 1 3500085. 0 1 2 2 2 2 0 .1303 .19250 .110 bfcc zhHzH 第五章孔口管嘴出流 iii qQQ 1 2 1 2 1 0 1 i n i iii n i i n i fi QSQlShH 232 121 qQQ qQQ 第五章孔口管嘴出流 f hQlSQlS 2 222 2 111 iii qQQ 1 第五章孔口管嘴出流 第五章孔口

15、管嘴出流 考虑距起点考虑距起点A为为x处的流量为处的流量为 qxlQQ m )( 流量沿管道不断变化，水流是变流量且非均匀。但流量沿管道不断变化，水流是变流量且非均匀。但 在微小流段内在微小流段内dx ，可认为流量不变，并当作均匀流考虑，可认为流量不变，并当作均匀流考虑 A B q l x dx dhf Q H x 第五章孔口管嘴出流 A B q l x dx dhf Q H x qxlQQ m )( ) 3 1 (d)( 1 d)( 1 d 222 2 0 2 2 2 2 lqQqlQ K l xqxlQ K hH xqxlQ K h l fAB f 在在dx管段内的沿程水头损失为管段内的沿

16、程水头损失为 第五章孔口管嘴出流 上式可上式可 近似近似 写成写成 l K Q qlQ K l H r AB 2 2 2 2 )55. 0( 式中式中，Qr 称为折算流量。称为折算流量。 )lqQqlQ( K l xq )xl (Q K hH xq )xl (Q K h l fAB f 222 2 0 2 2 2 2 3 11 1 d dd 第五章孔口管嘴出流 当通过流量当通过流量 Q0 时，时， 沿程均匀泄流的水头损失为沿程均匀泄流的水头损失为 lql K hH fABAB 2 2 1 3 1 )( 上式表明，当流量全部沿程均匀泄出时，其水头上式表明，当流量全部沿程均匀泄出时，其水头 损失只等于全部流量集中在末端泄出时的水头损失的损失只等于全部流量集中在末端泄出时的水头损失的 三分之一。三分之一。 第五章孔口管嘴出流 返回