孔口管嘴管路流动

1、孔口管嘴管路流动孔口管嘴管路流动1. 图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？解：由 Q A 2gHo第1题图第2题图与深度无关，所以每个孔口的出流量相同2. 有一水箱水面保持恒定（5m），箱壁上开一孔口，孔口直 径d=10mm。（1）如果箱壁厚度8 =3mm,求通过孔口的流速和流量。（2）如果箱壁厚度8 =40mm,求通过孔口的流速和流量。解：（1）视作薄壁小孔口，0.97 ,0.62v2gh 9.6m/s 得：Q vA 4.82 10 4m3 /s（2）视作管嘴，0.82v2gh 8.12m/s 得: QvA 6.38 10 4m3/s3. 隔板将水箱分为 A、B两格

2、，隔板上有直径为 di=40mm图，B的薄壁孔口，如题5-3 箱底部有一直径为 d2=30mm的圆柱形管嘴，管嘴长l=0.1m，A箱水深Hi=3m恒定不变。（1）分析出流恒定性条件（H2不变的条件）。（2） 在恒定出流时，B箱中水深H2等于多少？（3）水箱流量Qi为何值？解：（1）当Qi=Q2时出流恒定（2） 因为 Ql = Q2， iAj2g（Hi H2） 2A22g（H2 0.1）查表得 1 0.6，2 0.82，解得：H2 1.85m（3）解得 Q1 3.58 x 10-3 m3/s4. 证明容器壁上装一段短管 （如图所示），经过短管出流时的流量系数卩流速系数证：2V2gd 2g、2gH

3、。其中5. 某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm ,长度1 =100mm ,2=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数0.5，求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。解：由题得0.707l d6. 如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴 出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密 度为 p=1.2kg/m3。解: v 2 p，得 p 1.08kN/m27. 某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径为20mm，空气温度为 20 C,尸0.8。要求通过风量为 1m3/s。问需要布置多少孔口？解：Q= n A、；2-，得 n 218.4，所以需

4、要219 个1此1 .1LaB8. 水从A水箱通过直径为10cm的孔口 流入B水箱，流量系数为0.62。设上游 水箱的水面高程 比=3口保持不变。(2) B水箱水面高程H2=2m时，求通(1) B水箱中无水时，求通过孔口的 流量。过孔口的流量(3) A箱水面压力为2000Pa,比=3口时，而B水箱水面压 力为0, H2=2m时，求通过孔口的流量。解: (1)属孔口自由出流Q A.2gH。， H。已得： Q 0.037m3/s(2)属孔口淹没出流，Q A 2gHo , Ho Hi H2得: Q 0.0216m3/s(3) QA.2gH。, H。2000Hi H29807得:Q 0.0236m3

5、/ s9. 室内空气温度为30C,室外空气温度为20C,在厂房上下 部各开有8m2的窗口，两窗口的中心高程差为 7m，窗口流 量系数 尸0.64,气流在自然压头作用下流动， 求车间自然通 风换气量（质量流量）。解:2P H 外 内 H 0.372.59N /m2Q=内 a 2 p=12.6kg/s内第g题图第io题圈10. 如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为h米液体。试推导通过孔板的流量公式解：P ， h ,是U形压差计液体容重，为气体容重Q A 2gHoA 2g PA 2gh A. 2g h11. 如上题图孔板流量计，输送20 C空气，测量h=100mmH2O。尸0.62 ,

6、d=100mm，求 Q。解：将数据代入上题公式得 Q 0.2m3/s12. 什么叫管路阻抗？（又称为综合阻力数） 为什么有两种表 示？在什么情况下，S与管中流量无关，仅决定于管道的尺 寸及构造？解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。Sh用在液体管路，Sp用在气体管路。在紊流时，S与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸和构造。13. 供热系统的凝结水箱回水系统如图。试写出水泵应具有的 作用水头表达式。解：H h 巴一Pl SQ214. 某供热系统，原流量为0.005m3/s，总水头损失h=5mH 2O,现在要把流量增 加到0.0085m3/s,试问水泵应 供给多大压头。解:H1 SQj 即 5

7、S 0.0052 I S 2 105s2/m5252H2 SQ22 105 0.0085214.45m15. 两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m，管长L 1 =3m, L2 = 5m , L3= 4m，直径d=200mm，上游水面至管顶高流量 Q=40X10-3m3/s,启0.03。求:(1)吸水管及压水管的 S数。(2) 求水泵所需水头812解：(1) SH1 = d=118.69s H h ( Sh1+Sh2 ) Q2 23.56m /m(3)如果流量提高到 0.16m3/s，风机总压变化多少？di g8Sh2 = 2I 2d22di4g=2106.1s2 /m5(其中 h 17 3

8、 20m)(4)绘出全压线与静压线图8丄解: (1) Spi2ddi8 2S d2SP22d24SP31 38( f 1)d32.4d3SPSP1SP2SP3pSpQ2解得： p 2500 pa(2) 铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零(3) p SpQ22830pa18. 并联管路中各支管的流量分配，遵循什么原理？如果要 得到各支管中流量相等，该如何设计管路？解：并联管路Q鳥，如果要得到各支管流量相等必须各支 管S相等应设计成 Sl=S2 = S319. 有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀(阻力系数为Z), 则Qi和Q2哪个大些？阻力hfi和hf2哪个大些？解：

9、(1) SlQi2=S2Q； , S与 Z有关因为 Si S2，故 Qi Q2。(2) hfi = hf220.有一简 单并联 管路如 下图，总流量Q =80xi0-3m3/s,启0.02，求各管段之间的流量及两节点之间的水头损失。第支路 di =200mm ， L1=600m ，第二支路 d? =200mm ,L2=360m。解：Qi：Q2%.;ST ：4SS1 =3104.812d14g_ 8 L2 ' d 225S2 =1862.9s2/m52d；gQ2 45 10 3m3/sQ1 35 10 3m3 /s/m5解得：Q“ ： Q20.77422H1 S1Q2 S2Q2 3.72

10、m21.如上题，若使Qi Q2如何改变第二支路?解：d2减小或加调节阀等增加阻力的措施。22.如图所示管路，设其中的流量 QA=0.6m3/s, 2=0.02 ,不计局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失。皿伽）1 (X)O( m) / /jl500£nt)c/j 3O<)( ni in)mm ?d2解:Q2:Q3:Q4 WE Ld3 : d42185:1743:3375L3 , L4Q2Q3 Q4QaS234608 s2 m22i8530.i8m s 2i85 i743 3375SJ （土士'5石（占dQ2T）52Hi 5 Si 5Qi3mH ii.i5

11、 i3 24.i5mH 并 S2Q； ii.i5m23.管段1的管径为20mm，管段2 为 25mm， li 为 20m，I2 为 10m，i 2 i5 ,0.025，流量分配有何变化?解：这样Qi更小，Q2更大，所以应将管段i的管径改为25mm，管段2的管径改为20mm ,两管流量可接近。24.已知某枝状管网的Qi、Q2、Q3,若在支管2的末端再加一段管子，如图中所示。问Qi和Q2、Q3各有何变化?解:由于总阻抗加大，H SQ2 ,使总流量Qi减小由于H不变，Q3不变，所以Q2减25. 三层供水管路，各管段的S值皆i06S7m5,层高均为5m。设a点的压力水头为 20m，求Qi、Q2、Q3，

12、并比较三流量，得出结论来。（忽略a处流速水头）解: Q' Q2 Q3Q Qi Q' Qi Q2 Q3(1 )20 SQ2(2) 20= 5+Sq'2 +sq；=5+S(q2 q3)2 sq2(3) 20= 10+Sq2+2Sq；联立(1) (2) (3) Qi= 4.46X 10-3m3/sQ2= 2.41 X 10-3 m3/sQ 3= 0.63 X 10-3 m3/s26. 如上题，若想得到相同的流量，在a点压力水头仍为20m时，应如何改造管网？解：加大底层阻力(如加阀门，减小管径)。减小上层阻力(如加大管径)27. 水由水位相同的两贮水池A、B沿着L i=200

13、, L 2=100m ,di=200m , d2=100m 的两根管子流入 L 3=720m , d3=200m 的 总管，并注入水池水中。求：(1) 当 H=16m , Z1= 23=0.02 , 22=0.025 时，排入 C 中的总流量(不计阀门损失)；(2) 若要流量减少一半，阀门的阻力系数为多少？解：（1）Qc=Qa+Qbs=44_d gH sqA &QCHS?QbS3QC解得：QC60.25 1033 ,m /s(2)当流量减少一半QcQaQbc2l38（ 3 子） 'd3S32d3 gHS qa s3q'2Ch s2qa s3qC解得： 25628.水平布

14、置的管系，A点的表压强PA =280kN/m 2,水流从B、D直接排入大气，AD管直径为0.4m，其它各管直径为0.3m ,沿程阻力系数疋0.02，忽略局部损失，确定 Qi，Q2，Q3和表压强Pc解:由题意得:'2I（-ISabQ2'2SadQ3'2sacq'Q S28 0.022g 0.35200136.29c_80.02200SAD =舌矿32.342Sac=腎十 1092g 0.35s'22g 3.581.8Q2Q2Q2PcS2sI'2QQ3 Q329.环状管网流量计算，进行二次校正计算解得:0.47m3/s , Q2 0.4577m3/s

15、 , Q3 0.94m3/sQ31.866m3/spc44.2kN /m2Q 0.4577 0.23480.692m3/s20.940.23481.174m3/s1000 tn j 0 = 0.3 m1= J 00 m:J. 0243"E £ CD = 0.4mQ = 0.1m 空D = 0.3mQ = 0.0-m- sZ.Z 计 30 陀仙s = 0.4mQ = O.15in5 s/ = 4ft0 m).= C.026S0.05m5/EX = 0.0134, Q = O.15m3；sn/=500 ni1 = 0.0243 f = 1000 m D= 0.4 mX = 00

16、2431 Q = 0.0lm5s lD = 0.3niTOO tnQ = 0.08ffij：sV X = 0.026 S1' = 1000 m> D = O.j in解：第一次校正计算假定管段校正管段环管流量Shihi /Qi Q校正后的校正路段Qi流量流量后的hiQi+0.1+1.334-0.001AB559.7668.89740.14861.3196B+0.198.21+0.9829.821-0.0010.09860.9548D014-0.001D196.4-0.0014-0.028-0.1641C-0.012-0.01961.9604-0.01791514.73-0.001

17、-0.151-2.251CA-0.1598.21-2.2097144235.41-0.1400.087409环管假定Sihihi /Qi Q管段校校正校正路段流量正流量后的后的hiQi流量Qi+0.017C+0.0196.4+0.0191.96050.02890.1641D126+0.0014D+0.0364.4+0.58314.57+0.0170.05751.20492F42050.0175911.027.335+0.017-0.012-0.142FE-0.035-0.81990554364.429.15+0.017-0.062-1.423EC-0.082-2.3323455573.01-0

18、.196-2.549699第二次校正计算环路管段假定流量QiSi （不 变）hiSiQ：hj/QjQ管段校正流量校正后流量QiA0.14859.761.3198.8800.0010.0010.150B66884B0.09898.210.9549.6840.0010.100D68840.001D-0.028196.4-0.1645.6788-0.028C921-0.00176C-0.15198.21-2.25114.860.001-0.149A42986共-0.14039.11计91-0.001C0.028196.40.1645.67880.028D9210.00176D0.057364.41.20420.950.0010.0010.059F5295661F-0.012911.