精编资料推荐9有压管流和孔口管嘴出流

1、专业资料推荐第九章有压管流和孔口、管嘴出流9-1水自水库经短管引入水池中，然后又经另一短管流入大气，如图所示。已知li=25m, di=75mm， l2=150m，d2=50mm，水头 H=8m，管道沿程阻力系数/=0.03，管道进口的局部阻力系数均为0.5，出口的局部阻力系数为1.0,阀门的局部阻力系数为3.0,试求流量Q和水面高差h。解:(1)由伯努利方程可得v；V；25H =hw1hw2 =+(0.030.5 1)2g 12 2g 0.0752 2V)v2=11.5 -+94.52g2gV121502g +(0.03 0.05v2 = V1 ()2 = V1d2(75)2=2.25 V1

2、501222 V1V1H=(11.5+94.5 X 2.25 ) - =489.91-2g2g2g 汉 H|2 汇 9.8汉8 ,V1 =、= im/s =0.566m/s,489.91489.91V2 =2.25 0.566 m/s =1.274 m/s：:.23_3 3Q= V1 A =0.566(0.075) m /s =2.510 m /s4(2)由短管淹没出流公式(9-6)可得：V120.5662h=11.5 =11.5m=0.188m2g2 7.89-2虹吸滤池的进水虹吸管如图所示。管长h=2.0m、b=3.0m，管径d=0.3m，沿程阻力系数Q0.025，进口局部阻力系数 Z=0

3、.6,弯头局部阻力系数 Z=1.4，出口局部阻力系数 Z=1.0。 若通过流量 Q=0.2m3/s，求水头H= ?解：由短管淹没出流公式(9-6)可得：H0 H二山Q0.2 4v2 m/s =2.829m/sAn 0.322 +3 丄cc 丄2.8292 H=(0.0250.61.4 - 1.0)m0.32 98=1.395m979-3 一正方形有压涵管，如图所示。管内充满流体，上、下游水位差H=1.5m，试求涵管的边长b,管长L=15m，沿程阻力系数 Q0.04，EZ=1.5，流量Q=2.5m3/s。解：由淹没短管流量公式（9-8）知：A=2gHo1m=b2150.04亠 1.54R10.0

4、41.52.5R=4bA=b50 0( 0.095)41. 85 350 0.029289 )9.029 300 (0.0365)2 m = 28.592mH 塔=Ehf - ZD HZ - Z0 二(28.592 100 8 - 104)m = 32.592m1 _ 5%D 0I (X) tn趙 9 ioJH pIL LlIrf 39-11用水泵把吸水池中的水抽送到水塔上去，如图所示。抽水量为0.07 m3 /s,管路总长（包括吸水管和压水管）为 1500m，管径d=250mm，沿程阻力系数 且0.025，局部阻力系 数之和为刀.=6.72，吸水池水面到水塔水面的液面高差已=20口，求水泵的

5、扬程 H。解：由伯努利方程得：L2H= Hi+ (- 一 :二 i：) d2gQ 0.07vm/s 二 1.426m/sA 兀2A - (0.25)2415001.42621H = 20 (0.0256.72)0.252 9.8m = 36.26m1 1 -+ -41.85创700. 41.85 3509-12长为21，直径为d的管道上，并联一根直径相同，长度为I的支管，如图中虚线所示，若水头不变，求并管前后流量的比（不计局部损失）。VO2SoIHQ，则水头2并联前后流量比QQ解：设未并联前流量为 Q,则水头H = S 2l Q2或Q=并联后的流量为 Q，二并联管之比阻So相同，故每根管中流量

6、为h= SoiQ2 sj（Q）2 二討2，Q=44 = 1.265，即 Q =1.265Q19-13供热系统的凝结水箱回水系统如图所示。试写出水泵应具有的作用水头的表达式。13解：设作用水头为H，则P1H =比电hw吸hw压:gw吸H二比也21 hw吸hw压忖g若考虑水池与水塔中的流速水头，则可写为2 2H=H什P2 一口： 2V2 -+ h吸h压Pg 2g9-14某枝状管网如图所示。干线结点编号为0-1-2-3-4，其余为支线结点。各结点流量已示于图中，设各用户所需自由水头均为20m，各结点地面高程分别为、0 =l05m ,? 190m,? 293m,? 3100m，? 4101m,? 58

7、9m, ? 691m,? 798m,干线各管长度均为 1000m，支线1-5长500m , 2-6长700m , 3-7长300m，试按经济流速决定干线管径，并求各结点的测压管水头和起点水塔水面高度，最后求各支线管径。sxio題9 H附解：考虑干线管道经济流速选择管径后，根据计算流速由表9-1, 9-2可查得铸铁管道的比阻S0及修正系数k。计算干线各段的水头损失h。、hf1 、hf2J3、hf34。起点水塔水面高度为：H = Eh, HZ Z-Z。=(4.61 5.32 11.20 16.91 20 101-105)m = 54.04m干线各结点水头标高：已二 H -ho_1 Z。0 说明顺时

8、针方向流量分配多了，应减少。(4) 求各环校正流量 AQ,仍以第一环为例，-D h- 0.9163一 3 3DQ =m /s= - 3.269? 10 m /s2? hfi / Qi2 140.089第一环的管段的流量经校正后应为(100-3.269) 10-3m3/s=96.731 103m3/s,其余各管段的计算结果已列于表中。从表中结果可见，经两次校正后，各环闭合差均已小于允许值(0.2m) o(5) 复核D点自由水头是否满足要求:109+46- (1.722+4.759+2.427 ) -122 m=24.092m20m，故满足要求。专业资料推荐环号-400径(400管 编250-30

9、0Wms)100-9540-53250-250150-250初步分配h/QG2)17.86 -h(m)1.78612.726 -1.20966.052.64243.453 -2.303Zh=0.916AQ=-0.916/ (2*140.089/941-407-49101.5666.05175.71121.361 4.164-2.6424 1.237 -5.947岀=-3.195/0=3.195/(2*464.692)/3.Q(fms)-3.269-3.269-3.269-3.438-3.269第一次校止Q(1/s)h/Q(s/m h(m)96.731 17.27AQ(1ms5 1.671 14

10、75-98.26913.158-1.293 1.47533.293 54.967 1.831.475-56.26946.13岀=-0.3886-2.590.6066 1.475=3.20=00888/(2*131.536)=1.473.4383.4383.2693.4383.43844.433110.0!第二次校止lf/Q(s/mh(mQ(10k98.20617.53-96.7935.37最终各管段流量)10m(s51.722 97.94412.96458.4055 -97.0642.066 34.96-54.79444.93Zh=0.07122.462 -55.06尹血=-0.071/(2*

11、133.8373=906*891 -0.606 43.83-33.2S3 54.967-1.8310.438262.11.736 -0.606-45.562112.8575.14Zh=0.655.265*102108.574.759 43.98-0605 -35.37458.409.832 246.842.427 9.9842.066 -34.962 -0.606-46.168114.345.2生=-0.15979 -46.02438*1Q=-0.655/(2*540.006=0.6C6*10=0.159/(2*528.168=).151*1099专业资料推荐9-16若仍用上题所给条件， 试自

12、己编制电算程序，用电子计算机计算上题的环网平差问 题。解：编制电算程序框图可参见下图：9-17压力钢管的直径 D=1.2m,管壁厚度d= 15mm，水的弹性模量 E=2.03 x 109Pa,管 长l=2000m，管末端阀门的关闭时间Ts分别为2 s及6 s，试判别各产生何种水击。设管中恒定流时的流速 Vo=i.5m / s。试求直接水击压强值，并估算间接水击压强值。103解：水击波速传播速度c1435/c= t = ,- m/s=1073.06m/sED 2.03 1091.2Er-2.06 1011 0.01521 2 2000相长 T= =s=3.728 sc 1073.06当Ts =

13、2s时,Ts Q2、Q3。解：设左水箱水面到管嘴2出口水头为H1，右水箱水面到管咀 3出口水头为H2，则孔口 1的有效作用水头为- H2，由连续性方程知 Q1 =Q3, Q Q2 = Q2n 0. 1 jQ1 =0. 6 22 9. 8H1( H2)4Q2= 0.82 创n 0.1242 9.8 H1Q3= 0.82 创n 0.1242创9.8H2解得 H1 = 3.08m, H2 = 1.113m, Q1 = Q3 = 30L/s, Q2 = 50L/s9-27某空调诱导器的静压箱上装有一组直径d=10mm的圆柱形管嘴，管嘴长度3l= 40mm，如图所示。试求管嘴出口流速为20m/s、总风量

14、为0.338m/s，空气温度为20C时静压箱内的静压值 P0和管嘴个数n。解：由已知条件得每根管嘴的通过流量为小nd23.14，0.012c“ 3,3,Qi =v =? 20m /s 0.00157m /s44= 215.29 =216Q 0.338 n 二Qi0.00157由气体管嘴流量公式 2 、n得P肘20.001571.205 f “ci22 0.8222 Pa 二 358Pa nn 0.012 )9-28某游泳池，如图所示，池长36m,宽12m，底部倾斜，池深由1.2m均匀变化到2.1m, 在底部最深端有两个泄水孔，一为孔口，一为管嘴，直径均为22.5cm，流量系数分别为叫=0.62

15、和週=0-82，试求游泳池放空所需时间。解：因池底倾斜，放空过程中水面下降1.2m以后，游泳池横断面面积将发生变化，故需分别计算。在第一阶段，水池断面不变，孔口和管嘴出流面积均为A，于是，式（9-93）改写为t12Ah .瓦-屮2 -已叫A . 2g忖讪2Ah .瓦-2-巴叫匕A2g2仓创36 12? ( 2.1. 2.1- 1.2),C2s = 1706 s（0.62+ 0.82）仓U n j252? 9.8在第二阶段，横断面变化，可用积分法计算，这时：36乂 125,Andh _Q -詬厂480h，积分得480hdh 匕 A 2gh480I = A 倉480创 0.93/2 hdh0.92

16、r2(0.62+ 0.82)创 P ：225因此，总放空时间 t1 t (1706 1078) 2784s。 s = 1078s-2 创9.8 39-29 有一长10m，宽4m的沉淀池，设在池壁靠底部处开一直径d=300mm的孔口,孔口中心线以上水深 H=2.8m，孔口的流量系数 卩=0.60，试求泄空（水面降至孔口中心）所需要的时间。解：由式（9-93 ）得2Ah_H 匚A：2g2汉10汉4汉J282n 0.30.602 9.84s = 713s 二 11min53s9-30 一矩形箱式船闸，宽 b= 6m,长L= 50m，上、下游水面差 H=4m，在闸室下游壁 面上开有d=400mm的圆形

17、孔口，如图所示。当瞬时打开孔口时，水自孔口泄出，试求需有 几个这样的孔口才能使闸室中水位在10分钟内降至下游水位。（注：下游水位不变，上游不再进水）。解：t = 2Hn一 2gn 2片用 58n2 - 5.8ti、2g 10 60 0.62 n 0.42 9.84需有6个这样的孔口才能使闸室中水位在10分钟内降至下游水位。9-31 一个具有铅垂轴的圆柱形水箱，内径为 0.6m，高1.5m，底部开一直径为 5cm的 孔口与大气相通，孔口流量系数为 0.6。箱顶部敞开并且是空的，若以 Q=0.014m3/s流量将 水流入水箱内，求需多少时间可将此水箱充满，此期间由孔口流出的水的体积是多少？2二 0

18、.62 2 2m = 0.283m，由式（9 89）得2 50 6解：Ah42Qo宀22g20.6 I20.0142:0.0524 J、2X2X9.8m 二 7.212m由式（9 92 ）得t = H G. H1 - . H2 + .Hal n 亠匕 巴)mA.,2g、出-,H?7.2126)s =44.6s、7.212- 丫1.52Aht =0.62 0.283(0 1.5 +7.212ln 述后982兀汉0 6233V -Q0t V水箱二（0.014 44.61.5）m = 0.2m49-32测量管道流量常用孔板流量计，用水银压差计测量孔板的压差，如图所示，水流流过孔板可视为孔口淹没出流，设孔口的阻力系数Z收缩系数为，管道流速水头不能忽2