五章乳回。晉嗡出癌 8有品 第一节孔口出流 第二节管嘴恒定出流 第三节短管的水力讣箕 第四节长管的水力计算 第五节髙心式水泵装置及其 水力计算
第五章 孔口、管嘴出流 及有压管流 第一节 孔口出流 第二节 管嘴恒定出流 第三节 短管的水力计算 第四节 长管的水力计算 第五节 离心式水泵装置及其 水力计算
教学内容、重点及难点 基本内容 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。 重、难点 水头损失的分析和确认
➢教学内容、重点及难点 基本内容 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。 重、难点 水头损失的分析和确认
第一节孔口出流 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 H 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 C c-c为收缩断面,收缩系数: A2—收缩断面面积 孔口断面面积
H H0 O O C A AC d C v vC 0 g v 2 2 0 0 第一节 孔口出流 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。 c-c为收缩断面，收缩系数： A c A = —— 收缩断面面积 —— 孔口断面面积
713b 完全收缩 非完全收缩 无收缩 边壁的整流作用会影响收缩系数,故有完全收缩与非完全 收缩之分,收缩系数视孔口边缘与容器边壁距离与孔口尺 寸之比的大小而定,大于3则可认为完全收缩
l 2 3b l 1 3a 1 l 2 l a b 完全收缩 非 完 全 收 缩 无收缩 边壁的整流作用会影响收缩系数，故有完全收缩与非完全 收缩之分，收缩系数视孔口边缘与容器边壁距离与孔口尺 寸之比的大小而定，大于3则可认为完全收缩
孔口出流的分类 <亠—小孔口 H10 大孔口 H H10 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。 对薄壁小孔口:E=0.630.64
H H0 O O C A AC d C v vC 0 g v 2 2 0 0 孔口出流的分类 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。 10 1 H d —— 小孔口 10 1 H d —— 大孔口 对薄壁小孔口：ε= 0.63~0.64
1.薄壁小孔口自由出流 2 g 对0-0,cc列能量方程 Coy a v h+ H g 2p*h 其中h=h=50 g C 设H=H+ Cov 2g 则"e √28 H0=02g110 0 其中0= +50④+5—流速系数=097~0.98 Q=A=40V2gH0=A√y2gH 其中 =80=0.60~0.62—流量系数
w c c h g v g v H + = + 2 2 2 2 0 0 对0-0，c-c列能量方程 其中 g v h h c w j 2 2 = = 0 设 g v H H 2 2 0 0 0 = + 0 0 0 2 2 1 v gH gH c c = + = = 0.97 ~ 0.98 则 0 0 Q = vc Ac = A 2gH = A 2gH ——流速系数 其中 = = 0.60 ~ 0.62 ——流量系数 1.薄壁小孔口自由出流 H H0 O O C A AC d C v vC 0 g v 2 2 0 0 其中 0 1 0 1 1 + + = c 则
2.薄壁小孔口淹没出流1 H 对1-1,2-2列能量方程 HIt 2g H2+=+(50+5 2g g H=(h,+ 0 )-(H,+ a,v2 2 g 2g50流经孔口的局部阻力系数 5。收缩断面突扩的局部阻力系数 28H0=0√28H0H~作用总水头 q~孔口流速系数 q=0.97-0.98 Q=4=8402810=1V2g{H0~孔口流量系数 =0.60-0.62
H0 作用总水头 孔口流速系数 孔口流量系数 （ ）（ ） g a v H g a v H H 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 = 1 + − + 0 流经孔口的局部阻力系数 e 收缩断面突扩的局部阻力系数 = 0.97 − 0.98 = 0.60−0.62 2.薄壁小孔口淹没出流 对1-1，2-2 列能量方程 g v g v H g v H c e 2 ( ) 2 2 2 0 2 2 2 2 2 0 0 1 + = + + + 0 0 0 2 2 1 v gH gH e c = + = 0 0 Q = vc Ac = A 2gH = A 2gH
3.大孔口恒定出流 大孔口出流的流量公式形 式不变,只是相应的水头 应近似取为孔口形心处的 值,具体的流量系数也与 小孔口出流不同。 由于孔口各点的作用水头差异很大,如果把这 种孔口分成若干个小孔口,对每个小孔口出流 可近似用小孔口出流公式,然后再把这些小孔 口的流量加起来作为大孔口的出流流量。 H。大孔口形心的水头 Q=√2gH0 大孔口出流的流量系数,可查表
Q = A 2gH0 大孔口出流的流量系数，可查表 H0 大孔口形心的水头 3.大孔口恒定出流 大孔口出流的流量公式形 式不变，只是相应的水头 应近似取为孔口形心处的 值，具体的流量系数也与 小孔口出流不同。 由于孔口各点的作用水头差异很大，如果把这 种孔口分成若干个小孔口，对每个小孔口出流 可近似用小孔口出流公式，然后再把这些小孔 口的流量加起来作为大孔口的出流流量
4.孔口非恒定出流 在d时段内 √y2ghdt=-A4dh H d h 则液面从H1降至H2所需时间 Ao dh 2A HlAv28 HAv2g 容器放空(即H2=0)时间2 2A0H12 8 HAv28
在 dt 时段内 A 2ghdt = −A0 dh h h A g A t d 2 d 0 = − 则液面从 H1 降至 H2 所需时间 ( ) 2 d 2 2 1 2 0 0 2 1 H H A g A h h A g A t H H = − − = 容器放空（即H2 ＝0）时间 1 max 0 1 0 1 0 2 2 2 2 Q V A gH A H A g A H t = = = H1 H2 h dh A0 H1 H2 h dh H1 H2 h dh A0 4. 孔口非恒定出流
第二节管嘴恒定出流 管嘴出流的水力现泉 内管嘴 (a)直角型外管嘴 b)收缩型外管嘴 (b) (c)扩散型外管嘴 (d)流线型外管嘴 外管嘴
第二节 管嘴恒定出流 一. 管嘴出流的水力现象 (a) 外管嘴 内管嘴 (b) (c) (d) (e) 外管嘴 (a)直角型外管嘴 (b)收缩型外管嘴 (c)扩散型外管嘴 (d)流线型外管嘴