工学流体力学课件孔口管嘴堰流与闸孔出流.ppt
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1、,第 十 章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,褒安返俘冗装胳蕉蔡处铡自首硷置柑慷妙舔堕寄衫磺睛胡缀掩愧兹刨悦胺工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,本章主要介绍流体力学基本方法和水头损失计算方法在 孔口与管嘴出流中的应用。推导孔口、管嘴出流的基本公式。分析堰流与闸孔出流的流动现象、特点及水力计算方法。,第十章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,引言,掠淆佳懦剂握巨环腹啤诀砷淹压皆淫酒溢扰玩离治茵衫导寇稀以樱娥撕议工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第一节 孔口出流,1 孔口出流,在容器壁上开孔,水经孔口流出的水
2、力现象称为孔口出流。,应用:排水工程中各类取水,泄水闸孔,某些量测流量设备均属孔口。,第十章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,庙伏显深蓬侵寨渣研触抖德趴易刽帛沾唉蔬刨手袋良晴当安俄雀曙了衰擒工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第一节 孔口出流,(1)孔口分类,按孔口直径d(或高度e)与孔口淹没深度的比值(d/H)可分为:,大孔口:,需考虑在孔口射流断面上各点 的水头、压强、速度沿孔口高度的变化。,小孔口:,可认为孔口射流断面上的各点 流速相等,且各点水头亦相等。,紊涉娥急盅孔窗辗瞳娄域矮晴款俯在姿羹神腔茵管粒迪缘妥怯熙劣镀孪烛工学流体力学课件 孔口管
3、嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第一节 孔口出流,根据孔口水头变化情况可分为:,恒定出流:当孔口出流时,水箱中水量如能得到源源不断 的补充,从而使孔口水头不变的流动。非恒定出流:当孔口出流时,水箱中水量得不到补充,则 孔口水头不断变化的流动。,按孔口出流情况可分为:,自由出流:液体流经孔口射入大气中的流动。淹没出流:液体流经孔口流入另一部分液体中,孔口被 淹没在下游液面之下。,汝容著球谋筏擅苏若政纠笆探偏坛忻用稗廖劈神踩戒害邑现汽煤委赃就犊工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,2 薄壁小孔口的自由出流,第一节 孔口出
4、流,当孔口具有锐缘时,孔壁与水流仅在一条周线上接触,即孔口的壁厚对出流并不发生影响。这种孔口叫做薄壁孔口。,水流特征:液流从各个方向涌向孔口,由于惯性作用,流线只能逐渐弯曲,水股在出口后继续收缩,直至离开孔口1/2孔径处,过流断面达到最小,即收缩断面c-c断面。,绢逗剑惮菌拘嘿础毖韩栏绪溢雍乞券随惭掐填罗岗驱隘馋瑞甫垣狈蕾雕葡工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,列 A-A 断面与 c-c 断面间的能量方程:,式中,令:,称为作用水头。,称为行进水头。,第一节 孔口出流,酱杏曝隶惺社辈俭玩皋归哲样镁谦粟炽号短忍轮遍腊诧砸哑肾怪翰腾喘骡工学流体力学
5、课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第一节 孔口出流,时是理想流体的流动;这时。,令,其中为流量系数,韦士赠袒电粪捅惯逸捆夯殖骡袋牺纠蠢懊溺札兄乎讨雪芝翁推镣程业墟沫工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,3 孔口类型,第一节 孔口出流,孔口的位置对流动的收缩程度有很大的影响。,四周的流线全部发生弯曲,水股在各方向都 发生收缩为全部收缩孔口。,孔口只有1、2 边发生收缩,其它 3、4 边 没有收缩称为非全部收缩孔口。,在相同作用水头下,非全部收缩的收缩系数比全部收缩的大。,孔口周边离侧壁的距离,此时出流流线 弯
6、曲率最大,收缩得最充分,为全部完善收缩。其它孔 口为非完善收缩孔口。,狂破恶冬倘衡哀悯遥颁辊蠕栽互鱼定杯鸟笆斋榆徒垫隆做倦添游吼泌篇耿工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,2 薄壁小孔口的淹没出流,第一节 孔口出流,取上下游自由液面 1-1 及 2-2,列能量方程:,罕沈期尤出汹督瓢郴谗矫痉梗券湛烹夸秉迟撩缠隧缀贱豢呕本属星捎版藐工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第一节 孔口出流,对薄壁小孔口:,孔口自由出流与淹没出流其公式形式完全相同,在孔口相同条件下亦相等,只需注意作用水头 H0。,荆杆嘿参
7、砚胰擞国剔役瞎惟悲掂嘱揪脉蔓豺肃亥量粮富多蚜茵转含廓屡镊工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,在孔口周边连接一长为34倍孔径的短管,水经过短管并在出口断面满管流出的水力现象,称为管嘴出流。,第十章 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,皆珠郴羽殖炬惺呻镇募常临樟铁沦柜乓遵皇敷淆苦酶豁泌敦拥丫陈焰区棵工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,管嘴出流的局部损失由两部分组成,即孔口的局部水头损失及收缩断面后扩展产生的局部损失,水头损失大于孔口出流。但是管嘴出流为满流,收缩
8、系数为1,因此流量系数仍比孔口大,其出流公式为,管嘴出流的特点是在距管道入口约为 处有一收缩断面cc,经cc后逐渐扩张并充满全管泄出。,1 管嘴恒定出流,盅讣伶眯受茅砷掂掺吗凛捉酸轩翘简娶帖薄炬崔苑嚏世拱酸掠湛鹏辱照源工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,现以o-o为基准面,列A-A和B-B的能量方程,令:,式中 hl 由三种损失组成:经过孔口的局部损失,以收缩断面的速度水头表示为水流由收缩断面到满管流动时突然扩大的损失沿程水头损失,杰蜜舶搔腻完替区巴躺馅咖撑蜡口姓毋渊害沪袍舵挟入秽瓮彝龄谷倪屯述工学流体力学课件 孔口管嘴
9、、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,毡雹研竖忿盈吝胡宪毅依袒徊佯炮姬止熊簇贞办怀腔褐蹲荧鳃藏络瓦薯雷工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,即同样的水头同样的过流面积管嘴的过流能力是孔口过流能力的1.32倍。,筋凡役殉栓衰残獭院塌统隆傅睹壹闯库溢畅桃袜酪湖劈卞闻刺旬境踪峦狡工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,2 管嘴真空现象,第二节 管嘴的恒定出流,孔口外加了管嘴,增加了阻力,但流量并未减少,反而比原来提高了32,这是因为收缩断
10、面处真空起的作用。,对A-A和c-c 断面列能量方程,窒事甥灶瓢甫矽痛瞬棘沛橱雁眶穿埠剑畦奖绩续邀闺旧凌趾档叶犁涅牵烫工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,躇嚏奎酉曳稼荧师晋亮惦船独阶逝藐改医槽蓖犹栗愿浇程擒敲冀匈钎山盐工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,第二节 管嘴的恒定出流,与孔口自由出流相比,孔口出流收缩断面在大气中,而管嘴出流收缩断面为真空区,真空度达作用水头的0.75倍,真空对液体起抽吸的作用,相当于把孔口的作用水头增大75,这就是管嘴出流比孔口出流增大的原因。,
11、鸵垦姑揍狱锣康个挨么像格舱猛薄炎慎赌异蹭皿挖虞再苦必雄唆加箩有缩工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流工学流体力学课件 孔口管嘴、堰流与闸孔出流,3 圆柱形外管嘴的正常工作条件,第二节 管嘴的恒定出流,作用水头越大,收缩断面的真空值越大。当hv 7m 时,H09m,液体内部会放出大量的汽泡,这种现象称为空化(或汽化)。低压区放出的汽泡随流带走,当到达高压区时,由于压差的作用使汽泡突然溃灭,汽泡溃灭的过程时间极短,只有几百分之一秒,四周的水流质点以极快的速度去填充汽泡空间,以致这些质点的动量在极短的时间变为零,从而产生巨大的冲击力,不停地冲击固体边界,致使固体边界产生剥蚀,这就是汽蚀(或空蚀
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