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1、孔口、管嘴和管道的流動INDEX孔口出流管嘴出流簡單管道的水力計算復(fù)雜管道管網(wǎng)計算有壓管道的水擊自由紊流射流孔口出流薄壁小孔口1.自由出流列A-A、C-C斷面能量方程H0——自由出流的作用水頭物理意義：促使流體克服阻力，流入大氣的全部能量特例 自由液面：PA=Pa，液面恒定：vA=0收縮斷面流速φ——孔口的流速系數(shù)，φ=0.97~0.98孔口流量全部收縮（完善收縮、不完善收縮）、部分收縮A是孔口面積，A0是孔口所在的壁面面積不完善收縮2.淹沒出流列上下游液面能量方程ζ2=1——突然擴大阻力系數(shù)H0——淹沒出流的作用水頭物理意義：促使流體克服阻力流
2、入到下游的全部能量特例：P1=P2=Pa，v1=v2=0收縮斷面流速孔口流量與自由出流一致H0與孔口位置無關(guān)氣體：作用壓力（略去高差）流速流量排氣吸氣應(yīng)用：孔板流量計注意：A——孔口面積，μ也可查表3.非恒定出流（以液面下降為例）等截面S容器，t時刻孔口水頭hdt內(nèi)流出體積容器減少體積容器放空：h2=0V——放空容器的體積Qmax——開始出流時最大流量放空時間是水位不下降時放空所需時間的兩倍管嘴出流l=3~4d的短管1.管嘴出流列A-A、B-B斷面能量方程H0——作用水頭流速流量真空的抽吸作用，流量增加對銳緣進口的管嘴，ζ=0.5，2.管嘴正常使
3、用條件防止氣蝕列C-C、B-B斷面能量方程連續(xù)性方程取解得C-C斷面真空值允許真空值H0的極限值——管嘴正常使用條件之一——管嘴正常使用條件之二3.管嘴的種類（a）圓柱外伸管嘴；（b）圓柱內(nèi)伸管嘴；（c）外伸收縮型管嘴；（d）外伸擴張型管嘴；（e）流線型外伸管嘴類型特點ζφεμ圓柱外伸管嘴損失較大，流量較大0.50.8210.82圓柱內(nèi)伸管嘴損失大、隱蔽10.7110.71外伸收縮形管嘴損失小、速度大（消防龍頭）0.090.960.980.95外伸擴張形管嘴損失大、流速低、壓力大（擴壓管）40.4510.45流線形外伸管嘴損失小、動能大、流量大0
4、.040.9810.984.例：水箱中用一帶薄壁孔口的板隔開，孔口及兩出流管嘴直徑均為d=100mm，為保證水位不變，流入水箱左邊的流量Q=80L/s，求兩管嘴出流的流量q1、q2解：設(shè)孔口的流量為q對管嘴連續(xù)性方程解得簡單管道的水力計算短管（室內(nèi)）、長管（室外，局阻不計或按%折合）1.短管的水力計算類比孔口、管嘴的作用水頭短管的作用水頭1→突擴ζ=1，H0→H代入，得SH——管路阻抗S2/m5Spkg/m7類比電路：S→RH(p)→UQ2→I非圓管揚程略去速度水頭虹吸現(xiàn)象流速虹吸管正常工作條件最大真空度列1-1和最高斷面C-C的能量方程流量最大
5、安裝高度2.長管的水力計算局部損失（包括速度水頭）不計，損失線性下降，總水頭線與測壓管水頭線重合單位長阻抗——比阻as2/m6kg/m8復(fù)雜管道1.串聯(lián)管道類比電路例：鑄鐵管長L=2500m，流量Q=0.25m3/s，作用水頭H=25m，為充分利用水頭，設(shè)計串聯(lián)管道解：（1）如按簡單長管計算水力計算表aH1=0.105→d1=450mm浪費水頭，投資加大aH2=0.196→d2=400mm水頭不夠（2）設(shè)計串聯(lián)管路d1=450mm→L1d2=400mm→L2解得2.并聯(lián)管道類比電路流體的自調(diào)性，阻力平衡例1：某兩層樓的供暖立管，管段1的d=20m
6、m，總長20m，Σζ1=15，管段2的d=20mm，總長10m，Σζ2=15，管路λ=0.025，干管總流量Q=1L/s，求Q1和Q2解：并聯(lián)解得阻力平衡水平失調(diào)異程→同程例2：流量Q=4L/s的泵從兩個有初始液位差h=0.5m的油箱中吸油，在節(jié)點A以前的兩條管路有相同的長度l=10m和直徑d=50mm，若λ=0.03，不計局部阻力，求：（1）泵開始吸油時，每個油箱流出的流量q1和q2各為多少？解：A點連續(xù)性方程解得（1）必須pA≥0，列低油箱到A點的能量方程會出現(xiàn)高位油箱向低位油箱倒灌的現(xiàn)象注意：因q1=0，故q2=Q，解得z≥1.27m（2）
7、當h是多少時，由低位油箱流出的q2=0？（4）當z為多高，高位油箱泄空后空氣不會進入泵內(nèi)，且又可使低位油箱可泄空？令q2=0，解得h=1.27m（3）當h>1.27m時會出現(xiàn)什么情況？管網(wǎng)計算特點1.枝狀管網(wǎng)的水力計算（兩類）（1）管網(wǎng)布置已定（Li，ζ，用戶Qc，末端壓力pc或hc），求di，作用壓力p或H——新建管網(wǎng)a.由連續(xù)性方程確定節(jié)點流量b.由流量確定各管段管徑ve——經(jīng)濟流速（規(guī)范要求）c.由控制線確定作用壓力或d.阻力平衡，調(diào)整支管管徑（2）管網(wǎng)布置和作用壓力已定，求di——校核計算，擴建管網(wǎng)a.由連續(xù)性方程確定節(jié)點流量b.由控制線
8、確定水力坡度l’——局部損失折算成沿程損失的長度，稱為局阻的當量長度（手冊可查）c.由各管段J相等條件，計算各管段管徑和損失d.校核e.
