第十一章 孔口、管嘴、闸孔出流及堰流.ppt

二、管嘴出流（Nozzle Discharge） ：在孔口上连接长为3~4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。 薄壁小孔口恒定自由出流的流速与流量计算 * 第十一章 孔口、管嘴、闸孔出流及堰流 概念 第一节 薄壁小孔口恒定出流 一、薄壁小孔口恒定自由出流 二、小孔口的淹没出流 三、影响孔口出流流量系数?的因素 第二节 管嘴出流 第三节 孔口的非恒定泄流 第四节 闸孔出流 第五节 堰流 概 念 一、孔口出流（Orifice Discharge）：在容器壁上开孔，水经孔口流 出的水力现象就称为孔口出流。 pa H d 应用：排水工程中各类取水，泄水闸孔，以及某些量测流量设备均属孔口。 应用：消防水枪和水力机械化施工用水枪。 H0 0 0 c c H Pa 1 1 vC v0 v 第一节 薄壁小孔口恒定出流 第一节 薄壁小孔口恒定出流 一、孔口出流分类 小孔口（Small Orifice ）：当孔口直径d（或高度e）与孔口形心以 上的水头高度H的比值小于0.1，即d/H0.1时，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，这时的孔口称为小孔口。 大孔口（Big Orifice） ：当孔口直径d（或高度e）与孔口形心以上 的水头高H的比值大于0.1，即d/H0.1时，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，这时的孔口称为大孔 口。 1、根据d/H的比值大小分：大孔口、小孔口 pa H d 恒定出流（Steady Discharge）：当孔口出流时，水箱中水量如能得到 源源不断的补充，从而使孔口的水头不变，此时的出流称为恒定出流。 非恒定出流（Unsteady Discharge）：当孔口出流时，水箱中水量得不 到补充，则孔口的水头不断变化，此时的出流称为非恒定出流。 3、根据孔口水头变化情况分：恒定出流、非恒定出流 第一节 薄壁小孔口恒定出流 2、根据出流条件分：自由出流、淹没出流 淹没出流（Submerged Discharge）：若经孔口流出的水流不是进入 空气，而是流入下游水体中，致使孔口淹没在下游水面之下，这种情 况称为淹没出流。 自由出流（Free Discharge）：若经孔口流出的水流直接进入空气中， 此时收缩断面的压强可认为是大气压强，即pc = pa ，则该孔口出流称 为孔口自由出流。 第一节 薄壁小孔口恒定出流 薄壁孔口（Thin- wall Orifice）：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。 薄壁孔口厚度小于孔径或孔高的三倍 4、根据孔口厚度和形状：薄壁孔口出流、厚壁孔口出流 厚壁孔口（Thick- wall Orifice）：当孔口具有一定厚度时，孔壁与水流仅在面上接触。这种孔口叫做厚壁孔口。 孔口厚度大于孔径或孔高的3—4倍，成为管嘴出流。 二、薄壁小孔口恒定自由出流 收缩断面与收缩系数 收缩系数：是指收缩断面面积与孔口断面面 积之比，以?表示。 根据试验资料，收缩断面直径dc=0.8d。 H0 0 0 c c pa H d 第一节 薄壁小孔口恒定出流 考虑到：1）小孔口自由出流，则有pc=pa； 2）水箱中的微小水头损失可忽略不计， 则有hw=hj=?0?c2/2g。 H0 0 0 c c pa H d 断面0-0和收缩断面C-C，列能量方程 令 则 ——流速系数， ，是收缩断面的实际流体流 速vc对理想流体流速 的比值。圆形小孔口在Re很大的时候， 流速系数 ，流径小孔口的局部阻力系数 。 则有： ——孔口的流量系数， ，对于薄壁小孔口： ——作用水头（包括行进流速）； 式中： ——水流经孔口的局部阻力系数； 第一节 薄壁小孔口恒定出流 三、小孔口的淹没出流 说明：小孔口淹没出流时的作用水头全部转化为水流流经孔口和从孔口流 出 后突然扩大的局部水头损失。 列断面1-1与断面2-2的能量方程 令 且： 则 式中： ——水流经孔口的局部阻力系数， ——水流由孔口流出后突然扩大的局部阻力系