第6章 孔口、管嘴和有壓管道流淌一、本章學(xué)習(xí)要點

1.孔口、管嘴出流的特點。

本章為連續(xù)性方程、伯努利方程和水頭損失規(guī)律的具體應(yīng)用。2.孔口、管嘴出流的水力計算。

3.有壓管路的連接特點和計算特點。4.有壓管路的水力計算。§6.1概述

孔口小孔口大孔口

管嘴

管路短管長管簡單管路復(fù)雜管路復(fù)雜管路串聯(lián)管路并聯(lián)管路管網(wǎng)枝狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)工程實例真空輸水：世界上最大直徑的虹吸管(右側(cè)直徑1520毫米、左側(cè)600毫米),虹吸高度均為八米，猶如一條巨龍伴游一條小龍匐臥在浙江杭州蕭山區(qū)黃石垅水庫大壩上，尤為壯麗，已獲吉尼斯世界紀(jì)錄。我國最大的倒虹吸管§6.2孔口及管咀恒定出流一.孔口出流的計算計算特點:出流特點:收縮斷面1.自由式出流從1→c建立伯努利方程，有式中：為孔口流速系數(shù)，對于小孔口，式中：、分別為孔口收縮系數(shù)和流量系數(shù)，對于小孔口：2.沉沒式出流從1→2建立伯努利方程，有（與自由式出流完全相同）3.影響收縮的因素形態(tài)

位置二.管嘴出流的計算計算特點:出流特點:在c-c斷面形成收縮，然后再擴大，逐步充滿整個斷面。從1→2建立伯努利方程，有式中：為管嘴流速系數(shù)，式中：為管嘴流量系數(shù)，在H、d分別相同狀況下，與孔口出流比較：，但

管嘴正常工作條件①②一.計算特點1.已知H、d，求Q（校核）§6.3短管的水力計算二.計算類型2.已知Q、d，求H（設(shè)計）3.已知Q、H，求d（設(shè)計）

水泵吸水管的水力計算三.實例分析計算內(nèi)容：水泵的安裝高度從1→2建立伯努利方程，有式中：為允許真空度，一般實際的安裝高度只要小于或等于，即可。虹吸管的水力計算

計算內(nèi)容:流量Q的確定及頂部斷面真空度的校核。從1→3建立伯努利方程，有Q=Av

從1→2建立伯努利方程，有工程上規(guī)定：虹吸管中最大真空度不能超過7~8m水柱。一.計算特點§6.4長管的水力計算二.計算類型（與短管相同）1.2.可略去不計三.簡潔管路1.定義：d、Q沿程不變的管路，稱為簡單管路。2.水力關(guān)系

伯努利方程上式說明：全部作用水頭均消耗在沿程水頭損失上。

連續(xù)性方程3.關(guān)于的計算式中稱為比阻。四.串聯(lián)管路1.定義：由d不同的若干段管順次聯(lián)接的管路，稱為串聯(lián)管路。2.水力關(guān)系

（能量關(guān)系）

（流量關(guān)系）五.并聯(lián)管路1.定義：在兩節(jié)點間并設(shè)兩條以上的管路，稱為并聯(lián)管路，其目的是提高供水的可行性.2.水力關(guān)系

（流量關(guān)系）

（能量關(guān)系）例求通過圖示管道A、B、C中的流量和D點的壓強。其中dA=dB=150mm，lA=680m，lB=550m，dC=200mm，lC=1300m，λ=0.028，Z1=60m，Z2=40m，Z3=17m。例如圖所示長管串聯(lián)管路ac、cb與串聯(lián)管路ad、db并聯(lián)，已知流入此管路系統(tǒng)的流量Q=15cm3/s，液體的運動黏度ν=0.0131cm2/s，內(nèi)徑Dac=Dad=5mm，Dcb=Ddb=10mm，長度Lac=Lad=1000cm，Lcb=Ldb=500cm。試求ab段的沿程水頭損失hf。

§6-6離心式水泵及其水力計算1．離心式水泵的工作原理2．離心泵性能參數(shù)

流量Q；揚程H；功率N，水泵的功率又分為軸功率Nx和有效功率Ne；效率η；

轉(zhuǎn)速n；允許吸水真空度[hv]。3．水力計算

工程中有關(guān)水泵的水力計算問題包括：水泵安裝高度計算（見§6-3節(jié)）；水泵揚程計算及水泵軸功率的確定；水泵工況分析。（1）水泵揚程的確定由伯努利方程可得水泵揚程計算式上式表明，在管路系統(tǒng)中，水泵的揚程H用于使水提升幾何給水高度和克服管路中的水頭損失。計算出水泵揚程后，可依據(jù)水泵特性曲線求得水泵實際抽水量Q，則水泵的有效功率可由式（6-50）求得，軸功率為（2）水泵工況分析水泵的工況分析即是確定水泵的工作點。水泵工作點是水泵特性曲線與管路特性曲線的交點。水泵性能曲線：在轉(zhuǎn)速n確定的狀況下，水泵的揚程H、軸功率Nx、效率η與流量Q的關(guān)系曲線。管路特性曲線：

令則上式可表示為以Q為自變量，繪出H~Q關(guān)系曲線，即為管路特性曲線。

工作點的確定：將水泵性能曲線和管路特性曲線按同一比例繪在同一張圖上，兩條曲線的交點即為水泵的工作點。本章重點駕馭1.孔口、管咀恒定出流的水力計算。

2.有壓管路恒定流淌的水力計算。3.離心式水泵的水力計算復(fù)習(xí)題：若有壓并聯(lián)長管1、2的管徑、沿程阻力系數(shù)相同，管長l2=3l1，則通過的流量()。A.Ｑ1＝Ｑ2；B.Ｑ1＝1.5Q2；C.Ｑ1＝1.73Ｑ2；D.Ｑ1=3Ｑ2圖示抽水機吸水管斷面A─A動水壓強隨抽水機安裝高度

h

的增大而()。A.增大B.減小C.不變D.不定下列關(guān)于長管水力計算的說法中，正確的有（）。A、并聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失B、并聯(lián)管路各支路的水頭損失相等C、并聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和D、串聯(lián)管路的總水頭損失等于各支路的水頭損失之和E、串聯(lián)管路的總流量等于各支路的流量之和在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同樣斷面積的孔口出流量大，其主要緣由是（）。A、管嘴阻力增加