孔口出流-流体力学.pdf

第八章 8.7 孔口出流 主讲人：王艺 中国石油大学（北京） 本节引言 ⚫ 生产和生活中经常会遇到各种孔口出流问题 保温桶出口 喷泉喷嘴 水坝放水 要解决工程中的孔口出流问题，离不开计算其水力特性，这需要综合应用第6章的恒定总流 伯努利方程和第7.7节的局部阻力系数等重要概念。 本节目录 8.7.1 孔口出流概述 8.7.2 薄壁小孔口恒定自由出流 8.7.3 厚壁孔口 （管嘴）恒定自由出流 8.7.1 孔口出流概述 孔口分类 ⚫ 液体自容器侧壁或底部的孔洞泄出，称为孔口出流。 孔口分类： ✓ 孔口射流断面上各点的参数可看做常数：小孔口，否则称为大孔口。 ➢ 大容器内的小孔口是否一定为小孔口出流？ ➢ 不一定。当孔口中心到容器液面的深度较小时，射流断面上各点的流动参数不能当作 常数，此时应当作大孔口处理。 ✓ 壁厚小于3倍直径的孔口称为薄壁孔口，否则称为厚壁孔口。 ✓ 在孔口处接一长l=(3~4)d的短管，液流通过短管的出流称为管嘴出流。 8.7.1 孔口出流概述 自由出流与淹没出流 ⚫ 根据出流条件，孔口出流可分为自由出流和淹没出流。 p 0 p 1 p 2 H 1 H 2 自由出流 淹没出流 自由出流：液体从孔口流出后直接进入大气 淹没出流：液体从孔口流出后仍进入充满液体的空间 8.7.2 薄壁小孔口恒定自由出流 薄壁小孔口恒定自由出流方程推导 1-1 c-c 在液面 和收缩断面 上列实际总流伯努利方程： 2 2 2 p o p 0 v 0 p a v c v c H + + =+ +孔 1 1 g 2g g 2g 2g H 移项并整理得 薄壁孔口阻力系数 c d c 2 2 v0 p0 − pa vc H + + (1=+ )