孔口管嘴管路流动

孔口管嘴管路流动1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流 量是否相同？解：由Q *他矶第1题图第戈题图与深度无关，所以每个孔口的出流量相同2.有一水箱水面保持恒定（5m）,箱壁上开一孔口，孔口直 径d=10mm。（1）如果箱壁厚度8=3mm，求通过孔口的流速 和流量。（2）如果箱壁厚度8=40mm，求通过孔口的流速和 流量。解：（】）视作薄壁小孔口，申=0.97，卩=0.62v =申 2gh = 9.6m/s得：Q =卩vA = 4.82 x 10-4m3 / s（2）视作管嘴，一 0.82v = 2gh = 8.12m/ s 得：Q = yvA = 6.38 x 10-4 m3 / s3.一隔板将水箱分为 A、B 两格，隔板上有直径为 d1=40mm图，B的薄壁孔口，如题5-3 箱底部有一直径为 d2=30mm 的圆柱形管嘴，管嘴长 l=0.1m A 箱水深 H 1=3m 恒定不变。（1）分析出流恒定性条件（h2不变的条件）。（2）在恒定出流时， B 箱中水深 H2 等于多少？（3）水箱流量Q为何值？2)因为 Q1=Q2解：（1）当Q=Q2时出流恒定R1 A2g(H1 - H2)二 r2 A2 J2g(H2 + 0.1)查表得卩=0.6r = 0.82，解得:2H 2 = 1.85m（3）解得Q = 3.58X10-3 m3/s4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流量系数“与流速系数为1证：. HH+輕巴+九上2 g2g d 2g0v二申其中1讣 d+15. 某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm,长度l=100mm, ,=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数况=0.5, 求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。解：由题得9 = =1= 0.707k-+丫 匚 +1d6. 如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴解：出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密 度为 p=1.2kg/m3。=P 2 也得 Ap = 1.08kN / m 2P7. 某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径为20mm,空气温度为20C, “=0.8。要求通过风量为 lm3/s。问需要布置多少孔口？解：Q=呼罟，得n = 2184，所以需要219个8.水从 A 水箱通过直径为 10cm 的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。设上游 水箱的水面高程H =3m保持不变。1(1) B 水箱中无水时，求通过孔口的流 量。(2) B水箱水面高程H =2m时，求通2过孔口的流量。(3) A 箱水面压力为 2000Pa， H =3m 时，而 B 水箱水面压1力为 0， H =2m 时，求通过孔口的流量。2解：(1)属孔口自由出流2）属孔口淹没出流，Q 十;2gH0，H o = H1 - H 2得：Q = 0.0216m3 /sH0=H1- H 2 +20009807得：Q = 0.0236m3 /s9.室内空气温度为30C,室外空气温度为20C,在厂房上下部各开有8m2的窗口，两窗口的中心高程差为7m,窗口流 量系数侏0.64，气流在自然压头作用下流动，求车间自然通解：风换气量（质量流量）。AP = HV外-Y内丿=H X 037 = 2.59N/m2Q=2Ap =12.6kg/s内P内A10.如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为h米液体。试推导通过孔板的流量公式。解：AP = JJ，丫 ,是U形压差计液体容重，丫为气体容重Q =gH 0 = MA：11. 如上题图孔板流量计，输送20 C空气，测量h=100mmH2O。侏0.62, d=100mm,求 Q。解：将数据代入上题公式得q = 0.2m3 / s12. 什么叫管路阻抗？（又称为综合阻力数）为什么有两种表示？在什么情况下， S 与管中流量无关，仅决定于管道的尺 寸及构造？解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。 S 用在液体 SH管路， S 用在气体管路。在紊流时， S 与管中流量无关，仅 P决定于管道的尺寸和构造。13. 供热系统的凝结水箱回水系统如图。试写出水泵应具有的作用水头表达式。解：H = h + 卩 2 P1 + SQ 2y14. 某供热系统， 原流量为0.005m3/s,总水头损失h=5mH2O,现在要把流量增加到0.0085m3/s,试问水泵应供给多大压头。解：H = SQ2 即 5 = S x 0.005211S = 2 x 105 s2 /m5H2 = SQ2 = 2 x 105 x 0.00852 = 14.45m15. 两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m，管长L 1 = 3m, L2 = 5m, L =4m,直径d=200mm，上游水面至管顶高 度h=1 m。已知2 = 0.026，进口网Z=10，弯头Z=1.5 (每个弯 头)，出口 Z=1.0，求：(1)虹吸管中的流量；( 2)管中压强最低点的位置及其最大负压值。解：(1)方法一：占壬)S = 匚又H = SQ2 解得 Q = 0.05m3/s（2） h = （Z - Z ） +vC1X（L + L ）1+ C + 2 +12-c b d=2.75mX（L+ L+ L）:匚 c+出 b 乂 0+ r *（广10,: b =1-5,: 0 = P负压值为-2.75m16. 如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m, Z给于图中,流量 Q=40x10-3m3/s, 2=0.03。求:1)吸水管及压水管的 S 数。2)求水泵所需水头。3）绘制总水头线。(l)解：1）SH1=118.69s2 /m5H2冗 2 di g玄+： +c +1d3=4J d 2丿冗 2 di g=2106.1s2 /m5（2）H 二 h +3）略(S + S)Q2 二 23.56mH1H 2其中h 二 17 + 3 二 20m)17.图为一水平安置的通风机，吸入管 d1=200m，l1=10m，2=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成，d2=200mm, l2=50m, 2=0.02； l3=50m , 2=0.02。空气密度为p=1.2kg/m3, 风量为Q=0.15m3/s，不计局部阻力。试计算：（1）风机应产生的总压强为多少？（2）如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总 压有无变化？（3）如果流量提高到0.16m3/s，风机总压变化多少？4）绘出全压线与静压线图。解：(1) SP1p8 九-1- d i兀2 d 41SP2p8九-2-d2兀2 d 42SP3p 8(九+1)d3兀2 d 43SP = SP1 + SP 2 + SP3P = SPQ 2解得：p = 2500pa2）铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零p = SpQ2 = 2830 pa18. 并联管路中各支管的流量分配，遵循什么原理？如果要得到各支管中流量相等，该如何设计管路？解：并联管路丄，如果要得到各支管流量相等必须各支 S管 S 相等应设计成S=S2=S319. 有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管 2 中加一个 调节阀（阻力系数为Z）， 则 Q 和 Q 哪个大些？阻力 h 和1 2f 1h 哪个大些？f2解：（1） S Q 2=S2 Q 2， S 与 Z 有关12因为S Q 1 2 1 2（ 2） h = hf1 f 220.有一简单并联管路如下图，总流量Q=80xl0-3m3/s,=0.02, 求各管段之间的流量及两节点之间的水头损失。第一支路 d =200mm, Ll=600m，第二支路 d =200mm, L2=360m。l2解：Q1：Q2=i 石:、沢S = 8U d,=3104.811 1兀 2 d4 g= 8XL dS2 缶=1862.9s 2/m 52兀 2 d 4 g2/m5解得：Q1： Q 厂 0-774Q2 = 45 X 10 一3 m 3/SQ1 = 35 X 10 一3 m 3/SH1 = S1Q 2 = S 2 Q 2 = 3-72m21. 如上题，若使Q _ Q如何改变第二支路？12解： d 减小或加调节阀等增加阻力的措施。d222. 如图所示管路，设其中的流量QA=0.6m3/s，2=0.02，不计 局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失。cZj 300( min i/2I 】00(m)/.j 900( m)r600(mm5AI SOO(in)(Vs700( mm)/) d51解： d 5 d 5. d 5-2 打 . = 2185:1743:3375L L L2185Q2 = 2185+1743+3375S-23 L 4S1+5(d-+d5H = S Q 2 = 13m1+51+5H = 11.15 +13 = 24.15m23.管段1的管径为20mm,管段2为25mm ， l1 为 20m ， l2 为 10m ，丄厶乱 1 辛 2 = 15 “ 0.025 流量分配有何变化？解：这样Q更小，Q更大，所以12应将管段1的管径改为25mm，管 段2的管径改为20mm,两管流量 可接近。24.已知某枝状管网的Q、Q2、Q3，若在支管2的末端再加一段管子，如图中所示。问Q1和Q2、Q3各有何变化？ 解:由于总阻抗加大，h = SQ2, 使总流量Q减小1由于H不变，Q不变，所以Q减32小ISt5-注s25.三层供水管路，各管段的S值皆106s2/m5，层高均为5m。设a点的压力水头为20m，求Q、Q2、Q3，并比较三流量,得出结论来。（忽略 a 处流速水头）(1)20 = SQi(2) 20 = 5+Sq 2 + SQ 2=5+S (Q + Q )2 + SQ 2(3) 20= 10+SQ7+2Sq2联立(1) (2) (3) Q=4.46X10-3m3/s22 = 2.41X10-3 m3/sO =0.63X10-3 m3/s326. 如上题，若想得到相同的流量，在a点压力水头仍为20m 时，应如何改造管网？解：加大底层阻力(如加阀门，减小管径)。减小上层阻力 (如加大管径)27. 水由水位相同的两贮水池A、B沿着L1=200, L?=100m,丄厶d1=200m， d2=100m 的两根管子流入 L3=720m， d3=200m 的 总管，并注入水池水中。求：(1) 当 H=16m, 21=23=0.02, 22=0.025 时，排入 C 中的总流量(不计阀门损失)；(2) 若要流量减少一半,阀门的阻力系数为多少？解：(1) Qc=Qa+QbS= 8 九L兀 2 d 5 gH = S Q 2 + S Q 2H = S Q 2 + S Q 21 A 3 C 2 B 3 C解得：Q = 60.25 x 10-3 m 3 / sC(2)当流量减少一半Q = Q + Q = 0cC A B 28G3 亍 + C )3dS =33兀 2 d 34 gH = SiQa + S 3Q：H = S 2 Qa + S 3 Q2解得：28.水平布置的管系，A点的表压强p =280kN/m2,水流从B、pAD直接排入大气，AD管直径为0.4m,其它各管直径为0.3m,沿程阻力系数；=0.02，忽略局部损失，确定Q1，Q 2，Q3和 表压强 PC解：由题意得：-=S Q2YAB 2P = S Q 2Y AD 3P = S Q 2 + SYAC= 8 x 0.02 x 200AB n 2 g x 0.35=136.29S =8 x 0.02 x 200 = 32.342AD n 2 g x 0.4 5AC8x 0.02 x160=109n 2g x0.35解得：Q1 = 47 m 3/sQ2 = 0-4577 m 3/S Q3 = .94m 3/sQ * Q = Q + Q = 0.4577 + 0.2348 = 0.692m3 /s2 2 2Q = Q + = 0.94 + 0.2348 = 1.174m3 / s332Q = Q + Q = 1.866m3 / s123 p = 44.2kN / m 2C29.环状管网流量计算，进行二次校正计算。1= 1000 in j D = 0.5 inX = 0 0234, Q = 015mJ.s? = )00in ID = D.4ni X = 0 0243Q = 0.151H- s/ = 1000 m j D= 0.4m?= FOO 111 i D = 0.41HX=D.02-3A =Q = C.0：in3 s,=-圓in |D = O.jin二;=400mQ = 0佣 in 込X = C. 0268，=1000111D = 0.MiiiX=0.C258. Q = C.C3niJ0.051H- s/r/ED = C.3niQ = 0.04m?解：第一次校正计算管段假定流量QiS.ihih./Q.i iAB+0.1559.76+1.33468.897BD+0.1098.21+0.98219.821DC-0.01196.42-0.01961.960CA-0.1598.21-2.209714.731X0.087435.410环A Q路1管段校正流量校正后的流量Qi校正后的hi-0.00140.14861.3196-0.00140.09860.9548-0.0014-0.0175-0.0289-0.1641-0.0014-0.1514-2.2512-0.1409-0.0014管段假定流量Qis.ihih./Q.i iCD+0.01196.42+0.01961.960DF+0.04364.42+0.583014.575FE-0.03911.05-0.819927.330EC-0.08364.42-2.332329.154X-2.549673.019环路管段校正流量校正后的流量Qi校正后的h.i+0.0175+0.00140.02890.1641+0.01750.05751.2049+0.0175-0.0125-0.1424+0.0175-0.0625-1.4235-0.1969A Q0.0175第二次校正计算环路管段假定流 量Qi1s （不i变）h = SQ 2 ii ih / QiIIAQ管段校正流量校正后 流量QiIAB0.148659.761.31968.8800.00180.00180.1504BD0.098698.210.95489.6840.00180.1004DC-0.0289196.42-0.16415.6780.0018-0.0016-0.0287CA-0.151498.21-2.251214.8690.0018-0.1496共计-0.140939.111IICD0.0289196.420.16415.6780.0016-0.00180.00160.0287DF0.0575364.421.204920.9550.00160.0591FE-0.0125911.05-0.142411.3920.0016-0.0109EC-0.0625364.42-1.423522.7760.0016-0.0609共计-0.196960.801