5.4管嘴出流当容器开孔的器壁较厚或在容器孔口上加设短管，泄流的性质发生了变化，这种出流称为管嘴出流管嘴按其形状可分为圆柱形外管嘴（图a）、圆柱形内管嘴（图b）、圆锥形收缩管嘴（图c）、圆锥形扩张管嘴（图d）和流线型管嘴（图e）。D=(3~4)d1管嘴长1一般约为管径d的3~4倍，液流经过管嘴出流，先是在管内收缩形成真空，而后扩张充满全断面泄流出去。因而管嘴既影响出流的流速系数和出流的收缩，同时又影响流量系数亦即改变出流的流速和流量。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 5.4 管嘴出流 • 当容器开孔的器壁较厚或在容器孔口上加设短管，泄流的性质 发生了变化，这种出流称为管嘴出流。 • 管嘴按其形状可分为圆柱形外管嘴（图a）、圆柱形内管嘴（ 图b）、圆锥形收缩管嘴（图c）、圆锥形扩张管嘴（图d）和 流线型管嘴（图e）。 • 管嘴长l一般约为管径d的3~4倍，液流经过管嘴出流，先是在 管内收缩形成真空，而后扩张充满全断面泄流出去。因而管嘴 既影响出流的流速系数和出流的收缩，同时又影响流量系数， 亦即改变出流的流速和流量
5.4管嘴出流>5.4.1圆柱形外管嘴定常出流·如图。圆柱形外管嘴定常水头出流，管嘴长(3~4)d，液流进入管嘴后因惯性作用在距入口约Lc=0.8d处形成收缩断面C-C，然后逐渐扩张并充满全断面流出。只考虑局部阻力。设管嘴断面面积为A，以管轴线为基准面，对管嘴自由液面1-1与管嘴出口断面2-2列能量方程，即avH+ Pa+ _ Pa ++h2g2gY2·式中,2g·包括进口断面、管嘴收缩和出口断面重新扩大的局部阻力系数。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 5.4 管嘴出流 ➢ 5.4.1 圆柱形外管嘴定常出流 • 如图。圆柱形外管嘴定常水头出流，管嘴长(3~4)d，液流进入 管嘴后因惯性作用在距入口约Lc=0.8d处形成收缩断面C-C，然 后逐渐扩张并充满全断面流出。只考虑局部阻力。 • 设管嘴断面面积为A，以管轴线为基准面，对管嘴自由液面1-1 与管嘴出口断面2-2列能量方程，即 • 式中， • ∑ξ包括进口断面、管嘴收缩和出口断面重新扩大的局部阻力系 数。 2 2 1 1 2 2 a a l p p v v H h g g + + = + + 2 2 c l r v h h g = =
5.4管嘴出流α,=α=1，v,用行进流速v代替，并令v?H.=H+2g·则v2H。=(1+Z52g·即12gH。=@/2gH。J1+25·管嘴流量为Q= Av= μA/2gH.如不考虑行进速度水头，则V=Φ/2gHQ= μA/2gH资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 5.4 管嘴出流 • α1=α=1，v1用行进流速v0代替，并令 • 则 • 即 • 管嘴流量为 • 如不考虑行进速度水头，则 2 0 0 2 v H H g = + ( ) 2 0 1 2 v H g = + 0 0 1 2 2 1 v gH gH = = + 0 Q Av A gH = = 2 v gH = 2 Q A gH = 2
5.4管嘴出流根据实验测定，圆柱形外管嘴的流量系数u=0.82。管嘴出流与孔口出流的出流量形式完全相同，但孔口出流的流量系数u=0.62。因此在相同的断面积A与相同的水头H的条件下，管嘴的出流量是孔口出流量的1.32倍，即在容器孔上加设一段管嘴后，有增大出流量的作用。资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 5.4 管嘴出流 • 根据实验测定，圆柱形外管嘴的流量系数μ=0.82。 • 管嘴出流与孔口出流的出流量形式完全相同，但孔口出流的流 量系数μ=0.62。 • 因此在相同的断面积A与相同的水头H的条件下，管嘴的出流 量是孔口出流量的1.32倍，即在容器孔上加设一段管嘴后，有 增大出流量的作用
5.4管嘴出流>5.4.2管嘴的真空度与使用条件·在孔口处接上管嘴后，增加了阻力，但管嘴的出流量反而加大。这是因为管嘴在收缩断面处有真空存在，对液流产生抽吸作用。真空的存在使管嘴出流量的增加，要比由管嘴阻力增加而减少的出流量大得多。根据实验，把一U形测压计接于管嘴壁上收缩断面处，如图。U形管内液体由于管嘴真空的存在被抽吸上升高度h,=0.75Ho·列1-1断面与C-C断面的能量方程ay?αepPH+2g2g2gYYPa-PHy2资源与环境工程学院
资源与环境工程学院 5.4 管嘴出流 ➢ 5.4.2 管嘴的真空度与使用条件 • 在孔口处接上管嘴后，增加了阻力，但管嘴的出流量反而加大 。这是因为管嘴在收缩断面处有真空存在，对液流产生抽吸作 用。真空的存在使管嘴出流量的增加，要比由管嘴阻力增加而 减少的出流量大得多。 • 根据实验，把一U形测压计接于管嘴壁上收缩断面处，如图。 U形管内液体由于管嘴真空的存在被抽吸上升高度hv=0.75H0。 • 列1-1断面与C-C断面的能量方程 2 2 2 1 1 2 2 2 a c c c c p p v v v H g g g + + = + + ( ) 2 1 2 a c c p p v H g − = + −