(7)第4章(2)局部阻力第5章(1)及第三章习题课二
《化工原理》课程教学大纲
《化工原理》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：260353课程名称：《化工原理》英文名称：Principles of Chemical Engineering课程类别：专业基础课学时：90学时，化工原理（上册）40，化工原理（下册）40，实验10学分：4个适用对象：环境工程专业考核方式：期末考试成绩（占70%）加平时成绩（占30%），其中期末考试为闭卷考试，平时成绩包括考勤，作业、实验和平时测验等。
先修课程：数学、物理、化学、物理化学二、课程简介中文简介：化工原理课程属化学工程技术科学学科，是理论性和实践性都很强的学科，是环境工程专业必修的一门专业基础课程。
本课程的总学时为90学时，其中80学时为课堂教学，而10个学时为实践教学。
其中课堂教学章节和实验教学内容都是按环境工程专业的专业特点而设定的，而与环境工程专业关系不为紧密的则建议自学。
英文简介：Chemical engineering is a technology of chemical engineering subdiscipline. This course specialize in strong theory, practice and is a compulsory courses to environmental engineering specialty. The total period is 90, including 80 period classroom teaaching and 10 period practice teaching. The content of this course is arranged according to the characteristics of environmental engineering. It is suggested that those content that has little relation with environmental engineering should be self-studied.三、课程性质与教学目的(一)课程性质《化工原理》是环境工程专业一门重要的专业基础课，它的内容是讲述化工单元操作的基本原理、典型设备的结构原理、操作性能和设计计算。
7-局部阻力
1.5.2 管路上的局部阻力 1.5.3 管路系统中的总能量损失
返回
1.5.2 局部阻力
一、阻力系数法
将局部阻力表示为动能的某一倍数。
2 u hf' 2 2 u H f' 2g
J/kg
J/N=m
或
ζ ——局部阻力系数
返回
1. 突然扩大
A1 2 (1 ) A2 u1 hf 2
' 2
0～1
u1 — 小管中的大速度
返回
2.突然缩小
A2 0.5(1 ) A1
2 u Wf' 2 2
0～0.5
u2 小 管 中 的 大 速 度
返回
3. 管进口及出口 进口：流体自容器进入管内。
ζ进口 = 0.5 进口阻力系数
出口：流体自管子进入容器或从管子排放到管外
h
pa
90º 标准弯头一个，标准截止阀（全开）
一个。若维持进料量为 5m3/h ，问高
位槽中的液面至少高出进料口多少米？
操作条件下料液的物性：
890kg/m3 1.3 103 Pa s 返回
空间。
ζ出口 = 1 出口阻力系数
4 . 管件与阀门
返回
返回
返回
蝶阀
返回
返回
返回
二、当量长度法
将流体流过管件或阀门的局部阻力，折合成
直径相同、长度为le的直管所产生的阻力 。
le u h d 2
' f
2
le u 或 H d 2g
' f
2
le —— 管件或阀门的当量长度，m。
弹性力学简明教程(第四版)_第四章_课后作业题答案
弹性力学简明教程(第四版)_第四章_课后作业题答案本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March第四章 平面问题的极坐标解答【4-8】 实心圆盘在r ρ=的周界上受有均布压力q 的作用，试导出其解答。
【解答】实心圆盘是轴对称的，可引用轴对称应力解答，教材中的式（4-11），即22(12ln )2(32ln )20AB CAB C ρϕρϕσρρσρρτ⎫=+++⎪⎪⎪⎪=-+++⎬⎪⎪⎪=⎪⎭ (a) 首先，在圆盘的周界（r ρ=）上，有边界条件()=r q ρρσ=-，由此得-q 2(12ln )2AB C ρσρρ=+++= (b)其次，在圆盘的圆心，当0ρ→时，式（a ）中ρσ，ϕσ的第一、第二项均趋于无限大，这是不可能的。
按照有限值条件（即，除了应力集中点以外，弹性体上的应力应为有限值。
），当=0ρ时，必须有0A B ==。
把上述条件代入式（b ）中，得/2C q =-。
所以，得应力的解答为-q 0ρϕρϕσστ===。
【4-9】 半平面体表面受有均布水平力q ，试用应力函数2(sin 2)ΦρB φC φ=+求解应力分量（图4-15）。
【解答】（1）相容条件：将应力函数Φ代入相容方程40∇Φ=，显然满足。
（2）由Φ求应力分量表达式=-2sin 222sin 222cos 2B C B C B Cρϕρϕσϕϕσϕϕτϕ⎧+⎪⎪=+⎨⎪=--⎪⎩（3）考察边界条件：注意本题有两个ϕ面，即2πϕ=±，分别为ϕ±面。
在ϕ±面上，应力符号以正面正向、负面负向为正。
因此，有2()0,ϕϕπσ=±= 得0C =； -q 2(),ρϕϕπτ=±= 得2qB =-。
将各系数代入应力分量表达式，得sin 2sin 2cos 2q q q ρϕρϕσϕσϕτϕ⎧=⎪⎪=-⎨⎪=⎪⎩ 【4-14】 设有内半径为r 而外半径为R 的圆筒受内压力q ，试求内半径和外半径的改变量，并求圆筒厚度的改变量。
徐芝纶编《弹性力学简明教程》第四版, 全部章节课后答案详解
For personal use only in study and research; not for commercial use弹性力学简明教程（第四版）课后习题解答徐芝纶第一章绪论【1-1】试举例说明什么是均匀的各向异性体，什么是非均匀的各向同性体？【分析】均匀的各项异形体就是满足均匀性假定，但不满足各向同性假定；非均匀的各向异性体，就是不满足均匀性假定，但满足各向同性假定。
【解答】均匀的各项异形体如：竹材，木材。
非均匀的各向同性体如：混凝土。
【1-2】一般的混凝土构件和钢筋混凝土构件能否作为理想弹性体？一般的岩质地基和土质地基能否作为理想弹性体？【分析】能否作为理想弹性体，要判定能否满足四个假定：连续性，完全弹性，均匀性，各向同性假定。
【解答】一般的混凝土构件和土质地基可以作为理想弹性体；一般的钢筋混凝土构件和岩质地基不可以作为理想弹性体。
【1-3】五个基本假定在建立弹性力学基本方程时有什么作用？【解答】（1）连续性假定：假定物体是连续的，也就是假定整个物体的体积都被组成这个物体的介质所填满，不留下任何空隙。
引用这一假定后，物体的应力、形变和位移等物理量就可以看成是连续的。
因此，建立弹性力学的基本方程时就可以用坐标的连续函数来表示他们的变化规律。
完全弹性假定：假定物体是完全弹性的，即物体在对应形变的外力被去除后，能够完全恢复原型而无任何形变。
这一假定，还包含形变与引起形变的应力成正比的涵义，亦即两者之间是成线性关系的，即引用这一假定后，应力与形变服从胡克定律，从而使物理方程成为线性的方程，其弹性常数不随应力或形变的大小而变。
均匀性假定：假定物体是均匀的，即整个物体是由同一材料组成的，引用这一假定后整个物体的所有各部分才具有相同的弹性，所研究物体的内部各质点的物理性质都是相同的，因而物体的弹性常数不随位置坐标而变化。
各向同性假定：假定物体是各向同性的，即物体的弹性在所有各个方向都相同，引用此假定后，物体的弹性常数不随方向而变。
泵与风机(课后习题答案))
泵与风机学习指导书第1章练习题名词解释1）泵（2）泵的扬程（3）风机的全压（4）轴功率2．简答题（1）简述热力发电厂锅炉给水泵的作用和工作特点。
（2）简述热力发电厂锅炉引风机的作用和工作特点。
3）按照风机产生的全压大小，风机大致可分为哪几类？（4）叶片泵大致可分为哪几类？第二章练习题1．名词解释（1）排挤系数（2）基本方程式（3）轴向旋涡运动（4）反作用度2．选择题[请在四个备选的答案中选择一个正确答案填至（）内]（5）（1）由于叶轮中某点的绝对速度是相对速度和圆周速度的向量合成，所以（）A. 绝对速度总是最大的；B. 绝对速度的径向分速度总是等于相对速度的径向分速度；C. 绝对速度流动角α总是大于相对速度流动角β；C. 流动效率η h 总是小于1；D. 有实际意义的叶轮，其反作用度τ总是小于1。
3．简答题（1）简述离心式泵与风机的工作原理。
（2）简述流体在离心式叶轮中的运动合成（3）在推导基本方程式时采用了哪些假设？（4）有哪些方法可以提高叶轮的理论扬程（或理论全压）（5）叶轮进口预旋和轴向旋涡运动会对叶轮扬程（或全压）产生如何影响？（6）离心式泵与风机有哪几种叶片型式？各有何优点？（7）为什么离心泵都采用后弯式叶片？（8）在其它条件不变的情况下，叶片出口安装角对叶轮扬程（或全压）有何影响？4．计算题（1）有一离心式水泵，其叶轮的外径D2=22cm，转速n=2980r/min，叶轮出口安装角β 2 a =45 °，出口处的径向速度v 2 r∞ = 3.6m/s。
设流体径向流入叶轮，试按比例画出出口速度三角形，并计算无限多叶片叶轮的理论扬程H T∞，若滑移系数K=0.8，叶轮流动效率η h =0.9，叶轮的实际扬程为多少？（2）某离心式风机的转速为1500r/min，叶轮外径为600mm，内径为480mm，设叶轮有无限多叶片且叶片厚度为无限薄，叶片进、出口处的安装角分别为60°、120°，进、出口处空气的相对速度分别为25m/s、22m/s，空气密度为 1.2kg/m3。
李玉柱流体力学课后题答案第四章汇总
第四章流体动力学基础uf B / 2 — v4-1设固定平行平板间液体的断面流速分布为一=盅总流的动能修正系数为何值？V 0 = 8m/s,假设此射流受重力作用而向下弯曲， 但其水平分速保持不变。
试求(1) 在倾斜角v -45处的平均流速V; (2)该处的水股厚度-o解：(1)由题意可知：在45度水流处，其水平分速度仍为8m/s,由勾股定理8可得：V=—8=11.31m/ssin 45(2)水股厚度由流量守恒可得： TV 0D 0 -：VD ，由于缝狭长，所以两处厚 度近似相等，所以：二泄 二0^8=0.021 moV 11.314-3如图所示管路，出口接一收缩管嘴，水流射人大气的速度V 2=20m/s ，管 径d 1 =0.1m ，管嘴出口直径d 2= 0.05m ，压力表断面至出口断面高差 H = 5m ，两 断面间的水头损失为0.5M 2/2g)。
试求此时压力表的读数1解：* 2d1-yB2.7UmaxdyUmax8(Au1.0+—【A .— d A 也u =u —V 所以:1.0 -A •d A =1.0 - dy =1.054-2如图示一股水流自狭长的缝中水平射出，其厚度「•0 = 0.03m ，平均流速1/7I ，y^0U maxS 4-1 闭魁47圈2g g ‘ 2g g ?-Z 2 h w 由连续性方程 7 二A 2V 可得1-1断面流速V =5m s, 由上述两个方程可得压力表的 乜2-Vj ）—-——+Z 2 —乙+h ； gP ， < 2g 丿读数（相对压强）：上式计算结果为：2.48at 。
所以，压力表的读数为2.48at 。
4-4水轮机的圆锥形尾水管如图示。
已知 A — A 断面的直径 V A = 6m/s, B —B 断面的直径d B = 0.9m ，由A 到B 水头损失 厲d A =0.6m ，流速 = 0.15(V ：求⑴当Z= 水柱高度时, 5m 时A —A 断面处的真空度；（2）当A —A 断面处的允许真空度为5m A —A 断面的最高位置Z A ,max 。
力学21世纪漆安慎习题答案-第四章
第四章 动能和势能 第四章 动能和势能4.1、本题图表示测定运动物体能的装置，绳栓在腰间沿水平展开跨过理想滑轮，下悬重物50kg ，人用力向后蹬传送带，而人的质心相对于地面不动，设传送带上侧以s m /2的速率向后运动，问运动员对传送带做功否？功率如何？解：如右图，建立图示坐标xy o -分析得：W T =又 人用力后蹬传送带而人的质心相对于地面不动∴人克服绳的拉力做功，即：运动员对传送带做功 k dE x d F dA =⋅=v F dtdA N ⋅== 28.950⨯⨯=∴N＝)(108.92W ⨯ 即为所求4、2、一非线性拉伸弹簧的弹性力大小为321l k l k f +=，l 表示弹簧的伸长量，1k 为正。
（1）研究当0,022<>k k 和02=k 时，弹簧的劲度dldf有何不同；（2）求出将弹簧由1l 拉长至2l 时弹簧对外所作的功。
解：（1）由kx f -=，可建立以自然伸长处为坐标原点 l x =∴故 il k l k f ˆ)(321+-=i l k k dlf d ˆ)3(221+-=∴∴当02>k 时，i l k k dlf d ˆ)3(221+-=当02<k 时，i l k k dl f d ˆ)3(221+-= 当02=k 时，i k dlf d ˆ1-= （2）l d f x d f dA⋅-=⋅-=∴ ⎰⋅-=∴21l l dl f A＝⎰⋅+-21)(321l l dl l k l k＝2121|4|24221l l l l l k l k --＝))]((21[212221222121l l l l k k -++ 即为所求 4.3、一辆卡车能够沿着斜坡以h km /15的速率向上行驶，斜坡与水平面夹角的正切02.0=αtg ，所受的阻力等于卡车重量的0.04，如果卡车以同样的功率匀速下坡，卡车的速率是多少？解：根据题意，可得：C v F N =⋅=上下坡均为匀速 0=∴合F 如图示，分析小车受力，得矢量式：=++W N f 阻故得标式：⎩⎨⎧='+-=-+0sin 0sin F mg mg F mg mg μαμα下坡：上坡： )2()1(由(1)得：μαmg mg F +=sin 由(2)得：αμsin mg mg F -=' C N =v F v F '⋅'=⋅∴即：F v F v '⋅=' ＝v mg mg mg mg ⋅-+αμμαsin sin＝μαμμα⋅-+sin sin02.0=αtg 146.1≈∴α15146.1sin 04.004.0146.1sin ⨯-+='∴v h km /45≈s m /5.12≈ 即为所求4、4、质量为M 的卡车载一质量为m 的木箱，以速率v 沿平直路面行驶，因故紧急刹车，车轮立即停止转动，卡车滑行一定距离后静止，木箱在卡车上相对卡车滑行了l 距离，卡车滑行了L 距离，求L 和l 。
工程流体力学倪玲英习题
第1章流体及其主要物理性质1-1 液体与气体有哪些不同性质？1-2 何谓连续介质？引入的目的意义何在？1-3 密度、重度和比重的定义以及它们之间的关系如何？1-4 流体的压缩性和膨胀性如何去度量？温度和压力对它们怎样影响？1-5 何谓流体的粘性？如何度量流体粘性的大小？液体和气体的粘性有何区别？其原因何在？1-6 作用在流体上的力，包括哪些力？在何种情况下有惯性力？何种情况下没有摩擦力？第2章流体静力学2-1 流体静压力有哪些特性？如何证明？2-2 试述流体平衡微分方程式的推导步骤，其物理意义和适用范围是什么？2-3 什么样的函数称为力函数？力函数与压力全微分有什么关系？2-4 等压面及其特性如何？2-5 静力学基本方程说明哪些问题？它的使用条件是什么？2-6 绝对压、表压和真空度的意义及其间的相互关系如何？2-7 液式测压计的水力学原理是什么？工作液的选择和量程范围及精度有什么关系？2-8 何谓相对静止流体？分析的方法如何？它们和静止流体有什么共性？2-9 如何确定平面、曲面上液体总压力大小、方向、作用点，它们之间有什么共性和特性？2-10 何谓压力中心？何谓压力体？确定压力体的方法步骤如何？2-11 怎样确定潜体和浮体所受浮力的大小和作用点？潜体和浮体的平衡条件是什么？第3章流体运动学与动力学基础3-1 拉格朗日法和欧拉法在分析流体运动上有什么区别？为什么常用欧拉法？3-2 欧拉法中流体的加速度如何表示？3-3 何谓稳定流动和不稳定流动？试举例说明其区别。
3-4 何谓流线？流线有什么特点？流线与迹线有什么不同？3-5 引入断面平均流速有什么好处？它和实际流速有什么关系？3-6 重量流量与体积流量之间的关系如何？常用的单位是什么？3-7 连续性方程的物理意义如何？3-8 欧拉运动微分方程式的物理意义如何？适用于什么情况？3-9 流束和总流的伯诺利方程式有何区别？其适用条件如何？各项的物理意义又如何？3-10 运动坐标系的伯诺利方程式如何表示？其物理意义如何？3-11 应用伯诺利方程时要注意哪些问题？3-12 常用的节流式流量计有哪些？其基本原理如何？3-13 何谓驻压强、总压强？测速管的基本原理如何？3-14 为何伯诺利方程可以用图表示出来？如何表示？何谓水力坡降？3-15 何谓泵的扬程？泵的功率和扬程成怎样的关系？3-16 何谓系统与控制体？引入这两个概念的目的是什么？3-17 何谓液流的动量方程？它可以解决哪些问题？3-18 何谓液流的动量矩方程？有何用处？第4章流动阻力和水头损失4-1 液流阻力是怎样产生的？表现为哪些形式？怎样分类？4-2 为什么可用水力半径表示断面对阻力的影响？4-3 两种流态各有何特点？如何判断流态？4-4 为什么用雷诺数判别流态能够说明流动阻力的物理本质？4-5 实际流体流动中质点上共受哪些力的影响？4-6 实际流体流动中切向应力和法向应力各与形变成什么关系？4-7 实际流体的水动压强和理想流体的水动压强有什么不同？4-8 N－S方程的物理意义是什么？4-9 因次分析方法有什么用处？何为π定理？用因次分析方法处理问题的步骤如何？4-10 何谓相似原理？动力相似基于哪些前提条件？为什么不易做到完全的动力相似？4-11 常用的相似准数有哪些？其物理意义各如何？4-12 圆管内层流有哪些特点？4-13 何谓时均点速？为什么用这个概念来分析紊流问题？4-14 雷诺方程中各项的物理意义如何？4-15 普朗特混合长度假说是怎样提出的？利用混和长度处理紊流问题有什么好处？4-16 何谓切应力速度？4-17 试说明绝对粗糙度、平均粗糙度和相对粗糙度的区别？4-18 何谓层流边层？其大小与哪些因素有关？4-19 水力光滑和水力粗糙如何划分？4-20 怎样进行阻力实验来确定沿程水力摩阻系数λ和局部阻力系数ξ值？4-21 何谓当量直径和当量长度？有什么用处？4-22 试总结计算水头损失的方法和步骤。
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H2
H0
5.1 孔口出流
第 五 章 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
自由出流：
Q A 2gH A 2gH
1 1 0 1 1 0 se 0 1
淹没出流
Q A 2gH A 2gH
公式形式相同，各项系数值也相同。但应注
意，自由出流的水头是水面至孔口形心的深 度，而淹没出流的水头 则是上、下游水面高 差。因为淹没出流孔口断面各点的水头相同， 所以淹没出流无大、小孔口之分。
3.动量方程： pA AA pB AB cos Fx QBvB cos QAvA
Fx 6.02kN
0 pB AB sin Fy QBvB sin 0
Fy 5.07kN
第 五 章 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
作业：P159 习题5-1、5-3
5.1 孔口出流
5.1.2 孔口变水头出流 第 五 二、推导： 章 dt时间内，孔口流出液体体积：
孔 Qdt A 2gh dt 口 、 容器中液体减少体积： 管 嘴 dV S dh 出 流 流出体积等于减少体积： 和 有 A 2gh dt S dh 压 1 S dh S 管 dt d 2h 2 路 A 2 g h A 2 g
5.1 孔口出流
第 5.1.1 薄壁小孔口恒定出流 五 薄壁孔口：当孔壁与出孔水流仅在一周线上接触， 章 孔 口 、 管 小孔口：d≤H/10，孔口 嘴 断面上各点的作用水 出 头相等 流 和 大孔口：d >H/10，考虑 有 不同高度上的作用水 压 头差异 管 路
α v0 2
壁的厚度对水流现象没有影响，这种孔口称为薄 壁孔口。
p1 A2 p2 A2 A2 ( z1 z 2 ) Qv2 Qv1 A2 v2 A2 v2 v1
2
g g 2 2 (v1 v2 ) A1 2 v1 hm (1 ) 2g A2 2 g
4.6 局部水头损失
第 四 章 水 流 阻 力 与 水 头 损 失
0.62; A 1.26105 m2 ; H 2.7m
Q 5.68105 m3 / s V Q t 4.91m3
5.1 孔口出流
第 五 章 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
例5-1 圆柱形贮水罐，底面直径D=1.2m，贮水深 h=3m，由于锈蚀，距底部0.3m处形成一直径 d=4mm的小孔，试求： ①水位恒定时，一天的漏水量； ②因漏水的情况下，一天的漏水量。
四 章 水 流 阻 力 与 水 头 损 失
2 v2 hm 2g
A2 0.5(1 ) A1
当液体从断面很大的容器流入管道时， A2/A1≈0,ζ=0.5，这是突然缩小的特殊情况，称 为进口阻力系数
5.1 孔口出流
第 几个概念： 五 章 1.孔口出流：容器壁上
开孔，液体经孔口流 孔 出的水力现象称为孔 口 、 口出流。 管 嘴 2.管嘴出流:在孔口接一段 出 长为3~4倍孔口直径的 流 和 短管，液体经短管并在 有 出口断面满管流出的水 压 管 力现象称为管嘴出流。 路 3.有压管流：水沿管道满管流动的水力现象称为有 压管流。
t 2 S ( H1 H 2 )
A 2g
5.1 孔口出流
第 五 2S ( H1 H 2 ) 章 t A 2g 孔 令H2=0,即得容器泄空时间 口 、 管 嘴 t 2S H1 2 S H1 2V 出 A 2 g A 2 gH1 Qmax 流 和 有 变水头出流时的泄空时间 压 管 等于在起始水头H1作用下 路 恒定出流流出同体积水所
F 384kN 支座对水的作用力方向与水流动方向相反 则支座所受作用力方向与水流动方向一致，大小为384kN
3-29 水流通过变截面弯管，已知弯管管径ｄA＝ 25cm， ｄB＝20cm，流量Ｑ＝0.12ｍ3/s，断面Ａ－Ａ的相对压强ｐ A=1.8at，管子中心线均在同一水平面上，求固定此管 所需的力。水头损失忽略不计。 1.连续性方程：v1=2.45m/s v2=3.82m/s 2.能量方程：p2=1.72×105Pa
av 2g
5.1.1 薄壁小孔口恒定出流 二、孔口淹没出流： 1.定义：水由孔口直接流入另一部分水体中致使孔口 淹没在下游水面之下，这种情况称为淹没出流。 2.推导孔口出流流量公式： 1
2 1 1
H H
1
2
c v c v2
孔口出流流量： 2 Q vc Ac A 2 gH0 A 2 gH 1 0 A 2 g ( H1 H 2 )
5.1.2 孔口变水头出流
需时间的两倍。
5.1 孔口出流
第 五 章 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
例5-1 圆柱形贮水罐，底面直径D=1.2m，贮水深 h=3m，由于锈蚀，距底部0.3m处形成一直径 d=4mm的小孔，试求： ①水位恒定时，一天的漏水量； ②因漏水的情况下，一天的漏水量。 ① Q A 2gH
武汉理工大学 土木工程与建筑学院
金溪
水力学
4.6 局部水头损失
4.6.1 局部水头损失的一般分析 一、边壁的变化导致漩涡区的产生，引起能量损失
第 四 章 水 流 阻 力 与 水 头 损 失
4.6 局部水头损失
4.6.1 局部水头损失的一般分析 二、流动方向变化所造成的二次流损失
第 四 章 水 流 阻 力 与 水 头 损 失
α
0
2g
5.1 孔口出流
v0 2
H
H0
C
d
C
一般v0 ≈ 0，则H0＝H
Q A 2gH
5.1 孔口出流
第 五 章
孔 口 、 2 vc2 vc2 1v12 2v2 管 H1 H2 0 se 2g 2g 2g 2g 嘴 2 出 1v12 2v2 流 令：H 0 H1 - H 2 2 g - 2 g 和 有 收缩断面流速： 1 压 2 gH0 2 gH0 管 vc 0 se v 路
5.1.1 薄壁小孔口恒定出流 一、小孔口自由出流 1.定义： （1）自由出流：水由孔口流入大气中称为自由出流。
（3）收缩系数：ε＝AC/A
第 五 章 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
5.1.1 薄壁小孔口恒定出流 P α 一、小孔口自由出流 2.推导孔口出流流量公式： 2 pa 0v0 pc c vc2 vc2 H 0 2g 2g 2g v 2 2 v v 由于Pc＝Pa： H 0 0 ( c 0 ) c 2g 2g 2 0v0 令 H0 H 代入上式整理得： 2g 1 2 gH0 2 gH0 收缩断面流速： vc 图5-1 孔口自由出流 c 0 孔口出流流量： Q v A A 2 gH A 2 gH c c 0 0
4.6.2 变径管的局部水头损失 一、突然扩大
(v1 v2 ) A 1 2 v hm (1 ) 2g A2 2g
2 2 1
当液体从管道流入断面 很大的容器中， A1/A2≈0,ζ1=1，这是突然 扩大的特殊情况，称为 出口阻力系数
4.6 局部水头损失
4.6.2 变径管的局部水头损失 第 二、突然缩小
4.6 局部水头损失
4.6.2 变径管的局部水头损失 一、突然扩大
第 四 章
2 2
p1 v1 p2 v2 hm ( z1 ) ( z2 ) 2g 2g 水 F Qv2 Qv1
流 阻 P1=p1A1+p1(A2-A1) =p1A2 力 与 P2=p2A2 z1 z 2 水 A2 ( z1 z 2 ) 头 G cos lA2 l 2 损 失 ( z p1 ) ( z p2 ) v2 v1v2 1 2
问题：请写出下图中两个孔口Q1和Q2的流量关系式（A1＝
A2）。（填>、< 或＝）
图1 图1：Q1<Q2；
图2
图2：Q1＝Q2。
5.1 孔口出流
第 五 章 一、定义： 孔 口 、 管 嘴 出 流 和 有 压 管 路
5.1.2 孔口变水头出流
孔口变水头出流： 孔口出流过程中， 如容器内水位随时 间降低或升高，导 致孔口的流量随时 间变化，这种情况 称为孔口变水头出 流。
② t
S
2S ( H1 H 2 )
A 2g
2
4
1.2 ; A
4
0.004 2 ; 0.62; H1H1 H 2 )S 2.94m3
3-27 将一平板放在射流之中，并垂直于射流轴线，该平 板截取射流流量的一部分Ｑ１，并引起了剩余射流部分 的偏移角度θ,已知v＝30ｍ/s，Ｑ＝36Ｌ/s，Ｑ1＝12Ｌ/s， 试求射流对平板的作用力及射流偏转角。 1.连续性方程：Q2=24L/s
4 9.8 10 2.能量方程： 0 3
4
1.022
9.8 10
p2 0 3 2g 9.8 10 2g
2. 3 2
p2 3.8987 105 Pa
3.动量方程： P 1P 2 F Q2v2 Q 1v1 p1 A1 p2 A2 F Q(v2 v1 )
2g
P α
v0
H
H0
C
d
C
——位于水平面上的底 孔则无大小孔口之分。
5.1 孔口出流
第 五 章
孔 口 、 （2）收缩断面：容器内水流的流线自上游向孔口汇 管 嘴 集，由于水流运动的惯性，流线不能突然改变方向， 出 只能逐渐光滑、连续地弯曲，因而在孔口断面上流 流 和 线并不平行，水流在出口后继续收缩，直至距孔口 有 压 约为d/2处收缩完毕，流线趋于平行，该断面称为 管 收缩断面。 路