注册结构工程师：薄壁小孔口恒定出流

|0·2010-07-23 08:52:42浏览收藏

　　第五节孔口、管嘴出流，有压管道恒定流

　　一、薄壁小孔口恒定出流

　　流体经孔口流出称为孔口出流。如图6—5-1。当容器中水位(或压强)不变，孔口的出流量恒定时，称为恒定出流。当容器壁比较薄，或孔口具有锐缘时，孔口的壁厚对出流没有干扰作用，称为薄壁孔口。流体从容器的四面八方流向孔口，流线成光滑曲线向孔口集中，在孔口断面上流线不相平行，继续收缩至距孔口断面d/2(d为孔口直径)处流线才趋于平行，此断面称为收缩断面，即图6-5—1中断面c-c。收缩断面的面积A，小于孔口面积A，其比值ε=Ac/A，称为收缩系数。当孔口断面尺寸远小于作用水头H时，如图形孔口d/H≤0.1，c-c断面上各点流速可以认为相等，此时孔口称为小孔口。

　　取o—o断面和c—c断面写能量方程，取通过孔口中心的水平面为基准面有：

　　如图6—5—1所示，孔口液流流入大气，称为自由出流。此时c—c断面压强pc为大气压强。hw为液流经过孔口的局部损失

　　令

　　则

　　式中 H0——作用水头(包括流速水头在内);

　　ζc——孔口局部阻力系数;

　　φ ——流速系数.

　　孔口的出流量

　　式中 μ=εφ称为孔口的流量系数。经实验测得，圆形小孔口φ=0.97～0.98，μ=0.60～0.62。

　　孔口在器壁上的位置影响收缩的状况。如孔口的两边或一边同容器的壁或底重合时，顺壁面流向孔口的流线是直线，孔口的这一边就不发生收缩，称为非全部收缩。当孔口的边与相邻器壁相距小于三倍孔口尺寸的，邻壁将影响孔口的收缩，称为非完善收缩。在以上情况下，收缩系数将比完善收缩时增大。薄壁小孔口完善收缩时ε=0.64。

　　对于d/H>0.1的大孔口，也可近似应用小孔口的公式，此时Ho为大孔口形心上的作用水头。流量系数见表6-5—1。