孔口管嘴管路流动
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孔口管嘴管路流动
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ﻩ
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
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δ=３mm,求通过孔口的流速和流量。（２)如果箱壁厚度δ=40mm,求通过孔口的流速和流量。
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：
1４.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： 即
∴
１5.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2ｍ，管长L1=3m,L2=5m，L3=4m,直径d=2０0mm,上游水面至管顶高度h=1m。已知λ=0．0２6,进口网ζ=１0，弯头ζ＝１．5（每个弯头)，出口ζ=1．0，求：
解：(1）属孔口自由出流
，
得:
(2)属孔口淹没出流， ,
得:
(3) ,
得：
9.室内空气温度为30℃，室外空气温度为２0℃，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μ＝０.64,气流在自然压头作用下流动,求车间自然通风换气量（质量流量)。
解:
Q＝ =１2.6kｇ/ｓ
１０.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：Ｑ= ,得 ，所以需要 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 =3m保持不变。
(1)B水箱中无水时,求通过孔口的流量。
(2）Ｂ水箱水面高程 =2ｍ时,求通过孔口的流量。
(3)Ａ箱水面压力为2０００Pa, =3ｍ时,而B水箱水面压力为０, ＝２m时，求通过孔口的流量。
(1)风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)
解得：
(2)铅直安装不会改变总压,因为同种气体位压等于零
(3）
18． 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:这样 更小, 更大，所以应将管段1的管径改为 ,管段2的管径改为 ，两管流量可接近。
(3)水箱流量Q1为何值？
解：(1)当Ｑ1=Ｑ2时出流恒定
(2)因为Ｑ１=Ｑ2，
查表得 ， ,解得:
（3)解得 3.5８×10－3m３/ｓ
4．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μ与流速系数为
证：∵
∴
其中
5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴,管径为4mｍ,长度 ＝1０0ｍm,λ=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数 ,求管嘴的流速系数和流量系数(见上题图）。
解:(1)视作薄壁小孔口, ,
得:
(2）视作管嘴,
得:
３.一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径为d１＝40mｍ的薄壁孔口，如题5-３图，B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H1=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？
（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：
Q= =0.0５m３／S
方法二:
又 ，解得
(2） =２．７5ｍ（ )
∴负压值为
16.如图水泵抽水系统,管长、管径单位为m,ζ给于图中，流量Q=40×１0-３m３／s,λ＝０.０３。求:
(1)吸水管及压水管的S数。
(2）求水泵所需水头。
解:由题得
6．如上题,当管嘴外空气压强为当地大气压强时,要求管嘴出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为ρ＝1.2kg/m3。
解: ，得
7．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20℃,μ=0.8。要求通过风量为1m3/s。问需要布置多少孔口?
解: , 是U形压差计液体容重, 为气体容重
1１.如上题图孔板流量计，输送2０℃空气,测量h=100mｍH2Ｏ。μ=0．62,ｄ=10０mｍ,求Q。
解:将数据代入上题公式得
１２.什么叫管路阻抗?(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。 用在液体管路, 用在气体管路。在紊流时， 与管中流量无关,仅决定于管道的尺寸和构造。
（3)绘制总水头线。
解:（1) = ＝11８.69s2/m5
= =2１06.1s2/m5
(２) （ + ) （其中 )
(３)略
１7.图为一水平安置的通风机,吸入管d1=2０0m,l1＝１０m,λ=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成，ｄ２＝200mm,l2＝５0m，λ=0.02;ｌ3=５0m,λ=０.02。空气密度为ρ=1.2ｋg/m3，风量为Ｑ=0.1５m3/ｓ，不计局部阻力。试计算:
解：并联管路 ,如果要得到各支管流量相等必须各支管S相等
∴应设计成Ｓ1=S２=Ｓ３
19.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ζ)，则 和 哪个大些?阻力 和 哪个大些?
解：（１）Ｓ1 =S2 , 与ζ有关
因为 ,故 。
（２) ＝
20.有一简单并联管路如下图，总流量Q=80×１０－3m3/ｓ,λ=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 =2０0mm,L1=６00ｍ，第二支路 =200mm，L2=３6０m。
解:Q１：Q2＝ :
= ＝3１04.8s２/m5
=
解得:
２1．如上题,若使 如何改变第二支路?
解: 减小或加调节阀等增加阻力的措施。
22.如图所示管路,设其中的流量QＡ=0．６m3／s,λ=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。
解:
∴
23．管段1的管径为２０mm,管段2为25mｍ,l１为２0ｍ,l2为10m, , ,流量分配有何变化?
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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
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δ=３mm,求通过孔口的流速和流量。（２)如果箱壁厚度δ=40mm,求通过孔口的流速和流量。
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：
1４.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： 即
∴
１5.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2ｍ，管长L1=3m,L2=5m，L3=4m,直径d=2０0mm,上游水面至管顶高度h=1m。已知λ=0．0２6,进口网ζ=１0，弯头ζ＝１．5（每个弯头)，出口ζ=1．0，求：
解：(1）属孔口自由出流
，
得:
(2)属孔口淹没出流， ,
得:
(3) ,
得：
9.室内空气温度为30℃，室外空气温度为２0℃，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μ＝０.64,气流在自然压头作用下流动,求车间自然通风换气量（质量流量)。
解:
Q＝ =１2.6kｇ/ｓ
１０.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：Ｑ= ,得 ，所以需要 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 =3m保持不变。
(1)B水箱中无水时,求通过孔口的流量。
(2）Ｂ水箱水面高程 =2ｍ时,求通过孔口的流量。
(3)Ａ箱水面压力为2０００Pa, =3ｍ时,而B水箱水面压力为０, ＝２m时，求通过孔口的流量。
(1)风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)
解得：
(2)铅直安装不会改变总压,因为同种气体位压等于零
(3）
18． 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:这样 更小, 更大，所以应将管段1的管径改为 ,管段2的管径改为 ，两管流量可接近。
(3)水箱流量Q1为何值？
解：(1)当Ｑ1=Ｑ2时出流恒定
(2)因为Ｑ１=Ｑ2，
查表得 ， ,解得:
（3)解得 3.5８×10－3m３/ｓ
4．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μ与流速系数为
证：∵
∴
其中
5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴,管径为4mｍ,长度 ＝1０0ｍm,λ=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数 ,求管嘴的流速系数和流量系数(见上题图）。
解:(1)视作薄壁小孔口, ,
得:
(2）视作管嘴,
得:
３.一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径为d１＝40mｍ的薄壁孔口，如题5-３图，B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H1=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？
（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：
Q= =0.0５m３／S
方法二:
又 ，解得
(2） =２．７5ｍ（ )
∴负压值为
16.如图水泵抽水系统,管长、管径单位为m,ζ给于图中，流量Q=40×１0-３m３／s,λ＝０.０３。求:
(1)吸水管及压水管的S数。
(2）求水泵所需水头。
解:由题得
6．如上题,当管嘴外空气压强为当地大气压强时,要求管嘴出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为ρ＝1.2kg/m3。
解: ，得
7．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20℃,μ=0.8。要求通过风量为1m3/s。问需要布置多少孔口?
解: , 是U形压差计液体容重, 为气体容重
1１.如上题图孔板流量计，输送2０℃空气,测量h=100mｍH2Ｏ。μ=0．62,ｄ=10０mｍ,求Q。
解:将数据代入上题公式得
１２.什么叫管路阻抗?(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。 用在液体管路, 用在气体管路。在紊流时， 与管中流量无关,仅决定于管道的尺寸和构造。
（3)绘制总水头线。
解:（1) = ＝11８.69s2/m5
= =2１06.1s2/m5
(２) （ + ) （其中 )
(３)略
１7.图为一水平安置的通风机,吸入管d1=2０0m,l1＝１０m,λ=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成，ｄ２＝200mm,l2＝５0m，λ=0.02;ｌ3=５0m,λ=０.02。空气密度为ρ=1.2ｋg/m3，风量为Ｑ=0.1５m3/ｓ，不计局部阻力。试计算:
解：并联管路 ,如果要得到各支管流量相等必须各支管S相等
∴应设计成Ｓ1=S２=Ｓ３
19.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ζ)，则 和 哪个大些?阻力 和 哪个大些?
解：（１）Ｓ1 =S2 , 与ζ有关
因为 ,故 。
（２) ＝
20.有一简单并联管路如下图，总流量Q=80×１０－3m3/ｓ,λ=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 =2０0mm,L1=６00ｍ，第二支路 =200mm，L2=３6０m。
解:Q１：Q2＝ :
= ＝3１04.8s２/m5
=
解得:
２1．如上题,若使 如何改变第二支路?
解: 减小或加调节阀等增加阻力的措施。
22.如图所示管路,设其中的流量QＡ=0．６m3／s,λ=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。
解:
∴
23．管段1的管径为２０mm,管段2为25mｍ,l１为２0ｍ,l2为10m, , ,流量分配有何变化?
