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薄壁圆形小孔口的定常出流特性分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:自由出流液体在水头一定的情况下,由薄壁圆形小孔口出流到大气,如图4-23所示。对于薄壁圆形小孔口充分收缩时的实验,流量系数Cq的取值为0.60~0.64。同样列出1-1截面到2-2截面的伯努利方程,有图4-24薄壁圆形小孔口淹没出流设孔口前后两自由液面不变,即V1 =V2 =0,且p1 =p2 =0,则有式中,ξt为淹没出流时的局部阻力系数,包括孔口收缩断面的损失和收缩断面到自由液面2-2突然扩大的损失两部分,即这就是薄壁圆形小孔淹没出流的流量计算公式。

薄壁圆形小孔口的定常出流特性分析

(1)自由出流

液体在水头一定的情况下,由薄壁圆形小孔口出流到大气,如图4-23所示。液体由容器向孔口出流时,由于液体的惯性作用,液体的流线不能急剧改变而形成圆滑曲线,故孔口出流的流股上发生一定的收缩,至离孔口约d/2处,流线几乎达到平行状态,该断面称为收缩断面。令

式中,ε称为断面收缩系数;A为孔口面积;A c为断面收缩面积。

以孔口中心轴线O-O为基准,由自由液面1-1到收缩断面C-C,列伯努利方程,有

式中,Cq=ε·CV,称为流量系数,其物理意义为实际出流流量与理想出流流量之比。

式(4-42)即为薄壁圆形小孔口定常水头自由出流流量计算的基本公式。对于薄壁圆形小孔口充分收缩时的实验,流量系数Cq的取值为0.60~0.64。

(2)淹没出流(www.xing528.com)

流体由孔口出流进入充满液体的空间,即孔口被液体淹没,如图4-24所示。同样列出1-1截面到2-2截面的伯努利方程,有

图4-24 薄壁圆形小孔口淹没出流

设孔口前后两自由液面不变,即V1 =V2 =0,且p1 =p2 =0,则有

式中,ξt为淹没出流时的局部阻力系数,包括孔口收缩断面的损失和收缩断面到自由液面2-2突然扩大的损失两部分,即

这就是薄壁圆形小孔淹没出流的流量计算公式。

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