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REPORTING2023WORK SUMMARY工程流体力学课件5-孔口、管嘴出流及有压管流•孔口出流目录•管嘴出流•有压管流CATALOGUE•流体流动的能量损失•工程应用实例PART01孔口出流孔口出流的定义与特性定义液体通过孔口在气体(或真空)压力作用下流出特性孔口出流属于自由出流,不受外界压力影响,流速和流量与孔口形状、尺寸、液面高度有关孔口出流的流速与压强分布流速分布孔口出流的流速在出口截面上是均匀分布的,随着距离出口截面的增加,流速逐渐减小压强分布由于液体在孔口处受到气体的压力作用,孔口内部的液体压强高于外部气体压强,压强分布不均匀孔口出流的流量计算流量系数流量系数m与孔口的形状、尺寸、表面粗糙度等因素有关,可通过实验测定或查表获取应用范围适用于液体在气体(或真空)压力作用下的自由出流,不适用于液体在管道中流动的情况PART02管嘴出流管嘴出流的定义与特性定义管嘴出流是指流体从收缩断面的管嘴流出,其出口侧的压力低于流体自由流动的压力特性管嘴出流具有自由出流和收缩流动的特性,流速和压强分布不均匀,出口流量受出口压力影响较大管嘴出流的流速与压强分布流速分布管嘴出流的流速在管嘴出口处最大,沿流动方向逐渐减小,流速分布不均匀压强分布管嘴出流的压强在管嘴出口处最小,沿流动方向逐渐增大,压强分布不均匀管嘴出流的流量计算公式适用范围管嘴出流的流量计算公式为管嘴出流流量计算公式适用Q=frac{pi d^2}{4}于孔口高度较小的情况,当sqrt{frac{2gH}{1+m}},孔口高度较大时,需要考虑其中d为管嘴直径,g为流体自由出流的特性,使用重力加速度,H为孔口高度,其他公式进行计算m为流量系数参数选取在计算管嘴出流流量时,需要选取合适的流量系数m,该系数与管嘴的形状、流体性质等因素有关,需要通过实验确定PART03有压管流有压管流的定义与特性定义特性在工程流体力学中,有压管流是指流体有压管流具有恒定的压力梯度,流速沿程在压力作用下,通过管道或渠道的流动变化较小,且流动过程中流体与管壁之间VS存在摩擦力有压管流的流速与压强分布流速分布压强分布在有压管流中,流速分布呈现轴对称特性,由于流体在管道中受到压力作用,压强分布即流速沿管道轴线方向保持一致呈现从管道入口到出口逐渐降低的趋势有压管流的流量计算流量公式有压管流的流量计算公式为Q=A*v,其中Q为流量,A为管道截面积,v为平均流速参数确定在应用流量公式时,需要准确确定管道截面积和平均流速,可以通过测量管道直径、流体密度、压力等参数来计算PART04流体流动的能量损失流体流动的能量损失原因流体与固体壁面的摩擦01流体在管道中流动时,与管壁产生摩擦,导致能量损失流体内部的摩擦02流体内部各流层之间的摩擦力也会导致能量损失局部阻力03流体流经管路中的阀门、弯头等局部障碍时,由于流速和流向的改变产生局部阻力,导致能量损失流体流动的能量损失计算摩擦能量损失局部能量损失根据达西-威斯巴赫公式计算沿程摩擦能量损失根据流体流经局部障碍时的速度和流向变化计算局部能量损失总能量损失将沿程能量损失和局部能量损失相加得到总能量损失减小流体流动能量损失的方法优化管路设计合理选择管材、管径和管路布局,减少不必要的弯头和阀门减少流体阻力选用低阻力的设备,如低阻力的阀门和管道连接件增加流速控制装置在适当位置安装调速阀或阻尼器,控制流速,减少流体内部摩擦减少流体内部摩擦选用低粘度流体或添加减阻剂PART05工程应用实例孔口、管嘴出流及有压管流在水利工程中的应用水利工程中的水力发电水轮机的工作原理涉及到孔口出流和有压管流,水流通过控制阀和导水机构,形成一定的流动规律,驱动水轮机转动,进而发电水利工程中的水库调度水库的泄洪和放水设施涉及到孔口出流和有压管流,通过合理调度和控制,实现水库的防洪、灌溉、供水等功能孔口、管嘴出流及有压管流在给排水工程中的应用给水处理给水管网中的水泵和水塔等设施涉及到孔口出流和有压管流,通过合理设计和调度,保证供水压力和水质排水管道排水管道中的污水流动涉及到孔口出流和有压管流,通过合理设计和调度,保证排水顺畅,防止污水倒灌孔口、管嘴出流及有压管流在其他工程领域中的应用化工工程采矿工程化工管道中的流体流动涉及到孔口出流和有压管流,矿山水泵的工作原理涉及到孔口出流和有压管流,通通过合理设计和控制,保证化工生产的安全和稳定过合理设计和控制,保证矿山的生产和安全REPORTING2023WORK SUMMARYTHANKS感谢观看。