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薄壁小孔口恒定出流

时间:2024-11-10 百科知识 版权反馈
【摘要】:流体经孔口(≈0)流出称为孔口出流,如图6.4-1所示。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。当容器壁较薄或孔口具有锐缘时,孔口壁厚对水流现象没有影响,称为薄壁孔口。若流体经孔口流入空气中则称为自由出流,否则称为淹没出流。收缩断面面积AC小于孔口面积A,其比值ε=,称为收缩系数。流经孔口的流量式中μ=εφ称为孔口的流量系数。对于薄壁小孔口,由实验测得ε=0.63~0.64,φ=0.97~0.98,故μ=0.60~0.62。

6.4.1 薄壁小孔口恒定出流

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图6.4-1

流体经孔口(img3193≈0)流出称为孔口出流,如图6.4-1所示。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。当容器壁较薄或孔口具有锐缘时,孔口壁厚对水流现象没有影响,称为薄壁孔口。若流体经孔口流入空气中则称为自由出流,否则称为淹没出流。由于水流运动的惯性,容器中流体经孔口流出后将形成流束直径为最小的收缩断面C—C。收缩断面面积AC小于孔口面积A,其比值ε=img3194,称为收缩系数。当孔口断面尺寸远小于作用水头(如img3195≤0.1)时,C—C断面上各点的水头可以认为相等,此时孔口称为小孔口。

取通过孔口中心的水平面为基准面,对0—0断面和C—C断面列能量方程有

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式中:pC≈pa;孔口出流时,hW=hj=img3197,这里ξ0为孔口局部阻力系数。

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流经孔口的流量式中μ=εφ称为孔口的流量系数。对于薄壁小孔口,由实验测得ε=0.63~0.64,φ=0.97~0.98,故μ=0.60~0.62。

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图6.4-2

当流体经孔口淹没出流时(见图6.4-2),按照与上述同样的分析可得薄壁小孔口淹没出流的流速和流量的计算公式,形式上仍为式(6.4-1)和式(6.4-2),流速系数φ和流量系数μ的数值也完全相同,只是H0的涵义不同,为两液面的高差ΔH。

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