注冊結(jié)構(gòu)工程師：管嘴的恒定出流

　　二、管嘴的恒定出流

　　在孔口周界上連接一長度l≈3d～4d(d為孔口直徑)的短管，流體經(jīng)短管流出，并在出口斷面形成滿管流，這樣的流動(dòng)稱管嘴出流。

　　如圖6-5-3的圓柱形外管嘴，流體進(jìn)入管嘴直至收縮斷面C-C的流動(dòng)情況與孔口相同。由于收縮，使流體與管壁分離，形成旋渦區(qū)。然后液流再擴(kuò)大充滿整個(gè)管道斷面后流出。設(shè)水箱水位不變，表面為大氣壓強(qiáng)，則有

　　式中 hw為管嘴的水頭損失，因長度不大，忽略沿程損失，則

　　v為管嘴出口斷面的平均流速。

　　最后得到

　　式中聲，φn為管嘴的流速系數(shù)，μn為管嘴的流量系數(shù)。由于出口斷面無收縮，φn=μn。由實(shí)驗(yàn)資料得圓柱形外管嘴的流量系數(shù)μn= 0.82。這樣，在作用水頭、直徑相同時(shí)，圓柱形外管嘴出流的流量比孔口要大1.32倍。管嘴的局部阻力比孔口大，為何流量反比孔口大呢?這是管嘴的水流現(xiàn)象造成的，因?yàn)樵诠茏斓氖湛s斷面上形成了真空?？梢宰C明，其真空度為其作用水頭的0.75倍。在C-C斷面真空的抽吸作用下，流量增大。但真空度達(dá)7m水柱以上時(shí)，液體將會(huì)汽化或空氣會(huì)自管口壓入，收縮斷面的真空將被破壞。因此對(duì)真空度要加以限制，從而限制了作用水頭Ho≤7/0.75≤9m。

　　綜上所述，要使圓柱形管嘴正常工作需滿足l=3～4d及Ho≤9m的條件。

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