中国地质大学(武汉)水力学课件11PPT文档格式.ppt

1、将该断面和孔口的面积相比，称为缩完毕。将该断面和孔口的面积相比，称为收缩收缩系数系数。d dH H0 00 0C CC C由能量方程，导出孔口自由出流的流量公式为由能量方程，导出孔口自由出流的流量公式为根据实测，对于圆形小孔口自由出流，根据实测，对于圆形小孔口自由出流，=0.630.64=0.630.64，薄壁圆形小孔口淹没出流的情况薄壁圆形小孔口淹没出流的情况取通过孔口中心线的水平面为基准面取通过孔口中心线的水平面为基准面0-00-0和和2-22-2两两过水断面的势能，写出能量方程，得过水断面的势能，写出能量方程，得H H1 1=H=H2 2+h+hw w h hw w包括：包括：0-00-

2、0至孔口收缩断面至孔口收缩断面c-cc-c的局部水头损失的局部水头损失 ，c-cc-c至至2-22-2断面的突然扩大损失断面的突然扩大损失H H1 1H H2 2Z Z0 00 02 22 2C CC C所以，所以，因为因为 所以所以流量公式为流量公式为实验证明，薄壁圆形小孔口淹没出流的流量系数实验证明，薄壁圆形小孔口淹没出流的流量系数 与自由出流完全一样。与自由出流完全一样。孔口的非恒定出流在孔口出流过程中，容器的水面不断变化，即孔口在孔口出流过程中，容器的水面不断变化，即孔口中心的水头中心的水头H H不断减小，孔口出流将不断减小，孔口出流将是非恒定流是非恒定流。但是，如果容器的水面面积很大

3、，则水位随时间变但是，如果容器的水面面积很大，则水位随时间变化的较缓慢，可以将整个非恒定流过程划分为许多化的较缓慢，可以将整个非恒定流过程划分为许多时段，在各时段内的流动近似的作为孔口恒定出流时段，在各时段内的流动近似的作为孔口恒定出流考虑。考虑。在任意时刻在任意时刻t t，孔口流量为，孔口流量为式中，式中，H H为为t t时刻孔口中心的作用水头。时刻孔口中心的作用水头。1 11 12 22 2dHdHH H2 2H HH H1 1A A 1 12 20 01 12 20 0dHdHH H1 1H HH H2 2A A 在在dtdt时段，经过孔口出流的水量为时段，经过孔口出流的水量为设孔口中心

4、作用水头为设孔口中心作用水头为H H时，容器的水面面积为时，容器的水面面积为，在，在dtdt时段内水头减小时段内水头减小dHdH，容器中水量的改变，容器中水量的改变为为dHdH，且有，且有负号因为负号因为H H随时间增加而减小，随时间增加而减小，dHdH为负值。为负值。由上式可得由上式可得如果已知容器水面面积随如果已知容器水面面积随H H而变的规律，即而变的规律，即=f（Hf（H），由式可以求得孔口出流的容器水面从，由式可以求得孔口出流的容器水面从H H1 1降到降到H H2 2所需的时间；或者，可求得容器水面从所需的时间；或者，可求得容器水面从H H1 1上升到上升到H H2 2所需的时间。

5、所需的时间。如果容器水面面积如果容器水面面积 不随水头不随水头H H而变，则式变为而变，则式变为若令若令H H2 2=0=0，则可由上式计算容器放空或充满的时，则可由上式计算容器放空或充满的时间为：间为：式中：HH1 1为容器放空或充满的液体体积；为容器放空或充满的液体体积；为恒定出流时，当水头为为恒定出流时，当水头为H H1 1时流经时流经孔口的流量；孔口的流量；T T为恒定出流情况下，当水头为为恒定出流情况下，当水头为H H1 1时，经孔口放时，经孔口放空或充满空或充满HH1 1体积液体所需的时间。体积液体所需的时间。可见，在孔口非恒定出流时，放空或充满容器的可见，在孔口非恒定出流时，放空

6、或充满容器的时间为恒定出流时流出同样体积所需时间的两倍。时间为恒定出流时流出同样体积所需时间的两倍。上式还可近似计算放空水库的时间。已知水库混上式还可近似计算放空水库的时间。已知水库混凝土坝内放水管进口中心以上各水位高程凝土坝内放水管进口中心以上各水位高程H H1 1，H H2 2，H H3 3H Hn n，相应的库水面积为，相应的库水面积为 1 1，2 2，3 3n n，取平均取平均值值代入式中的代入式中的，得，得H H1 1H H2 2HnHnnn 2 2 1 1将将t t1-21-2，t t2-32-3，t ti-ni-n相加就得到出库水位从相加就得到出库水位从H1H1降降至至HnHn所需得时间。上式中所需得时间。上式中A A为坝内放水孔管的为坝内放水孔管的面积。面积。上述容器放空或充满的水力计算还可作为船闸上述容器放空或充满的水力计算还可作为船闸泄水或冲水时的计算的基础。泄水或冲水时的计算的基础。