《建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)》 教案 7-13 7.2.6恒定孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)

恒定孔口、管嘴出流實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑倮斫饪卓诤凸茏斐隽鞯奶攸c(diǎn)；②掌握孔口與管嘴出流的流量系數(shù)、流速系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)、局部阻力系數(shù)的量測(cè)技能；③通過(guò)測(cè)試，了解進(jìn)口形狀對(duì)孔口管嘴出流能力的影響。實(shí)驗(yàn)原理在容器上開(kāi)孔，流體經(jīng)孔口流出的水力現(xiàn)象稱孔口出流。根據(jù)能量方程可推得以下流量公式： Q=Av=εAφ2gH μ=εφ=ε1+式中H0——包括行徑流速和液面壓強(qiáng)在內(nèi)的孔口中心線上的作用水頭，cm；ξ——孔口處的局部阻力系數(shù)；ε——收縮系數(shù)，ε=AcAc——收縮斷面面積，cm2；φ——流速系數(shù)；μ——在容器孔口斷面上接一段長(zhǎng)l=(3～4)d管徑的管嘴，流體經(jīng)此管嘴并在出口斷面充滿整個(gè)管嘴斷面的出流現(xiàn)象稱管嘴出流。管嘴出流的流量和流量系數(shù)的計(jì)算方法、公式與孔口出流相同，但流量系數(shù)有所不同。 Q=Av=A2gH0本實(shí)驗(yàn)中，若不考慮水頭損失，按理想流體可得管嘴或孔口的理論流量： Q理論=A2gH0則流量系數(shù)為： =Q實(shí)測(cè)Q理論實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置孔口與管嘴出流實(shí)驗(yàn)儀由自循環(huán)供水器（循環(huán)水泵）、實(shí)驗(yàn)臺(tái)、無(wú)級(jí)調(diào)速器、水箱、溢流板、穩(wěn)水孔板、孔口、管嘴、擋水旋板、移動(dòng)觸頭、上回水槽、標(biāo)尺、測(cè)壓管、接水盒、回水管等組成，如REF_Ref12450\h圖1所示。圖1孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)儀1—自循環(huán)供水器；2—實(shí)驗(yàn)臺(tái)；3.可控硅無(wú)極調(diào)速器；4.恒壓水箱；5.溢流板；6.穩(wěn)水孔板；7.孔口管嘴（圖內(nèi)小字標(biāo)號(hào)1#圓角形管嘴，2#直角形管嘴，3#圓錐形管嘴，4#孔口）；8.檔水旋板；9.測(cè)量孔口射流收縮直徑的移動(dòng)觸頭；10.上回水槽；11.標(biāo)尺；12.測(cè)壓管實(shí)驗(yàn)步驟及方法①熟悉實(shí)驗(yàn)儀器并記錄相關(guān)基本參數(shù)。②啟動(dòng)電源供水，待恒壓水箱溢流后打開(kāi)1#圓角管嘴，恒定液面穩(wěn)定后測(cè)記恒定液面高程標(biāo)尺讀數(shù)H1、流量Q，完畢后堵塞1#管嘴。③打開(kāi)2#管嘴，測(cè)記恒定液面高程標(biāo)尺讀數(shù)H1及流量Q，觀察和量測(cè)直角管嘴出流時(shí)的真空度，完畢后堵塞2#管嘴。④打開(kāi)3#圓錐形管嘴，測(cè)記H1及Q，完畢后堵塞3#管嘴。⑤打開(kāi)4#孔口，觀察孔口出流現(xiàn)象，測(cè)定H1及Q，并照下述方法測(cè)記孔口收縮斷面直徑：松開(kāi)孔口兩邊的移動(dòng)觸頭螺絲，先移動(dòng)一邊觸頭將其與水股切向接觸后旋緊螺絲，再移動(dòng)另一邊觸頭使之與水股切向接觸并旋緊螺絲，然后用檔水旋板關(guān)閉孔口，用卡尺測(cè)量觸頭間距，即為射流直徑。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理①記錄相關(guān)基本參數(shù)：圓角管嘴d1，出口高程讀數(shù)z1；直角管嘴d2，出口高程讀數(shù)z2；圓錐管嘴d3，出口高程讀數(shù)z3；孔口d4，出口高程讀數(shù)z4。②完成REF_Ref12578\h表1。表1孔口管嘴出流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理表分類項(xiàng)目1#圓角管嘴2#直角管嘴3#圓錐管嘴4#孔口水面讀數(shù)H1體積V時(shí)間t流量Q平均流量Q作用水頭H0面積A流量系數(shù)測(cè)管讀數(shù)H2真空度Hv收縮直徑dc收縮斷面Ac收縮系數(shù)ε流速系數(shù)φ阻力系數(shù)ξ實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析①