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孔口
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孔口泛指一個流體可以通過的小口,例如圖1儲水槽右側之小孔即是。若是要更特定的指定對象,則孔口常指孔口板中心之小孔,如圖2所示。有關孔口板之定義(參見orifice plate)。
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孔口流量計
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流體流動通過孔口,會使孔口處的流體與上游遠端處的流體產生壓力差,可據以推算流體流量的裝置。孔口流量計除了孔口板外亦需要一壓差計;使用時,流體流經孔口,並在孔口處加速至最快,此時壓力將降至最低,壓差計即用來量測孔口處與上游處的壓差,再根據柏努利(Bernoulli)定律可推算出流量;柏努利定律如下:
式中,V2為孔口處流體流速;V1為上游處流體流速;△h為壓差;g為重力加速度常數。由於孔口處的流速遠大於上游處的流速,所以上式可簡化為: 若孔口面積已知,即可推算流量。孔口流量計由於流速變化大,會造成較大的摩擦損耗,所以多應用在... 以孔口板(參見orifice plate)來量測流量的儀器,此儀器除了孔口板之外,常包含孔口板上下游之適當管路和接頭,以及壓力量測孔等。一個典型的安裝方式如圖所示,其中d1為上游圓管之內徑,即A1截面積=πd21/4d0,d0為孔口板之孔口在迎流向之直徑,即A0=πd02/4。
由孔口板前後之壓力差及流量計的幾何關係,可量得流量為: 其中,Cd為孔口板之流量係數(discharge coefficient);ρ為流體密度。 |
孔口板
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含有一個孔口的板子,常用在孔口流量計中(有關孔口流量計之說明,參見orifice meter之解釋)。
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部分潛沒孔口
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孔口係指水流由一蓄水池經一極短孔道流出,由於在孔口處水流斷面急速收縮,可得到流量與水頭之關係式。一般而言,若下游流況為自由流,則流量與其有效水頭之平方根成正比。但若下游出口之水位高於短管之正常水深,則屬於潛沒流況,其流況受下游水位高度所影響。當下游水位逐漸抬高接近短管之正常水深時,則會減少短管之流量,此時稱部分潛沒孔口。
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文托利孔口
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文托利孔口是裝設於管路中用以量測流量的一種裝置,它的上、下游端的直徑與管路的直徑相同,中間則先束縮後逐漸擴大,如圖1所示,其間直徑最小的斷面稱為喉部。由於斷面束縮使流速增加,而同時壓力降低,使得進口處與喉部之間有明顯的測壓管水頭差。文托利孔口即是利用這個測壓管水頭差來作為量測流量的指標,其原理如下:
式中,V1、V2為分別為入口處及喉部之斷面平均流速;h1、h2為分別為入口處及喉部之測壓管水頭;△h=h1-h2,為即水頭差;Q為流量。 上述的關係式係假設水流流經文托利孔口時沒有摩擦損失之情形下而建立者。事實上,摩擦損失是不可避免的,因此在實際... |
銳緣孔口
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孔口的邊緣厚度很薄者稱為銳緣孔口,其目的在使流經孔口的流體流線平滑,減少能量損失。下圖為圓形銳緣孔口射流的側視圖。
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孔口流
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通過孔口的流場,稱為孔口流。下列兩個例子是常見的孔口流,圖1是由一般的孔口流出之流場;圖2則是流過孔口板的流場。
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圓形孔口
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以孔口(orifice)作為管流流量之量測時,常因其孔口板及其孔口之尖角邊緣,造成流場不穩定及大壓力損失,和對沈積和凝結水之處理不良,所以有以比較平順之圓角邊緣來代替,以減少壓力損失和促進流場穩定,以得到比較準確的量測結果。此種改進叫圓形(角)孔口。
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鐘形孔口
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水槽中的流體從孔口(orifice)流出時,如出口作成鐘形(bell mouth)如圖所示,則流出的水流較不因流體本身的擠壓而受干擾,可得到順暢的流動。
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孔口溢洪道
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溢洪道係指大壩所預留之緊急出水口,在極端水文事件發生時,可引導水流經溢洪道流出,以確保大壩之安全。而孔口溢洪道為溢洪道中種類之一,常見於大型混凝土壩或拱壩中,以做為輔助之溢洪道。孔口溢洪道出口常設置有閘門,以控制水流。一般而言,孔口溢洪道之流量常與孔口有效水頭之平方根成正比,並與孔口面積成正比。孔口溢洪道如圖所示。
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貓頭鷹博士