孔口出流理论在工程实践中的应用(6)

流条件下，当孔口面积相同时，通过厚壁孔口的流量大于薄壁孔口，其比值为

1.34。产生这个结果的原因可以解释为：当液体从厚壁孔口流到大气中去时流速为V2，在收缩截面上的流速Vc V2,因此收缩截面上的压强pc一定小于孔口出流截面上的压力，即小于大气压强pa，这样就在厚壁孔口的收缩截面上产生真空，由于真空抽吸作用，不但克服了阻力，还将从容器中抽吸液体，加大了厚壁孔口出流流量。

在工程中，通常采用管嘴来增大孔口出流的流量，当然管嘴的尺寸要有一定的规范，太长则引起较大的沿程压力损失，太短则在孔内流动来不及扩散至管壁就已流出管口，在管内形成不了真空，起不到增大流量的作用。大量的实验证明，使管嘴正常工作的长度L最好为直径的2-4倍。

四、孔口出流理论与工程实践

在工程实践中，如水利工程上的闸阀、消防用的水龙头、各类柴油机和汽轮机的管嘴都属于孔口出流问题。下面将以柴油机的管嘴为例加以介绍。

目前，大中小型柴油机中广泛采用直喷式燃烧室，它们所应用的管嘴都是多孔式管嘴，采用直喷技术的柴油机喷射压力很高[3]，由于直喷式燃烧室一般都是无空气涡旋或涡旋很弱。为了保证雾化质量和一定的射程以及空间扩散作用，要求采用喷孔数多，孔径较小，喷射压力高的喷嘴，这就带来了燃油通过喷嘴的流动阻力增大，正常喷射区域减小，喷嘴寿命较短等问题。要解决这些问题，必须使燃油系统与柴油机合理的匹配，其中管嘴是影响良好匹配的主要因素之一[4]。

喷嘴的流量系数 是在一定条件下通过喷孔的实际喷油量与理论量之比，由于座面和喷孔的节流作用，油流在喷孔中的摩擦，扰动所引起的能量损失，造成喷孔实际喷油量小于理论油量。 与管嘴的结构尺寸，喷射压力，燃烧特性等有关。下面分别加以探讨。 实际包括密封锥面处的流量系数和喷孔处的流量系数，

横田先生等进行了大量实验[5]，提出了喷嘴头部喷孔的流量系数 0的实验式：

0 K[0.705 0.829/(1 Ef)1.03]

式中：K-系数，它是喷嘴直径da、节流比 da/d和喷孔长度与直径之比