如果在容器壁上接一长l＝（3－4）d的短管，就称为管嘴，如图7．30所示。按其与容器的连接方式及管嘴的形状常见的有：①圆柱形外（伸）管嘴；②圆柱形内（伸）管嘴；③圆锥形收缩管嘴；④圆锥形扩张管嘴；⑤进口具有圆缘的各种管嘴等。

（1）圆柱形外管嘴

如图7．30所示为圆柱形外管嘴，它的进口为锐缘的。当液体进入管嘴后，在进口附近如同孔口一样形成收缩的现象，接着就逐渐扩大，充满管嘴流出。因此，在管嘴出口处收缩系数ε＝1。由图中的流动结构可知，液体流经管嘴时，除了和孔口一样有孔口阻力外，尚有突然扩大性质的局部阻力和沿程阻力。

在图7．30中，对1—1及2—2断面列能量方程并整理得

图7．30　管嘴

式中

故可得流量，即

式中，μ＝φ（因为ε＝1）。

下面来计算φ或μ值。在式（7．43）中，取α2＝1，近似地忽略去沿程阻力，∑ζ可按突然缩小计算，∑ζ＝0．5（查表7．4），流速系数，即流量系数μ＝φ＝0．82。可见，外管嘴的流量系数要比孔口的大得多，比较式（7．44）和式（7．40）（μ＝0．62）得：μ管嘴＝1．32μ孔。即在相同的水头下，同样断面积的管嘴的泄流能力是孔口泄流能力的1．32倍。

圆柱形外管嘴相当于在孔口外面接一短管，总的阻力增加了，但流量并不减少，反而增加，原因在于收缩断面处真空的作用，证明如下：

在图7．30中列1—1及c—c断面的能量方程，即

令v1＝0，αc＝1，得

即

式中，hv为收缩断面的真空度。(www.daowen.com)

又

将其代入前式，并注意ζc＝0．06，μ＝0．82，ε＝0．64，整理后得

hv＝0．74H　（7．45）

可见，在收缩断面上的真空度不仅存在，且数值也不小。它起着将容器中的液体向外抽吸的作用，相当于加大了能头H，因而流量增加了。

从上述看来，为了增大流量，应使真空度越大越好，其实则不然。如果真空度过大，即在c—c断面处的绝对压强过低，当它等于或小于液体在出流温度下的饱和蒸汽压强（汽化压强）p蒸的时候，液体将发生汽化，不断发生气泡，与未汽化的液体一起流出，与此同时，管嘴外部空气在大气压强作用下也将沿着管嘴内壁冲进管嘴内，结果使管嘴内的液流脱离了内壁面，不再满管出流，此时的出流就与孔口出流完全一样，如图7．31所示。

图7．31　离壁出流现象

从理论上说，保证管嘴正常出流的条件除了管嘴应有适当的长度l＝（3～4）d外，还应保证收缩断面c—c处的绝对压强不得小于液体的汽化压强p蒸，即

所以，管嘴出流的作用能头H不能无限制地增大。由式（7．46）及式（7．45），得极限能头H极，即

实际上，在接近极限能头H极下的管嘴出流是稳定的。经验表明，不应使管嘴在大于0．7H极的能头下工作。因此，得出保证管嘴出流正常工作条件是：①H≤0．7H极；②l＝（3～4）d。

管嘴进口缘的形状对出流流量有很大的影响。将进口缘做成圆形，会改善出流情况。它可以使流量系数提高到μ＝0．95。

（2）其他管嘴出流

工程上常用的管嘴除了外管嘴外，还有柱形内管嘴、圆锥形收缩或扩张管嘴等，如图7．32所示。这些管嘴流速及流量的计算公式和圆柱形外管嘴是一样的，只是它们流速系数及流量系数不同，见表7．4。

图7．32　孔口及各种管嘴

表7．4　孔口及各种管嘴的出流系数

注：表中所有的各种系数都是对管嘴出口断面而言。