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本文在400×200×500mm3的有机玻璃水箱孔口出流试验装置上考察了操作参数、结构参数和物性参数对垂直孔口自由出流特性的影响。通过对直孔孔流系数曲线进行分区，提出了临界孔结构及临界操作范围，并借助边界层理论讨论了两种不同机理下机械能损失的差异。不同几何形状的垂直锐边孔口出流试验说明了孔几何形状对孔流的能量损失有一定的影响，但不是关键的结构参数，不会从根本上改变孔流机理。对于收缩孔口的流动，存在一个最优的角度，使得总的机械能损失达到最小。而扩张孔口的板厚接近无限薄，等同大孔机理，其扩张角只影响孔流系数曲线是否出现峰值。此外，体系粘度对两种机理的差别、临界孔径板厚比、临界压头和临界雷诺数均有显著的影响。典型大孔和典型小孔在高粘度体系下满足相似性，而在低粘度体系下不满足相似性。体系表面张力并不是孔口流动的关键影响因素。在试验研究的基础上，结合CFD软件进行了模拟，提出了孔前流动影响区的概念及其影响因素，讨论了孔前流动区的范围、速度分布随操作条件和结构条件的变化，最终建立模型。