第四章_水头损失.ppt

2）求谢才系数C ①若用曼宁公式 ②若用巴甫洛夫斯基公式 两式计算结果相差不大。 2）求水力坡度J（根据谢才公式） 3）求水头损失 §4-4 局部水头损失 当液体流过管道上的阀件，闸阀及进出口时，由于流体的流向，速度大小突然变化，以及产生旋涡等，在局部位置造成能量损失，这种能量损失称为局部水头损失。 注意： 虽然管件、阀件的干扰是由局部产生的，但在其下游较长的一段距离中才消失。 局部阻力系数 局部水头损失的计算公式： 由于局部液体的运动变化十分复杂，因此在计算时，除少数特别的情况下可以用理论公式外，大多数的情况下，我们一般采用实验的方法来确定公式的ξ值，局部水头损失也可用下列公式计算： ——当量长度，即把局部阻力折算为直管的相当长度。 一、突然扩大的局部水头损失 d1 d2 V1 V2 2 2 1 1 L 由于截面突然扩大，使液体运动在局部出现翻滚、紊乱。取1-2截面间液体为控制体，则1-2截面间的动量方程为： 两边同除以γ得： 列1-2截面的伯氏方程： 由于此段距离较短，所以忽略沿程水头损失。 又 将（1）代入（2）： 由1-2截面间的连续性方程： 将 代入（3） 特例——当管内液体从管道内流入大容器或出口时的突然扩大系数： F1 当两截面的大小不是相差悬殊的话，则直接代入公式计算ξ的值。 二、其他类型的局部水头损失 由于各种类型局部水头损失的基本特征有共同点，故有可能采用共同的计算公式，即： 对其各种局部公式和实验值在专业的设计手册都有记载。我们书上给出了部分公式，见P64式4-32、4-33、4-34及P65表4-2给出的系数。 三、水头损失叠加 两截面间液体流动的水头损失等于各段沿程水头损失与局部水头损失之和。即： 注意： 在管路中若有两个局部的管件紧连时，其阻力损失不等于两个单独的局部阻力系数之和，而应根据实验测定，因为局部阻力系数的确定是对其上下游有足够的直管段而言的 四、应用举例 0 1 0 1 2 2 H 例1、如图为离心泵的安装示意图，已知下列数据，试求离心泵的最大安装高度H。 吸水管为铸铁管，直径d=100mm，吸水管长度l=20m，流量Q=15L/s，水温t=20℃。管道中有滤水阀一个， 标准弯头一个(900)，水泵的最大容许真空度hv=6mH2O。 解: 如图选取截面与基准面，列1-2截面间伯氏方程 先求λ：当t=200时，μ=1005×10-6 为紊流 吸管为铸铁管，查P55表4-1取Δ=0.3 Δ/d=0.3/100=3×10-3 据Re、Δ/d查P57图4-8：得λ=0.026 对ξ：查P64表4-2 整理伯氏方程： 故离心泵的最大安装高度为4.33m （超过此值会发生汽蚀现象） 例2、如图，倾斜放置的水管，管长l=10m，管内d=50mm，已知1、2截面处的压强分别为P1=9.80×104Pa，P2=4.90×104Pa。试确定水的流动方向，并计算流量（设管内摩擦阻力系数为0.22） 0 0 1 1 2 2 解： 1）取基准面、截面如图所示 判断水流的流动方向，即比较两截面处的能量大小。 1截面处： 方法一 2截面处： 因为等截面流动，根据连续性方程可知： 所以 即水流从截面1流向2截面 列1-2截面间伯氏方程 方法二 列1-2截面的伯氏方程，设流动方向从1-2 ∵ hw为正值 ∴ 假设方向正确 作业： P67 4-4 4-9 4-11 4-12 课堂练习： P66思考题4 P46思考题5。 * 第四章 水头损失 实际液体由于具有粘性，在流动时产生摩擦阻力，这种摩擦阻力使液体的部分机械能不可逆的转化为热能而散失到周围空间，在水力学中称为“能量损失”，或者说是单位重量液体克服水流阻力所消耗的液体机械能，也称“水头损失”。 本章的任务就是要讨论水头损失的形成原因和建立水头损失的计算公式。 §4-1 水头损失的两种形式 §4-2 液体运动的两种形态 §4-3 沿程水头损失计算 §4-4 局部水头损失 §4-1 水头损失的两种形式 1、沿程水头损失hf hf——由管路的长度引起的损失，与管长成正比。 液体流动克服沿程阻力而损失的能量，就称为沿程水头损失。总水头线呈下降直线。 2、局部水头损失hm hm——由阀件、管件引起的水头