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图 6-20 6-20 如图所示, 为一突然扩大的管道，其管径由d1=50mm突然扩大到d2=100mm，管中通过流量qv=16m3/h的水。在截面改变处插入一下差压计，其中充以四氯化碳（ρ=1600 kg/m3），读得的液面高度差h=173mm。试求管径扩大处的损失系数，并把求得的结果与按理论计算的结果相比较。 d1 d2 v1 v2 实际计算值： 0.5404 理论计算值： 0.5625 h1 1. 水击现象 第十二节 水击现象 发电厂引水管路 调压井 1. 水击现象 H △ p a p0 v 第十二节 水击现象 增压逆波 2. 水击现象 H △ p a p0 v 降压顺波 3. 水击现象 H -△ p a p0 v 降压逆波 4. 水击现象 H -△ p a p0 v 增压顺波 阀门突然关闭时水击现象的全过程 过程 时 距 速度变化 流动 方向 压强 变化 弹性波的传播方向 运动特征 液体状态 1 B→A 增高 A→B 减速增压 压缩 2 A→B 恢复原状 A→B 增速减压 恢复原状 3 A→B 降低 A→B 减速减压 膨胀 4 B→A 恢复原状 A→B 增速增压 恢复原状 阀门处压强随时间的变化 二 水击压强 推导：动量方程 三、压强波（膨胀波）的传播速度 式中 K ——流体的体积模量 E ——管壁的弹性模量 s ——管壁厚度 d ——管壁内径 例：管壁无弹性，E→? 原理：质量守恒定律 四、水击分类 和 减弱水击的措施 直接水击: 间接水击: 阀门关闭的时间 ts2l/c ，阀门处将产生最大的水击压强。 阀门关闭的时间 ts.2l/c，阀门处压强将达不到最大的水击压强。 减弱水击的措施： （1）避免直接水击，尽量延长间接水击 时阀门的关闭时间。 （2）采用过载保护，以缓冲水击压强。 （3）降低管内流速，缩短管长，使用弹 性好的管道。 第13节 气穴和气蚀简介 一、气穴 液体某处的压强降低到低于液体在其温度下的饱和压强时液体开始汽化，产生大量的小气泡，并汇集成校大的气泡，泡内充满着蒸汽和游离气体，这种由于压强降低而产生气泡的现象为气穴现象。 二、气蚀 气穴产生的气泡被液体带到下游高压区时，气泡内的整齐迅速凝结，气泡突然溃灭，产生巨大的冲击力，局部温度也急剧上升，固体壁面在这种局部压强和局部温度的反复作用下发生剥蚀的现象为气蚀。 三、气穴系数 小 结 两种液流流态 层流 紊流 1. 两种能量的损失分类 沿程水头损失：hf 局部水头损失：hj 3.水头损失变化规律 层流 紊流 由 hf∝v2.0 粗糙区， 阻力 平方 区 hf∝ v1.75～2.0 管流可查莫迪图: 过渡 粗糙区 hf∝v1.75 光滑区 惯性力， 流层间作用的切应力为粘滞切应力和紊动附加切应力之和 呈对数或指数曲线分布,沿垂线分布较均匀 质点相互混掺,作不规则紊乱运动,运动要素具有脉动现象 管流：Re2000 明流: Re500 紊 流 hf∝v1.0 层流区 粘滞力，流层间作用的切向应力为粘滞切应力 呈抛物线分布,沿垂线分布不均匀 质点运动互不混掺,作线状规则运动 管流: Re2000 明流: Re500 层 流 hy与v 的关系 λ的变化规律 流区 主要 作用力 流速 分布 流动 特征 判别 标准 流态 小 结 5. 管流的水力计算 简单管路 复杂管路 4. 局部能量损失 突扩 突缩 6. 液体出流 孔口 管嘴出流 7. 水击 水击现象 阀门处压强变化 分类 二、串联管道(续) 两类计算问题 A B H 2 1 （1）已知串联管道的流量qV，求总水头H ； （2）已知总水头H，求串联管道的流量qV 。 三、并联管道 由几条简单管道或串联管道，入口端与出口端分别连接在一起的管道系统。 并联管道特征: 1.总流量是各分管段流量之和。 2.并联管道的损失等于各分管道的损失。 A Q q1 d1 hw1 q2 d2 hw2 q3 d3 hw3 B Q 三、并联管道(续) 两类计算问题 （1）已知A点和B点的静水头线高度（即z+p/?g)，求总流量qV； 假设? 由hf计算 V 、Re 由Re、?查莫迪图得?New 校核? New ?= ?New N Y 由hf计算 V 、 qV 求解方法相当于简单管道的第二类计算问题。 三、并联管道(续) 两类计算问题(续) （2）已知总流量q