水头损失及其分类.ppt

A C B C 减少的动能转化为压能 能量损失还要消耗动能 压能增加 动能减少 液体质点运动 C － B A C B C 形成分离点： D 近壁液体从C-B 运动时，液体动能一部分用于克服摩擦阻力，另一部分用于转化为压能，越用越少，以至于没有足够动能完全恢复为压能（理想液体全部恢复），在柱面B以上的某一位置 D，流速降低为零，不再继续下行。 A C B C 形成分离点： D D点以上的液体就要改变流向，沿另一条流线运动，使主流脱离圆柱面，形成分离点。 A C B C D 沿圆柱面，分离点下游压强大于分离处压强，在压差作用下，圆柱下游液体立即填补主流所空出的区域，形成了漩涡。 分离点后形成漩涡区 A C B C D 沿圆柱面，分离点下游压强大于分离处压强，在压差作用下，圆柱下游液体立即填补主流所空出的区域，形成了漩涡。 分离点后形成漩涡区 漩涡区 A C B C D 沿圆柱面，分离点下游压强大于分离处压强，在压差作用下，圆柱下游液体立即填补主流所空出的区域，形成了漩涡。 分离点后形成漩涡区 漩涡区 A C B C D 漩涡区 漩涡体形成、运转，经过一段时间后，逐渐消失。 漩涡区中产生了较大的能量损失 A C B C D 流速分布急剧变化。 漩涡区中产生了较大的能量损失 A C B C D 漩涡区中产生了较大的能量损失 漩涡的形成，运转和分裂；流速分布急剧变化，都使液体产生较大的能量损失。这种能量损失产生在局部范围之内，叫局部水头损失hj 。 当液体运动时，由于局部边界形状和大小的改变、局部障碍，液体产生漩涡，使液体在局部范围内产生了较大的能量损失，这种能量损失称局部水头损失。 局部水头损失 突然管道缩小 漩涡区 管道中的闸门局部开启 漩涡区 弯道转弯 漩涡区 5.1 水头损失及其分类 5.1.1 水流阻力与水头损失 水流阻力 水头损失 水头损失分类 两种水头损失比较 总水头损失 产生漩涡的局部范围 局部水头损失 沿程水头损失 hf ∝ s 发生边界 平直的固体边界水道中 大小 与漩涡尺度、强度, 边界形状等因素相关 耗能方式 通过液体粘性将其能量耗散 外在原因 液体运动的沿程阻力 边界层分离 5.1 水头损失及其分类 5.1.1 水流阻力与水头损失 水流阻力 水头损失 水头损失分类 两种水头损失比较 总水头损失 水头损失 沿程损失 hf 局部损失 hj 液体以下管道时的沿程损失包括四段 hf 1 hf 2 hf 3 hf 4 液体经过时的局部损失包括五段： 进口、突然放大、突然缩小、弯管和闸门 进口 突然放大 突然缩小 弯管 闸门 5.1 水头损失及其分类 5.1.1 水流阻力与水头损失 水头损失 沿程损失 hf 局部损失 hj 5.1 水头损失及其分类 5.1.1 水流阻力与水头损失 5.1.2 横纵断面水力要素对水头损失的影响 液流边界几何条件对水头损失的影响 产生水头损失的根源是实际液体本身具有粘滞性， 而固体边界的几何条件（轮廓形状和大小）对水头损失 也有很大的影响。 液流横向边界对水头损失的影响 A 　过水断面的面积 过水断面的面积是一个因素，但仅靠过水断面面积 尚不足表征过水断面几何形状和大小对水流的影响。 A 过水断面的面积 例如，两个过水断面面积相同的断面，一个正方形， 一个是扁长方形。显然，后者对水流运动的阻力大，水 头损失要大。 原因：扁长方形明渠中液流与固体边界接触周界长。 即使通过相同的流量，面积较小的过水断面，液流 通过的流速较大，水流的阻力及水头损失也大。 湿周χ 液流过水断面与固体边界接触的周界线，叫湿周，是过水断面重要的水力要素之一。其值越大，对水流的阻力越大，水头损失越大。 两个过水断面的湿周相同，形状不同，过水断面 面积一般不相同，水头损失也就不同。 因此，仅靠湿周也不能表征断面几何形状的影响。 由于两个因素都不能完全反映横向边界对水头损失的影响，将过水断面的面积和湿周结合起来，用R表示，全面反映横向边界对水头损失影响。 R越大，则水头损失越小。 水力半径R: 管 道 d * 5 液流形态与水头损失 前一章讨论了理想液体和实际液体的能量方程，方程中有一项为水头损失。 本章首先对理想液体和实际液体，在不同边界条件下的液流特征进行剖析，认清水头损失的本质。在此基础上， 重点介绍水头损失变化规律及其计算方法。