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§4.7 管路中的水击 水击（又名水锤）： 在有压管道中的流速发生急剧变化时，引起压强的剧烈波动，并在整个管长范围内传播的现象。 一、水击的物理过程 1、第一过程（ ），压缩波向水池传播 2、第二过程（ ），膨胀波向阀门传播 3、第三过程（ ），膨胀波向水池传播 4、第四过程（ ），压缩波向阀门传播 其中，c是水击波速，L是阀门与水池间的管长。 在 瞬时，如果阀门仍然关闭，则水击波将重复上述四个传播过程。 二、直接水击与间接水击 水击的相：水击波自阀门向水池传播并反射回到阀门所需的时间，以 表示，两相为一个周期。即 直接水击：若阀门的关闭时间 ，则水击波还没有来得及自水池返回阀门，阀门已关闭完毕。那么阀门处的水击增压，不受水池反射的减压波的消弱，而达到可能出现的最大值。 间接水击：若阀门的关闭时间 ，则水击波已从水池返回阀门，而关闭仍在进行。那么，由于受水池反射的减压波的消弱作用，阀门处的水击增压比直接水击小。 因此，工程上应尽可能避免发生直接水击。 三、最大水击压强与水击波速 直接水击最大压强： 间接水击最大压强： 式中：v指被改变的流速值；c水击波速。 水击波速： 式中： K—液体体积模量； E—管壁材料的弹性模量； e—管壁厚度； d—管道内径。 四、减少水击影响的措施 适当延长阀门开启时间，使 。 尽量采用管径较大的管道，减少管内流速。 缩短管道长度，使管中水体质量减少。 在管道适当位置上设置蓄能器，对水击压强起缓冲作用。 在管道上安装安全阀，以便出现水击时及时减弱水击压强的破坏作用。 本章管路损失的确定，目的为了进行管路设计，即管路水力计算。将粘性总流的伯努利方程、沿程损失、局部损失和能量总损失的计算式综合起来，解决管路设计问题。 §4-6 管流水力计算 一、管路分类 管路有简单的，有复杂的。 1．按计算特点或能量损失分：长管、短管。 1）长管：总水头损失中绝对部分为沿程损失，局部损失可忽略不计，一般以局部损失小于5%为界限。 2）短管：水头损失中，沿程损失、局部损失各占一定比例，即总水头损失中沿程及局部损失均应计入。 第四章 粘性流体的一元管流 32 2．按结构特点或组成结构分：简单管路，复杂管路 1）简单管路：等径、无分支管路系统。 2）复杂管路：除简单管路以外的管路系统 3．复杂管路按管路组合形式、出流情况等又分4类： 1）串联管路：指不同直径管段 彼此首尾相接组成的管路系统。 2）并联管路：指有共同起始及 汇合点的管段所组成的管路系统。 3）分支管路：各支管只在流体入 口或出口处连接在一起，另一端不相连。 4）网状管路：若干管道相互连 接组成一些环形回路，而节点处流出 的流量来自几个回路管道。 第四章 粘性流体的一元管流 33 不论是哪类管路，其水力计算都离不开叠加原则公式。但不同结构的管路，水力计算具有不同的特点。每个分管路的水力计算又可当成长管或短管来计算。 二、不同结构管路水头损失计算特点： 1）串联管路：(Series Connection Pipeline) A B Q1,hw1 Q2,hw2 Q3,hw3 第四章 粘性流体的一元管流 34 串联管路特点：各管段流量相等，总水头等于各段沿程损失之和。如图有： 2）并联管路：(parallel connection pipeline) 并联管路特点：各分路阻力损失相等，总流量等于各分路流量之和。如图有 需要注意并联管路各管段上的水头损失相等，并不意味着它们的能量损失也相等。 A B Q Q1,hw1 Q2,hw2 Q3,hw3 第四章 粘性流体的一元管流