4-流动阻力与能量损失.pptVIP

Ø实际流体在运动时，因黏性的存在，在流动过程中会产

生流动阻力，而克服阻力必然要消耗一部分机械能，并转

化为热能，造成了能量损失。因此只有确定了流动阻力，

或由流动阻力产生的水头损失之后，能量方程才能用以解

决实际问题。

Ø故本章在扼要分析液流型态及其特征的基础上再来讨论

水头损失的变化规律和计算方法。

Ø问题：理想液体和实际液体的区别？

有无黏性是理想液体和实际液体的本质区别。

Ø黏性是液流产生水头损失的决定因素。

Ø水头损失的物理概念及其分类

水头损失：单位重量的流体自一断面流至另一断面

所损失的机械能。

分类：(1)沿程水头损失;(2)局部水头损失。

u沿程水头损失：在固体边界平直的流体流动中，单位重

量的流体自一断面流到另一断面所损失的机械能就叫这

两断面之间的水头损失，这种水头损失是沿程都有并随

沿程长度增加而增加的，所以叫沿程水头损失，常用hf表

示。其相应的摩擦阻力为沿程阻力。

u水头损失是随着流程长度的增加而增加的，而且只有在

长直流道中，流动在均匀流和渐变流，其水头损失表现

为沿程水头损失。一般地均匀流或渐变流的水头损失中

只包括沿程水头损失。

u局部水头损失：在固体边界发生变化的流体流动中，有

旋涡区，涡体（共同旋转的流体质点群）的形成、运转

和分裂，以及流速分布改组过程中流体质点相对运动的

加强，都使内摩擦增加，产生较大的能量损失，这种能

量损失是发生在局部范围之内的，叫做局部水头损失，

常用hj表示。其相应的摩擦阻力称为局部阻力。

u局部水头一般发生在流体过流断面突变，流体水流轴线

急骤弯曲、转折，或边界形状突变等处，在实际情况下

大多在非均匀流发生的部位会产生局部水头损失。

突然管道缩小：

漩涡区

管道中的闸门局部开启

漩涡区

对于在某个流程上流动的流体，它的总水头损失hw

遵循叠加原理即

hw=∑hf+∑hj

总水头线

测压管水头线

§水头损失的计算公式

hwhfhj

2

达西-魏斯巴赫公式（圆管）lv

h

fd2g

v2

局部水头损失计算公式h

j2g

其中，——沿程阻力系数

——局部阻力系数，由实验确定；

4.2.1均匀流基本方程

Ø作用于元流的外力

（1）两端断面上的动水

压力为p1A和p2A

（2）侧面上的动水压力，

垂直于流速

（3）侧面上的切力

T0l

（4）重力

GgAl

流束的受力平衡方程

zz

pApAgAlsinl0sin12

12l

pApAgAlzzl

12120

gAgAgAlgA

ppl

12(zz)0

gg12gA

ppl

(z1)(z2)0