内容发布更新时间 : 2024/5/14 19:42:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第四章 水流形态与水头损失一 、产生hw的原因

第一节 水头损失及其分类

实际液体在流动过程中,有能量损失,主要是由于水流与边界面接触的液体质点黏附于固体表面,ｕ为零,在边界面的法线方向上ｕ从零迅速增大,在水断面上流速分布处于不均匀状态,这样流层之间存在相对运动,实际液体又有黏滞性,有相对运动的两相邻流层间就产生内摩擦力,水流在流动过程中,要克服这种摩擦阻力消耗一部分机械能,转化为热能而损失.

所以,单位重量水体从一断面流至另一断面所损失的机械能为两断面间的学位能量损失,也叫水头损失.﹙由黏滞性产生的hw根本原因﹞这是内因.

hw的外因:1﹥横向固体边界的形状和小的变化。即形状不同，大小不同，可用的水断面面积

Ａ不同，与水流接触的长度的湿周ｘ不同，产生的水流阻力及hw不同。

如：两个不同形状的断面，一正方行，二扁长矩形，两者的Ａ相同，水流条件相同，但扁长矩形渠槽的ｘ较大，所受阻力大，所以，hw大，所以,ｘ也大，hw及阻力大。

如果两者水断面的ｘ相同，但Ａ不同，通过同样的Ｑ，水流阻力及hw也不相等。所以，Ａ较小，通过的Ｖ较大，相应的水流阻力及hw也大。

所以用Ａ或Ｘ来表示水力特征却又不全面，只有将两者结合起来才较全面，即

水力半经 Ｒ﹦

A 主要的水力要素，ｍ , ｃｍ。 ?2﹥水流边界纵向轮廓对hw的影响，轮廓不同的水流可能发生均匀流与非均匀流。

均匀流中沿水流（程）各个水断面的水力要素及V均不变，所以：均匀流时产生的原因只有黏滞性。

非均匀流时,边界界条件不同改变所以黏滞性及边齐形条件却( )水流产生hw。 因此, hw的类型.

二 、hw 的分类. 为便于计算将分hw为.:

1、 沿程水头损失hf,在均匀渐变流中,由各流层间的相对运动而产生的阻力.为内摩擦阻力.`,由于均匀地分布在水流的整个过程中,所以叫沿程阻力.

沿程hf ,为克服沿程阻力而产生的单位重量水体在运动过程中的能量损失--------沿程水头损失

2、局部水头损失: 水流流动的过界急剧变化,在局部段内水流产生附加阻力,额外消耗了大量机械能. 这种阻隔力叫局部阻力.

局部hf，为克服局部阻力而产生的单位重量水体的机械能量损失.

注意产生在一个局部段内,为便于分析转化为一个断面, 总水头损失. hw﹦?h??hfiji 、

第二节 均匀流沿程水头损失与切应力的关系

在管运式明渠均匀流里,任取一段总流来分析.

管运轴线与水平面的夹角为ａ,流段长为L,过水断面面积为A.

Ｐ1.Ｐ2为1-1.2-2.的动水压强. Z1 Z2为1-1.2-2形心距0-0 的距离高度.作用在上的外力.

.1.动水压力.P1 = PC1A1 P2 = PC2A2 2.重力 G??V??AL

3.摩阻力 T=C0ｌｘ. C0 固体边界作用水流上的平均切应力. 注意T与水流切应力方向相反. 均匀流是处于平衡状态. 所以即：P1?P2?Gsin??T?0

?F=0

???0Lx?0 Pc1A1?Pc2A2??ALsinsin??z1?z2L

Pc1A1?Pc2A2??AL.各项除以?A. z1?z1?z2??0Lx?0 Lpc2pc1?pc1???(z1?z2)?pc2?0Lx?0 ?AA??(z2??)?hf

??R

hf?0L hf? J?

?RL所以 ?0??RJ 即hf与?0的关系式。

第三节 液流体运动的两种型态