實(shí)際流體恒定總流的能量方程式

1、實(shí)際流體恒定總流的能量方程式由于實(shí)際流體存在粘滯性，在流動(dòng)過(guò)程中，要消耗一部分能量用于克服摩擦力而作功，流體的機(jī)械能要沿程損失而減少，對(duì)機(jī)械能來(lái)說(shuō)即存在著能量損失。因此對(duì)實(shí)際流體而言，總是令單位重量流體從斷面1-1流至斷面2-2所損失的能量為則能量方程應(yīng)寫(xiě)為上式共包含了4個(gè)物理量，其中z代表總流斷面上單位重量流體所具有的平均位能，一般又稱(chēng)為位置水頭；代表斷面上單位重量流體所具有的平均壓能，它反映了斷面上各點(diǎn)平均動(dòng)水壓強(qiáng)所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)高度；（）稱(chēng)為測(cè)壓管水頭；代表斷面上單位重量流體所具有的平均動(dòng)能，一般稱(chēng)為流速水頭。為單位重量流體從一個(gè)斷面流至另一個(gè)斷面克服水流阻力作功所損失的平均能量，一般稱(chēng)為水

2、頭損失。習(xí)慣上把單位重要流體所具有的總機(jī)械能（即位能、壓能、動(dòng)能的總和）稱(chēng)為總水頭，并以H表示，即在總流中任意選取兩個(gè)斷面，該兩斷面上流體所具有的總水頭若為和，根據(jù)能量方程式：對(duì)于理想流體，由于沒(méi)有水頭損失，則，即在不計(jì)能量損失情況下，總流中任何斷面上的總水頭損失保持不變。 為了形象的反映總流中各種能量的變化規(guī)律，可以把能量方程用圖形描繪出來(lái)。因?yàn)閱挝恢亓苛黧w所具有的各種機(jī)械能都具有長(zhǎng)度的量綱，于是可用水頭為縱坐標(biāo)，按一定的比例尺沿流程把斷面的，及分別繪于圖上（如圖1）. 值在斷面上各點(diǎn)是變化的，一般選取斷面形心點(diǎn)的z值來(lái)標(biāo)繪，相應(yīng)的亦選用形心點(diǎn)動(dòng)水壓強(qiáng)來(lái)標(biāo)繪。把各斷面的值的點(diǎn)連接起來(lái)可以得到

3、一條測(cè)壓管水頭線(xiàn)（如圖中虛線(xiàn)所示），把各斷面描出的點(diǎn)連接起來(lái)可以得到一條總水頭線(xiàn)（如圖中實(shí)線(xiàn)所示），任意兩斷面之間的總水頭線(xiàn)的降低值，即為該兩斷面間水頭損失。圖1實(shí)際流體總流的總水頭線(xiàn)必定是一條逐漸下降的線(xiàn)(直線(xiàn)或曲線(xiàn))，因?yàn)榭偹^線(xiàn)總是沿程減小的，而測(cè)壓管水頭線(xiàn)則可能是下降的線(xiàn)（直線(xiàn)或曲線(xiàn)）也可能是上升的線(xiàn)（直線(xiàn)或曲線(xiàn)）甚至可能是一條水平線(xiàn)，這主要看總流的幾何邊界變化情況而做具體分析。總水頭沿流程的降低值與流程長(zhǎng)度之比，稱(chēng)為總水頭線(xiàn)坡度，也稱(chēng)水力坡度，常以表示。若總水頭線(xiàn)為直線(xiàn)時(shí)，當(dāng)總水頭線(xiàn)為曲線(xiàn)時(shí)，其坡度為變值，在某一斷面處坡度可表示為因總水頭增量dH始終為負(fù)值，為使為正值，上式中加“”號(hào)?？偹^線(xiàn)坡度是表示單位流程上的水頭損失。對(duì)于河渠中的漸變流，其測(cè)壓管水頭線(xiàn)就是水面線(xiàn)，如圖2所示。圖2應(yīng)用恒定總流能量方程式時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足下列條件：1 水流必須是恒定流2 作用于液體上的質(zhì)量力只有重力。圖33 在所選取的兩個(gè)過(guò)水?dāng)嗝嫔希鲬?yīng)符合漸變流條件，但在所選取的兩個(gè)斷面之間，水流可以不是漸變流，如圖3所示，只要把過(guò)水?dāng)嗝孢x取在水管進(jìn)口以前符合漸變流條件的斷面1-1及進(jìn)口之后的斷面2-2,雖然在由水池進(jìn)入管道附近有急變流發(fā)生，對(duì)