均勻流沿程水頭損失與水流阻力關(guān)系

1、5 5 液流形態(tài)與水頭損失液流形態(tài)與水頭損失5.2 5.2 均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系 5.2.1 5.2.1 均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律 5.2.2 5.2.2 水頭損失的計算公式水頭損失的計算公式 5.2 5.2 均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系 5.2.1 5.2.1 均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律 5.2.2 5.2.2 水頭損失和均勻流切應(yīng)力關(guān)系水頭損失和均勻流切應(yīng)力關(guān)系 在管流和明渠流動中，取一段總流進(jìn)行分析在管流和明渠流動中，取一段總流進(jìn)行分析lz1P1P2z2v1v2h

2、fp1/p2/112200Gv222gv122gv1v2作用在流段上的力？作用在流段上的力？ lz1P1P2z2v1v2hfp1/p2/112200Gv222gv122gv1v21122Hydrodynamic force: and Pp APp A lz1P1P2z2v1v2hfp1/p2/112200Gv222gv122gv1v2Gravity force: GAl lz1P1P2z2v1v2hfp1/p2/112200Gv222gv122gv1v20Friction force: Tl lz1P1P2z2v1v2hf112200Gv222gv122gv1v211220Hydrodynam

3、ic force : and Gravity force: Friction force: Pp APp AGAlTl p2 p1v21212水面測壓管水頭線水面測壓管水頭線v11v122g2v222gz1z2hf總水頭線總水頭線P2P10Gl p1 p211220Hydrodynamic force : and Gravity force: Friction force: Pp APp AGAlTl lz1P1P2z2v1v2hf112200Gv222gv122gv1v2121212sin2211120012122200111222120()sin0 ()0()()22zzvvlvvffQv

4、vApApGllppzzAlAlAllpvpvzzhggARhJRJl 考慮流動方向的動量方程考慮流動方向的動量方程x p2 p1lz1P1P2z2v1v2hf112200Gv222gv122gv1v2121212sin2211120012122200111222120()sin0 ()0()()22zzvvlvvffQvvApApGllppzzAlAlAllpvpvzzhggARhJRJl x p2 p1lz1P1P2z2v1v2hf112200Gv222gv122gv1v21201212220111222120()0()()22vvARfflppzzAlAlAlpvpvzzhggAhRRJ

5、l x p2 p1考慮沿流動方向的動量方程，則考慮沿流動方向的動量方程，則 RJlhRhRlAlpzpzlzzlGApApff ：000221121021)()(sin0sin 式中，式中，J 為總流的水力坡度為總流的水力坡度 P11122u1u2P2 液流各層之間存在內(nèi)摩擦力，液流各層之間存在內(nèi)摩擦力，在均勻流中（管流）半徑為在均勻流中（管流）半徑為r 處，任處，任取一流束，按照同樣的方法可得：取一流束，按照同樣的方法可得： JR式中，式中，0為半徑為半徑r 處液流切應(yīng)力；處液流切應(yīng)力； R為為r 處水力半徑處水力半徑A dA Rr 1-1 剖面圖剖面圖r0 RRRJlhRJRf00 對于圓

6、管對于圓管 000rrRR y0yu(y)A dA Rr 1-1 剖面圖剖面圖r0 220rRrR對于明渠對于明渠 01hy)( yy0u(y)hbyhRy對于明渠對于明渠 01hy)( yy0u(y)hbyhRyhRy 因此，切應(yīng)力分布和水頭損失有關(guān)，欲求水頭損失，因此，切應(yīng)力分布和水頭損失有關(guān)，欲求水頭損失，必須先知道邊壁切應(yīng)力，問題關(guān)鍵歸結(jié)到液流阻力問題。必須先知道邊壁切應(yīng)力，問題關(guān)鍵歸結(jié)到液流阻力問題。 RJlhf 05.2 5.2 均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系 5.2.1 5.2.1 均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律 RJlhRf 05.2 5.2 均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)系 5.2.1 5.2.1 均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律均勻流切應(yīng)力的變化規(guī)律 5.2.2 5.2.2 沿程水頭損失的計算公式沿程水頭損失的計算公式 對于圓管，則對于圓管，則 gvdlhf22 達(dá)西公式達(dá)西公式gvRlhf242 對于非圓管，則對于非圓管，則 沿程水頭損失系數(shù)沿程水頭損失系數(shù) 欲計算沿程水頭損失，必須知道欲計算沿程水頭損失，必須知道變化規(guī)變化規(guī)律，而沿程水頭損失變化規(guī)律與液流型態(tài)密切律，而沿程水頭損失變化規(guī)律與液流型態(tài)密切相關(guān)。相關(guān)。5.2 5.2 均勻流沿程水頭損失與水流阻力的關(guān)