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水力学公式.doc

水力学公式

请你离开我的世界_
2017-10-16 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《水力学公式doc》,可适用于高等教育领域

水力学公式短管:既考虑局部损失又考虑沿程损失可分为自由出流和淹没出流水泵吸水管、虹吸管、铁路涵管、建筑给水管等。长管:仅考虑沿程损失不计流速水头和局部损失流:若在容器壁上开孔水经孔口流出的水力现象。仅考虑局部损失自由出流定义:水经孔口流入空气中薄壁小孔口在Re很大时局部阻力系数ζ=淹没出流:孔口流出的水流不是进入空气而是流入下游水体中致使孔口淹没在下游水面vvvvc之下。当AcA时ζse=HHcgggse在相同水头H的作用下同样断面面积的管嘴的过流能力是孔口的倍nng对管嘴的长度也有一定限制。长度过短流束收缩后来不及扩大到整个出口断面收缩断面的真空不能形成管嘴仍不能发挥作用长度过长沿程水头损失不容忽略管嘴出流变为pvm短管流动。g圆柱形外管嘴正常工作条件作用水头:Hm管嘴长度:l=(~)l=~d短管的水力计算流量系数:自由自由出流出口中心以上的水头w淹没出流:上下游水位差自由出流c淹没出流c管道轴线的一部分高出无压的上游供水水面这样的管道称为虹吸管lvHhζdg长管的水力计算:因为长管可以忽略不计则wf长管的全部作用水头都消耗于沿程水头损失总水头线H是连续下降的直线并与测压管水头线重合。Hhh、简单管道的比阻计算方法比阻a取决于λ、dHhfalQSQ串联管道:若节点处q=q=…=则Q=Q=Q=…=Q若有流量分出Qi=qiQinnn总水头损失等于各管段水头损失的总和。HhfiailiQinniii或HQalQSSQiii串ii串联管道的总水头线是一条折线这是因为各管段的水力坡度不等之故。并联管道能提高输送流体的可靠性。SQiiQqAQQQQQQqBQhfhfhfhfAB水击在有压管路中流动的液体由于外界因素(诸如阀门突然关闭、水泵突然停车等)使其流速发生突然变化(即动量发生变化)从而引起压强突然变化(升压和降压交替进行)引起管道水流速度突然变化的因素是发生水击的外加条件水流本身具有惯性和压缩性则是发生水击的内在原因。直接水击间接水击防止水击危害的措施()限制管中流速()延长阀门关闭时间()缩短管道长度、采用弹性模量较小材质的管道)在管道上设置安全阀、水击消除阀、空气室、调压塔等装置。拉格朗日法以液体质点为研究对象欧拉法以流动空间流场作为对象迹线由拉格朗日法引出迹线就是液体质点在某一时段的运动轨迹。流线由欧拉法引出流线是某一瞬时在流场中绘出的曲线流线表明了某瞬时流场中各点的流速方向。)恒定流时流线的形状和位置不随时间面改变恒定流时pg流线与迹线重合。流线一般不相交也不能是折线而光滑的曲线或直线。流线的形状与固体边界的形状有关。流线簇的疏密反映了速度的大小(流线密集的地方流速大稀疏的地方流速小)。dldxdydz流线的方程uuxuyuz欧拉法以流场为研究对象拉格朗日方法以流体质点为研究对象在工程中欧拉法是可行的。流线是表示某一瞬时流体各点流动趋势的曲线曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向实际液体恒定总流的能量方程z位能位置水头up压能压强水头测压管高度(相对压强)zgg头(相对压强)pu机械能总水头(H)zgg恒定总流的动量方程常采用pp适用条件:流动为恒定流流体为连续、不可压缩的所选的两个过流断面必须为均匀流或渐变流断面明渠流动的特点、具有自由液面p=无压流(满管流则是有压流)。、湿周是过水断面固体壁面与液体接触部分的周长,不等于过水断面的周长。、重力是流动的动力重力流(管流则是压力流)、渠道的坡度影响水流的流速、水深。坡度增大则流速水深。、明渠局部边界突然变化时影响范围大。(有压管流影响范围小)QvAvAQ()FFpA,FpA正坡:i平坡:i=逆坡:i明渠均匀流的特征)断面平均流速V和水深h沿程不变。)总水头线、测压管水i头线(水面坡度线)和渠底线互相平行、形成条件)底坡和壁面粗糙沿程不变的长而直的棱柱形渠道)渠道必须为顺坡(i))渠道中没有建筑物的局部干扰)明渠中的水流必须是恒定的沿程无水流的汇入、汇出即流量不变。iJ、基本量b底宽h水深m边坡系数m=cotαB水面宽B=bmhA过流断面面积A=(bmh)hχ湿周R水力半径明渠均匀流水力计算的基本公式连续性方程:当inA给定时水力半径R最大即湿周最小的断面能通过最大的流量。inA给定时湿周最小的断面是圆形断面即圆管为水力最优断面。水力最优梯形断面的宽深比为水力最优梯形断面的水力半径为hRh水力最优矩形断面的宽深比为(m=)h长度量纲L质量量纲M时间量纲T为基本量纲雷诺准则考虑原型与模型之间黏滞力与惯性力的关系弗汝德准则考虑原型与模型之间重力与惯性力的关系欧拉准则考虑原型与模型之间压力与惯性力的关系沿程水头损失lvhfdg

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