有压管中的非恒定流.ppt

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1、水力学第十章有压管中的非恒定流主讲：王林锁当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而变化时，这种流动称为非恒定流动。有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。水击（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定流现象。当有压管中的流速因某种外界原因而发生急剧变化时，将引起液体内部压强产生迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其它管路元件上好像锤击一样，故称为水击（或水锤）。这种压强的交替升降，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至爆裂。主要内容：阀门突然关闭时有压管道中的水

2、击阀门逐渐关闭时有压管道中的水击水击现象的物理过程水击压强的计算水击波的传播速度水击压强的计算直接水击与间接水击减小水击压强的措施阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程V0H0ABLaV=0V0H0ABLV0aV0V0H0ABLV0V0=0aV=0V0H0ABLV0V0=0V0aV0流速由V0→0，压强增加△p，管壁膨胀流速由0→-V0，压强减小，恢复原状，管壁恢复原状流速由-V0→0，压强降低△p，管壁收缩流速由0→V0，压强增加，恢复原状，管壁恢复原状各断面压强随时间变化图op0p0+△pp0-△pop0p0+△pp0-△p阀门断

3、面处管路进口断面处水击压强的计算依动量定理可推得：或当阀门突然完全关闭时，V=0，则有或例如某压力引水钢管内水击波传播的速度a=1000m/s，设流速由6m/s减少到零时，阀门突然关闭时的压强水头增量为水击波传播的速度根据质量守恒原理可推导出水击波的传播速度K、ρ——液体的体积模量、密度E、D、δ——管壁材料的弹性模量、管径、管壁厚度为减小水击压强增量，在管壁材料强度允许的条件下，应当选用直径较大，管壁较薄的水管。阀门逐渐关闭时有压管道中的水击V0H0L若关闭阀门所经历的总时间为Ts，则可将它分成n个时段△t1，△t2，……△tn，Ts

4、=∑△t1，△t1时段△t2时段若则阀门处若则阀门处若则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时那样高的水击压强直接水击间接水击直接水击——当时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响间接水击——当或时，阀门处的压强与阀门关闭时间的长短有关工程设计中减小水击压强的措施：在管壁材料强度允许的条件下，应当选用直径较大，管壁较薄的水管。合理选择参数，并尽可能延长阀门调节时间，以避免产生直接水击。