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水力学知识点总结讲解《水力学》学习指南央广播电视大学水利水电工程专业(专科)同学们,你们好!这学期我们学习的水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课程。
通过本课程的学习,要求大家掌握水流运动的基本概念、基本理论和分析方法,;能够分析水利工程一般的水流现象;学会常见的工程水力计算。
今天直播课堂的任务是给大家进行一个回顾性总结,使同学们在复习水力学时,了解重点和难点,同时全面系统的复习总结课程内容,达到考核要求。
第一章绪论(一)液体的主要物理性质1.惯性与重力特性:掌握水的密度ρ和容重γ;描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律: 下面我们介绍水力学的两个基本假设:水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算,我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。
(一)静水压强:主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念,以及静水压强的计算和不同表示方法。
(它是静水压强计算和测量的依据)p=p 0+γh 或其 : z —位置水头,p/γ—压强水头(z+p/γ)—测压管水头请注意,“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4.压强的三种表示方法:绝对压强p′,相对压强p , 真空度p v , ↑ 它们之间的关系为:p= p′-p a p v =│p│(当p <0时p v 存在)↑相对压强:p=γh,可以是正值,也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m 2下面我们讨论静水总压力的计算。
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点,受压面可以分为平面和曲面两类。
根据平面的形状:对规则的矩形平面可采用图解法,任意形状的平面都可以用解析法进行计算。
(一)静水总压力的计算1)平面壁静水总压力(1)图解法:大小:P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积方向:垂直并指向受压平面作用线:过压强分布图的形心,作用点位于对称轴上。
管道的水击分析与计算学生姓名：某某专业：过程装备与控制工程班级：过控0704指导教师：某某2010年10月10日目录摘要 (3)关键词 (3)Ⅰ水击的产生 (3)Ⅱ水击保护方法 (3)一.增强保护 (3)二.超前保护 (3)三.泄放保护 (3)Ⅲ管道的水击分析 (4)一.水击对输油管道造成的主要危害 (4)二.管道分析的目的 (4)三.管道分析所需要的基本数 (4)四.管道分析取得的成 (4)Ⅳ水击控制及保护设施 (5)一.泄压阀 (5)二.调节阀 (6)Ⅴ水击计算 (7)一.水击波的压力增加 (7)二.水击波的传输速度和水击压强 (7)Ⅵ防止水击的措施 (9)一.增加防止水击设备 (9)二.建立安全操作体系 (10)Ⅶ结语 (10)参考文献 (11)管道的水击分析与计算摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。
它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。
因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。
现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。
关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算Ⅰ水击的产生管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。
由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。
压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。
现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
管道的水击分析与计算学生姓名：某某专业：过程装备与控制工程班级：过控0704指导教师：某某2010年10月10日目录摘要 (3)关键词 (3)Ⅰ水击的产生 (3)Ⅱ水击保护方法 (3)一.增强保护 (3)二.超前保护 (3)三.泄放保护 (3)Ⅲ管道的水击分析 (4)一.水击对输油管道造成的主要危害 (4)二.管道分析的目的 (4)三.管道分析所需要的基本数 (4)四.管道分析取得的成 (4)Ⅳ水击控制及保护设施 (5)一.泄压阀 (5)二.调节阀 (6)Ⅴ水击计算 (7)一.水击波的压力增加 (7)二.水击波的传输速度和水击压强 (7)Ⅵ防止水击的措施 (9)一.增加防止水击设备 (9)二.建立安全操作体系 (10)Ⅶ结语 (10)参考文献 (11)管道的水击分析与计算摘要：输油管道的密闭流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线的某一点流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
该压力脉动从扰动点沿管道上下游传播，引起管道的瞬变流动进而引起的压力波动称为水击。
它引起管内压强上升，轻则噪音与振动，重则超过管内原有正常压强的几十倍甚至上百倍，以致超过了管壁材料的允许应力，造成管道和管件的变形甚至破裂。
因此，了解水击现象的发生、发展过程和计算，对削弱水击所产生的危害是十分必要的。
现代大型计算机的广泛应用，对输油管道的水击分析利用专门编制的程序进行，使得在防护方面取得了理想的经济和社会效益。
关键词：水击；水击防护；瞬变流动；防护系统；水击计算Ⅰ水击的产生管道中液体的运动状态突然改变的情况下发生（如阀门的突然关闭或突然开启，水泵的突然启动或停止，水轮机或液压油缸突然变化负载等）。
由于流速突然发生迅速变化，结果由于流体惯性，必然引起管内压强的剧烈波动，即压强的突然上升与突然下降，并在整个管长范围内传播。
压强突变使管壁产生振动，并伴有似锤之声，故将这种现象称为管内水击现象。
现代输油管道的密闭输油流程使管道全线成为一个水力系统，管道沿线某一点的流动参数变化会在管内产生瞬变压力脉动。
第四章 管内流动和管道水力计算 The Fluid in Pipe and The Hydraulic Calculation第一节 黏性流体总流的伯努利方程 The Bernoulli Equation of Total Real Fluid一、黏性流体总流的伯努利方程(The Bernoulli Equation of Total Real Fluid)在工程流体力学中，采用半理论推导，辅以实验实测的方法，对理想流体总流的伯努力方程进行休修正。
黏性流体总流的伯努力方程：=++gc gp z 221111αρw h gc gp z +++222222αρ式中21,c c ----有效截面的平均流速；21,αα----动能修正系数，它是有效截面上的实际比动能与平均流速比动能之比值。
层流时α=2，紊流时α=1.12-1.02之间，工程管道多为紊流流动，计算时常取α=1wh ----两有效截面之间的水力损失。
二、黏性总流伯努利方程的探讨(discuss of the Bernoulli equation) 1. 方程的物理意义测压水头线和实际总水头线都在沿程下降，这是因为水力损失在沿程积累。
理想总水头线和实际总水头线之间的高度差w h ，就是从管道进口到该截面处的水力损失值。
1) 实际总水头线与测压水头线之间的高度差，是该有效截面上的速度高程g c 2/221α。
2) 沿着管道流程，流动的流体总是受到摩擦力的阻滞，称之为沿程阻力；克服沿程阻力所消耗的能量称为沿程损失；单位质量流体的沿程损失称为沿程水力损失，以f h 表示。
其大小为)2/)(/(2g c d l h f λ=式中f h ---沿程水力损失，g p h f f ρ∆/=f p ∆----两有效截面之间的压强差l ----计算的管段长度d----管道内径c ----管道截面上流体的平均流速 λ ----沿程阻力系数沿程阻力损失是由于流体各流层之间及流体与固体壁面之间因流速不同，产生内摩擦力而造成的，其作用存在于整个流动过程中。
圆管流动水击压力波测量及水力计算
答案：
圆管流动水击压力波的测量和水力计算是研究水击现象的重要手段。
测量方法
为了探索水击现象的物理过程和机理，研究人员研制了自循环定常流动管路瞬态特性计算机控制试验装置，并利用该装置进行圆管流动水击压力波实验测量。
通过使用12只扩散硅压力传感器，测定圆管流动水击压力波的瞬态分布及最大、最小压力值，由试验数据拟合出水击波波形，揭示了水击压力波传播方式、特性及衰减规律。
水力计算方法
通过分析随机捕捉测量技术方法，理论上推断出测量数据达到可信精度。
在归纳分析试验数据基础上，得出最大压力随关阀时间的关系曲线，用数值分析方法拟合出水击最大压力水力计算修正方程式。
实际应用和影响
水击现象在管道设计、液压传动、水力机械和流体工程等领域具有重要影响。
掌握水击过程机理及预测方法，以及研究水击的防护方法及其设计，对于减少水击带来的危害具有重要意义。
雷诺数和阻力损失的计算公式
•雷诺数（Re）：Re = vd/r，其中v是流体速度，d是管线内径，r是运动黏度。
当Re小于2040时为层流，2040-2800为不稳定流，2800以上为紊流。
•阻力损失（h）：h = λlv^2/(2gd)，其中λ是摩阻系数，l是长度，v是流体速度，g是重力加速度，d是管线内径。
层流的摩阻系数λ = 64/Re；不稳定流的摩阻系数λ = 0.16Re^-13；紊流的摩阻系数λ = 0.3164Re^0.25。
管道流速V、压力P、流量Q1、在实际工业管道工程设计中，我们经常会根据客户所给的相关技术参数（如： 工作压力、用气量、用气设备参数等等）来设计符合实际生产要求的合理的工 程方案，从而在满足工程合理、安全的前提下最大限度的降低工程成本。
所以 在工程设计时如何确定管道内流速V、压力P、流量Q三者之间的关系变得尤为 重要，现简单从理论上介绍一下三者之间的关系： 例：不锈钢无缝管φ25.4x1.65 、工作介质N2、工作压力P=0.8MPa，工作温度 t=20℃ 求工况流量Q？ 解：取不锈钢管内某一截面为参考面，在1h内有： Q=VπR2 x 3600 式中， Q: 工况流量— m³ V： 介质流速— m/s R: 管道半径 — m所以 ,R = Q /(3600Vπ ) = 9.4 Q / V (mm) D = 18.8 Q / V (mm) ⎛ D ⎞ Q =V⎜ ⎟2(m3) 18.8 ⎠ ⎝管道流速V、压力P、流量Q在实际工程中管道内流速V受很多因素影响（使用压力、管道通径、 使用流量等等），所以合理的流速应根据经济权衡决定，一般液体 流速为0.5~3m/s，气体流速为10~30m/s，需根据具体情况并通过经 济核算来确定适宜流速，使操作费用与设备费用之和为最低! 现在0.8Mpa情况下取流速V=10m/s , 则 Q=10x(22.1/18.8)2=13.8m3 (在工况下每小时流量) 工况流量与标况流量的换算： 在实际生产中气体的使用压力往往不尽相同，所以一般把工况 流量换算成标准状况下的流量，以方便计量使用。
气体在实际使用 过程中受各种因素影响，其相关参数往往在不断变化，所以在工程 实际计算中往往把气体认为理想气体，从而大概计算出其实际流量。
理想气体状态方程： PV=nRT管道流速V、压力P、流量Q式中， P—气体绝对压力 KPa V—气体体积 m3 n—气体的物质的量 kmol R—气体摩尔常数 8.314kj/(kmol .K) T—气体的热力学温度 K t —工作温度 ℃ 所以在工况和标况下有： P0V0=nRT 0（标况） P1V1=nRT 1（工况） 联合两式得：V0=(P1/P0)x(T 0/T 1) = V1(P1/P0)x【273/（273+t)】 注：式中P1绝对压力，P0为标准大气压力 所以例题中换算成标况流量为Q0=（0.9/0.1)x(273/293)Q1 =115.7Nm3管道压力与厚度的简单计算1、例：计算不锈钢无缝管φ25.4x1.65 最高工作压力？ 解：由于介质在管道内流动，管道承受内压作用，故可以将管道 厚度、压力的计算近似认为承受内压圆筒的计算，所以由内 压圆筒计算公式 ：PcDi δ= 2σφ − Pc mm δ = 1.65mm 式中，δ — 计算厚度 Pc — 计算压力 MPa Di — 圆筒内径 mm Di = 22.1mm MPa σ — 材料许用应力 ，查资料得 = 137MPa σ φ — 焊接接头系数取0.85 ,管道压力与厚度的简单计算代入数据得 Pc=16.2MPa 注： 式中的计算压力包括设计压力和液柱静压力，当液柱静压力 少于5%设计压力时，可忽略不计； 厚度为管子实际厚度（除去钢材负偏差，有腐蚀的应考虑腐 蚀裕量）； 该公式只适用于单层薄壁圆筒（ /D≦0.1）的计算.Best wishes for you !。
圆管水力半径计算公式管道中流体运动是衡量管道动力学特性的核心问题，其中水力半径也是一种重要的参数。
由于圆管一般被称为流量均匀的缺陷管，它的水力半径可用来判断水力管的特性。
定义水力半径的席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式是我们分析圆管水力半径的基础公式，该公式用以计算圆管的水力半径，以及水的实际运动状态。
席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式是：流体的水力半径由D（圆管管径）和r（流速）两个变量确定，称为流体力学右边面积，即R = D^2/4r其中，D是圆管管径，r是流速（单位：m / s）。
值得注意的是，圆管水力半径受圆管管径和流速的影响。
此外，若给定的流速越大，则水力半径值不断减小；若给定的管径越大，则水力半径值得增加。
席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式用于估算一条圆管的水力半径，也称为空气力学半径，它可用于测量例如水到水、气到气之间的空气流动。
在船舶、汽车和空气动力学行业，它用于估算气体穿梭圆管时的动能。
它也可以用来表示液体流动时的空气动力学比，从而帮助我们设计发动机或风扇等部件。
因此，理解席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式对圆管的水力半径的计算是很重要的。
圆管的水力半径可以用来计算多种流体性能，这些性能有空气阻力、流体的内阻力、比功率、碰撞损失、流速变化等。
使用席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式可以准确地估算这些流体性能。
例如，对空气阻力，可以通过公式中的圆管管径和流速来确定；对比功率，可以将公式中的流速用于计算；对碰撞损失，也可以使用公式中的数值来确定空气流动和圆管内部的电动性。
另外，圆管水力半径的计算也可以用来估算流量阻力、高度，以及管道中流体的流动能力。
这些都是非常重要的流体动力学性能，可以更好地充分利用流体资源，提高管道设计的效率。
总之，运用席德·格拉西斯(Siedes Grasis)公式计算圆管水力半径，可以更好地控制管道运行的状态，并针对其中的设计进行调整。
第22卷第5期2007年10月实验力学JO U RN A L OF EX PERIM EN T A L M ECH A N ICSV o l.22No.5Oct.2007文章编号:1001-4888(2007)05-0527-07圆管流动水击压力波测量及水力计算*沙毅,王春林,刘涛,邵霞,闻建龙(江苏大学能源与动力工程学院,镇江212013)摘要:为探索水击现象的物理过程和机理,研制了自循环定常流动管路瞬态特性计算机控制试验装置,并利用该装置进行圆管流动水击压力波实验测量。
用12只扩散硅压力传感器测定圆管流动水击压力波瞬态分布及最大、最小压力值,由试验数据拟合出水击波波形,揭示了水击压力波传播方式、特性及衰减规律。
通过分析随机捕捉测量技术方法,理论上推断出测量数据达到可信精度。
在归纳分析试验数据基础上,得出最大压力随关阀时间的关系曲线,对圆管流动直接水击等概念进行了探讨,用数值分析方法拟合出水击最大压力水力计算修正方程式。
关键词:水击;水击波;特征分析;数值计算中图分类号:TB126;T V136文献标识码:A水击是管道设计、液压传动、水力机械和流体工程等不可忽视的重要问题之一,其危害性较大。
对水击的研究主要有两个方向,一是研究水击过程机理及预测方法[1~5],二是研究水击的防护方法及其设计[6,7]。
对水击过程及机理的掌握又是其他研究工作的基础,首先需要对水击压力波传播方式及过程和压力参数进行测定。
目前水击研究的论文不少[1~7],但水击压力波实测方面的报道尚无见到。
水击现象的发生基本上是由于液流流速短时间发生变化造成的,如水轮机、液压油缸突然改变负荷,流速急剧变化引发水击。
而圆管流动闸阀快速关闭造成流速突变为零是典型的水击基本形式。
目前教科书对水击物理过程的描述基本上还沿袭在圆管流动四个过程的运动特征上[8,9]。
假定L 长管道与大容器相连,管端装有阀门。
理想情况下,t=0瞬时阀门突然全部关闭,最前面的液体突然撞击在阀门上,速度由v0降到零,压强由p骤升至p+v p,形成一个压缩波,以传播速度c在0<t<L/c 时程内向容器传播;当t=L/c瞬时波至管口形成一个膨胀波,在L/c<t<2L/c时程内向阀门传播,在压差v p作用下液体以速度v0向容器流动;当t=2L/c瞬时波至阀门,压强降至p-v p,产生新的膨胀波,在2L/c<t<3L/c时程内向大容器传播;当t=3L/c瞬时新波至管口,产生新的压缩波,在3L/c< t<4L/c时程内向阀门传播,波面到达之处液体以速度v0向阀门流动,压强又恢复为p;在t=4L/c瞬时,新的压缩波到达阀门处,又重复上述四个过程,如此周而复始循环下去。
可实际情况液体是可压缩的,管道也能变形,波动必然消耗能量,究竟真实的水击波是什么样的波形和衰减振荡形式,正是本文探测的主要方向之一。
压力传感器及计算机技术的发展,使圆管流动水击压力的瞬态测量成为现实。
虽然传感器测速与波速相差数倍,但开发了计算机水击测压专用软件,采用随机同步捕捉测量方法,可保证测压指令同一瞬时到达12只传感器,巧遇水击波产生的瞬间。
从近百次测量试验数据中剔除超前或滞后的数据,筛选出同步性高且重复性偏差小的数据,以进行分析研究。
本文针对水击压力波的传动和水力过渡进行*收稿日期:2006-11-12;修改日期:2007-04-25基金项目:国家自然科学基金项目(项目编号:50476068)通讯作者:沙毅(1961-),副研究员。
主要研究领域:泵与风机理论及测试技术、流体力学测试技术、喷微灌理论及应用。
E-mail:shayi01@528实验力学(2007年)第22卷试验研究,在归纳分析试验数据的基础上,用数值分析拟合出水击最大压力水力计算修正方程式,并揭示了水击产生负压的特征。
1试验装置试验装置如图1,关闭水阀前主管内为圆管恒压定常流动。
采用12个M PM4730型扩散硅智能压力传感变送器(陕西宝鸡麦克公司产品)均匀分布在主管道上。
传感器精度:0.25%;量程:-5m~15m;供水箱恒压H=460mm,主管直径d=20mm,壁厚D=2.5mm。
采用PVC管,弹性模量E=3@109Pa。
采用快速关闭主管道出水阀产生水击,用计时表测量关阀时间及计算机测定管道内压力瞬态分布值。
图1管道瞬态特性测试装置Fig.1T he measur ing apparatus of instant aneous cha racteristic in pipe-flow2水击压力波动测量2.1圆管流动沿程损失系数测量表1(a)为管内恒压定常流动沿程压力分布传感器测量数据,图2(a)为拟合曲线,横坐标为传感器位置尺寸,坐标原点定在1号传感器上,纵坐标为传感器测定压力水头值。
测定管内流速v0= 1.010m/s,阀门至水箱距离L=2.34m。
由达西公式反算出沿程损失系数K=0.038。
表1传感器压力测量数据表T ab.1T he data set of pressur e measurement529第5期沙毅等:圆管流动水击压力波测量及水力计算2.2 水击压力波测量本文进行了近百次的水击压力波测量试验,重复性试验数据偏差较小,基本规律不变。
经归纳分析,从中选出13组有代表性的试验数据如表2。
以传感器位置为横坐标,压力水头为纵坐标,拟合成曲线。
从中又选出6幅图,如图2(b)至图2(g),表1(b)至表1(g)为对应的传感器压力测量数据,水击压力波经过衰减转变为定常静压状态。
表1(h)、图2(h)为调压井开启管道内水击压力测定分布情况,关阀后井内水头上下跳动要延续10~15s,最后也转变成静压。
需要说明的是,本文选用的扩散硅压阻式传感器响应频率为200H z(响应周期5ms),理论上数据通讯传输及计算机数据处理均需要时间,传感器商提供每个传感器功时约10ms,12只传感器每一轮测量时间间隔理论上约为120m s 。
压力波在本装置PVC 管的传播速度c =558.801m/s(儒科夫斯基公式计算),这样造成测速与波速不同步。
为测定水击发生瞬态压力精确值,力求减小误差,本文采用随机同步测量方法,捕捉水击波产生的瞬间,提供的水击最大压头值从大量的数据中筛选出来,基本上是1号或2号传感器所测数据,故本文提供的水击压头最大值和最小值应当比较精确。
由于技术上采用测压指令同一瞬时到达12只传感器措施,管道上压力分布只出现一个最大值,而没有两个或更多等量的极大值,这符合水击压力波传播规律。
图3为关阀时间t s 与压头最大增幅和最小压头关系曲线。
表2 试验数据表T ab.2 Ex per imental data项 目项 次12345678910111213关闭时间t s /s 0.160.170.180.190.210.240.270.290.320.340.410.550.60最大压头H m ax /m 13.2511.9811.089.908.93 6.92 5.49 4.86 3.72 3.07 1.39 1.29 1.29压头最大增幅$H ma x /m 13.0111.7410.819.688.66 6.68 5.28 4.583.482.83 1.15 1.05 1.05压力最大增值$p /kPa 127.63115.17105.1794.9684.9665.5351.5044.9334.1427.7611.2810.2910.29压力增大倍数55.2149.9241.0438.0833.0728.8322.8817.3615.5012.795.795.385.38最小压头H m in /m -1.34-1.34-1.19-1.20-1.17-1.34-1.33-1.34-1.34-0.99-0.68修正系数K4.3204.1424.0353.8173.7753.3272.9422.757 2.3111.9970.979图3 关阀时间与压头最大增幅和最小压头关系曲线F ig.3 T he maximal pressur e increment and minimal pr essure v s.the time of v alve shutdo wn2.3 测量数据分析综合分析表1、表2、图2和图3试验数据及曲线,可以得出水击压力波传播的几点特征和性质:(1)水击压力波沿轴向传播,径向波动,即径向膨胀又收缩,波峰为最大压头H max ,本文中最大增幅为55.21倍,最小增幅为5.38倍,波谷为最小压头H min ,会出现负压压头。
水击压力波径向振动与轴向传播相垂直,故为横波。
(2)关阀时间t s 越小,最大压头H max 越大,按抛物线规律递增。
本文试验t s min =0.16s 。
当t s \0.41s 时,H max 基本不变。
530 实 验 力 学 (2007年)第22卷(3)水击压力波的衰减极快。
在本文试验中测取了5组试验数据,但从第4轮开始就没有变化了,趋向静压状态,故表1、图2中省略了第4、第5组数据和曲线;理论上按每个传感器功时10ms 计算,从水击发生到衰减成圆管静压状态只需0.36s 。
(4)管道上安装调压井之类的安全装置,是减弱水击压力的有效方法。
表1、图2中的(d)和(h)均为t s =0.27s,可管道内的压力分布却大相径庭,最大压头相差4.87m 。
水击压力呈衰减态势,初始压力最大。
而启用调压井初始压力小于缓冲压力,再缓变成圆管静压状态。
(5)水击压力波最小压头呈负压(真空度),如表2,图3。
压头H min 几乎不随关闭时间t s 的改变而变化,基本上呈恒定值。
由此说明负压是由于管路的弹性膨胀和收缩引起的,只与管材的弹性模量E 和管壁厚度D 有关。
水击造成管道内最小压力呈负值,是破坏管路的因素之一。
水泵突然停机,水轮机负载突变等引起的水击可能产生局部呈负压,而发生瞬态空化空蚀,这在水力机械的设计和安全运行中都值得重视。
3 水击概念的探讨3.1 圆管流动管长L 定义圆管流动引发水击的主要因素有两个:一是管道要有足够长;二是流速或流向突然发生变化。
目前国内教材[8,9]分析水击现象的物理过程均采用类似本文试验装置,引出阀门至水箱长度为L ;以t r =2L /c 定义为水击波的相,两相为一周期。
我们认为,没有确切定义管长L 的前提下,t r 的定义也是不确切的。
在本文试验装置中t r =0.0084s 。
若管长L =1000m ,则t r =3.5791s 。
故我们将管长L 定义为在一定的管径下,能发生水击的最短管长。
3.2 直接水击与间接水击水击分为直接水击和间接水击,两类水击最大压力计算公式不同[8,9]。
