流动阻力和水头损失

2.5—2.0
高级住宅和别墅
每人每日
300---400
2.3—1.8
设计秒流量计算
1、住宅、集体宿舍、旅馆、医院、幼儿园、办公楼、学校等建筑物的生活给水管道设计秒流量的计算公式。
=0.2a +k
式中： ----计算管段的给水设计秒流量，L/S
---计算管段的卫生器具给水当量总数
a\k根据建筑物用途而定的系数，
表2-8住宅生活用水量及小时变化系数
住宅类别和卫生有大器具设置标准
单位
生活用水量定额（最高日）/L
小时变化系数
有大便器，洗涤盆，无沐浴设备
每人每日
85--180
3.0---2.5
有大便器，洗涤盆和沐浴设备
每人每日
130--220
2.8---2.3
有大便器，洗涤盆\沐浴设备和热水供应
每人每日
170--300
沿程阻力和沿程水头损失
流体在流动时，流体的黏滞力及流体与管壁的摩擦力统称为沿程摩擦阻力。流体流动时，刻服沿程阻力而造成的水头损失称为沿程水头损失。
用符号hy=入
Hy-----沿程水头损失m
ﾵ-----沿程阻力系数
L----管段长度
D-----管段直径
。。。
二、局部阻力和局部水头损失
当流体经过三通、大小头、弯头、阀门等配件或配件时，由于这些局部障碍的影响使流体流动状况发生急剧变化，流体质点互相碰撞，产生漩涡，而产生另一种阻力。
Hj=§ §:局部阻力系数
用水定额
；建筑物的生活日用水量是随季节而每日变化的，即使一年中用水最高的那一天也是不均匀的。因此根据统计资料，我国规范提供了安按人按日的最高日用水定额，并提供了小时变化系数，按以上定额就可以计算出最高日最大时的用水量。但是，建筑物内的用水量是随时变化的，要计算管道的管径与水压，就要建立设计秒流量计算中心式，而室内用水量是通过各用水设备的配水龙头出水的，因此测定各种用水设备的额定流量对建立设计秒流量计算公式是尤其重要的。

dx）
FH
(
pyy

pyy y
dy）
+（
yz

yz y
dy）
+（
yx

yx y
dy）
DH
(
pzz

pzz z
dz）
+（
zx

zx z
dz）
+（ zy

zy z
dz）
第四章 流动阻力和水头损失
– 导出关系：
由牛顿第二定律 F ma ，可得（以x方向为例）：
p1 p2

流速v 与沿程水头损失hf一一对应。 沿程水头损失 hf 可通过两截面上的测 压管水头差得出。
p1 /γ
1v l
p2 /γ
2
d
• 实验目的：通过控制出流阀门，改变管道内的流速，从而改变流动流
态。通过实验，寻求流速与沿程水头损失的对应关系：hf v ，并
讨论不同流态与沿程水头损失之间的关系。
不变形
px≠ py≠ pz ≠ pn
τ≠0 法向力6个 切向力12个
变形
第四章 流动阻力和水头损失
二、以应力形式表示的实际流体运动微分方程
• 应用微元分析法进行公式的推导： – 取微元体：取空间六面体对研究对 象，边长dx、dy、dz – 受力分析： • 质量力——X、Y、Z • 表面力——法向应力（6个） ——切向应力（12个）
注：应力符号中，第一脚标表示作用面法线方向；第二脚标表示应力方向。
第四章 流动阻力和水头损失
面
法向应力
切向应力
AE
+Pxx
xy
xz
AC

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Re
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5、动能修正系数及动量修正系数

u3dA
A
3A

r0 0
4J8(Jr02r02r32)r0322rdr8
12 4
6、动量修正系数
2、断面最大速度(管轴上) umax
umax

J 4
r02
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3、平均流速
Q r020r0u 2 r0 2rdr8 J r023J 2d2
4、沿程损失及沿程阻力系数
hf Jl3d22l dl 2g2
沿程损失与局部损失的特征，当量粗糙度、当量直径 的概念，紊流沿程阻力系数的计算
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第一节
水头损失的概念及分类 Tianjin Institute of Urban Construction
一、水流阻力与水头损失
1. 水头损失产生的原因：
du dy
1）液体具有粘滞性；（内因）
2）由于固体边界的影响，液流内部质点间产生相对运动。
（外因）
y
切
应
力
流速分布
分
布τ
u
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液体经过时的局部损失包括五段：
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进口、突然放大、突然缩小、弯管和闸门。
进口 突然放大 突然缩小
弯管
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p1p2z1z2hf

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加强设备维护：定期对管道和设备进行清洗和维护，保 持其良好的运行状态，以减少流动阻力和水头损失。
流动阻力和水头损失的 应用领域
水利工程领域的应用
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水力发电：流动阻力和水头损失是水力发电的重要因素，通过优化水力发电站的设计和运行，可以降低流动 阻力和水头损失，提高发电效率。
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动阻力
水头损失的测量方法
压差计法：通过测量管道进出口压差来计算水头损失 流速仪法：通过测量管道内流速来计算水头损失 能量方程法：通过建立能量方程来计算水头损失 示踪剂法：通过在水中加入示踪剂来测量水头损失
流动阻力和水头损失的联合测量方法
测量原理：基于伯努利方程和流动阻力公式 测量步骤：准备测量仪器、进行测量、记录数据 测量仪器：压力计、流量计、温度计等 注意事项：确保测量仪器的准确性和可靠性，选择合适的测量位置
灌溉工程：在灌溉工程中，流动阻力和水头损失会影响灌溉水的流量和灌溉效率。通过改进灌溉系统设计和 运行方式，可以降低流动阻力和水头损失，提高灌溉效率。
添加 标题
水利枢纽工程：水利枢纽工程是调节水资源的重要设施，流动阻力和水头损失会影响水利枢纽工程的调节效 果。通过优化水利枢纽工程的设计和运行，可以降低流动阻力和水头损失，提高调节效果。
减小水头损失的措施
减小流速：降 低水流速度可 以减小水头损
失
改变流道：通 过改变水流通 道的形状和尺 寸，可以减小
水头损失
增加阻力：通 过增加水流阻 力，可以减小
水头损失
采用新型材料： 采用新型材料 可以减小水流 阻力，从而减
小水头损失
流动阻力和水头损失的联合减小措施
添加标题
优化管道设计：选择适当的管径和长度，减少弯曲和急 转弯，以降低流动阻力和水头损失。