第十章 有压管道中的非恒定流.doc

文档介绍：第25讲(2课时)
第十章有压管道中的非恒定流
水击:有压管中的流速因某种外界原因而发生急剧变化时,引起液体内部压强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。
水击是非恒定流,是有压流,是非均匀急变流。
★10-1 阀门突然关闭时有压管道中的水击
一、水击现象
简单管道长L,管道的B端(进口)与水库相连,管道末端A处有一调节流量的阀门。讨论中忽略水头损失及流速水头。水击原因:由于关闭阀门需要一定的时间,同时由于液体具有压缩性,管壁具有弹性。
(----增压逆波:当阀门A完全关闭时,管路中的流速从阀门开始往上游一个断面一个断面地逐步变为零,压强从阀门开始往上游一个断面一个断面地升高一定的数值。
(----降压顺波:B断面产生反射波,管路中的流速从上游往阀门一个断面一个断面地由零变为,压强从上游开始往阀门一个断面一个断面地恢复到原有压强。
(2----降压逆波:A断面由于负流速的存在,而阀门处流速应为零,管路中的流速从阀门开始往上游一个断面一个断面地由变为零,压强从阀门开始往上游一个断面一个断面地降低到一定数值。
(3----降压顺波:B断面产生反射波,管路中的流速从上游往阀门一个断面一个断面地由零变为,压强从上游开始往阀门一个断面一个断面地恢复到原有压强。
第一相:;第二相:。水击周期:
水击过程的运动特征
过程
时距
速度
流向
压强
波向
运动特征
液体
管壁
1
0~L/a
B~A
增压
A~B
减速增压
压缩
膨胀
2
L/a~2L/a
A~B
恢复
B~A
增速减压
恢复
恢复
3
2L/a~3L/a
A~B
减压
A~B
减速减压
膨胀
压缩
4
3L/a~4L/a
B~A
恢复
B~A
增速增压
恢复
恢复
A、B断面的压强随时间的变化图。管道中距阀门l处的断面的压强变化图。阀门处水击最严重。
二、水击压强的计算
由动量定理推求。
动量的增量:
两端压力差为:
冲量:, 由动量定理得(为水击波的传播速度):
以水柱高度表示:; 若完全关闭:
三、水击的传播速度
由质量守恒原理推求:取一长为的流段。
流入减流出的质量:
密度增大、