均匀流沿程水头损失与水流阻力关系

5液流形态与水头损失5.1水头损失及其分类5.2均匀流沿程水头损失与水流阻力关系5.3流动的两种形态与雷诺实验5.4层流运动5.5紊流运动5.6紊流的沿程水头损失5.7局部水头损失5.2均匀流沿程水头损失与水流阻力的关系5.2.1均匀流切应力的变化规律5.2.2水头损失的计算公式5.2均匀流沿程水头损失与水流阻力的关系5.2.1均匀流切应力的变化规律5.2.2水头损失和均匀流切应力关系在管流和明渠流动中，取一段总流进行分析lz1P1P2z2v1v2hfp1/γp2/γα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v2作用在流段上的力？lz1P1P2z2v1v2hfp1/γp2/γα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v21122Hydrodynamicforce:andPpAPpAlz1P1P2z2v1v2hfp1/γp2/γα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v2Gravityforce:GAllz1P1P2z2v1v2hfp1/γp2/γα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v20Frictionforce:Tllz1P1P2z2v1v2hfα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v211220Hydrodynamicforce:andGravityforce:Frictionforce:PpAPpAGAlTlp2γp1γv21212水面＝测压管水头线v1α1v122gα2v222gz1z2hf总水头线P2P1τ0Glαp1γp2γ11220Hydrodynamicforce:andGravityforce:Frictionforce:PpAPpAGAlTllz1P1P2z2v1v2hfα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v2121212sin2211120012122200111222120()sin0()0()()22zzvvlvvffQvvApApGllppzzγAlγγAlAγllpvpvzzhγgγgAγRγhτγJγRJl＝考虑流动方向的动量方程xp2γp1γlz1P1P2z2v1v2hfα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v2121212sin2211120012122200111222120()sin0()0()()22zzvvlvvffQvvApApGllppzzγAlγγAlAγllpvpvzzhγgγgAγRγhτγJγRJl＝xp2γp1γlz1P1P2z2v1v2hfα1122τ0τ0Gv222gv122gαv1v21201212220111222120()0()()22vvARfflppzzγAlγγAlAγlpvpvzzhγgγgAγhτγRγRJl＝xp2γp1γ考虑沿流动方向的动量方程，则γRJlhγRτhRγlAγlγpzγpzlzzlGApApff＝：000221121021)()(sin0sin式中，J为总流的水力坡度P11122u1u2P2τ液流各层之间存在内摩擦力，在均匀流中（管流）半径为r处，任取一流束，按照同样的方法可得：JγRτ'＝式中，τ0为半径r处液流切应力；R’为r处水力半径τAdAR‘r1-1剖面图r0RRττRJγlhγRτJRγτf''00＝＝＝对于圆管000τrrτR'Rτyτ0yu(y)AdAR‘r1-1剖面图r0220r'RrR＝＝对于明渠01τhy)(yyτ0u(y)hb→∞yhR＝y对于明渠01τhy)(yyτ0u(y)hb→∞yhRyhR＝－＝'y因此，切应力分布和水头损失有关，欲求水头损失，必须先知道边壁切应力，问题关键归结到液流阻力问题。γRJlhγτf＝05.2均匀流沿程水头损失与水流阻力的关系5.2.1均匀流切应力的变化规律RJγlhγRτf0＝5.2均匀流沿程水头损失与水流阻力的关系5.2.1均匀流切应力的变化规律5.2.2沿程水头损失的计算公式对于圆管，则gvdlhf22达西公式gvRlhf242对于非圆管，则λ—沿程水头损失系数欲计算沿程水头损失，必须知道λ变化规律，而沿程水头损失变化规律与液流型态密切相关。5.2均匀流沿程水头损失与水流阻力的关系5.2.1均匀流切应力的变化规律γRJlhγRτf＝0gvRlhf2425.2.2水头损失和均匀流切应力关系