實(shí)際流體恒定總流的能量方程式

1、實(shí)際流體恒定總流的能量方程式由于實(shí)際流體存在粘滯性，在流淌過程中，要消耗一部分能量用于克服摩擦力而作功，流體的機(jī)械能要沿程損失而削減，對機(jī)械能來說即存在著能量損失。因此對實(shí)際流體而言，總是令單位重量流體從斷面1-1流至斷面2-2所損失的能量為則能量方程應(yīng)寫為上式共包含了4個(gè)物理量，其中z代表總流斷面上單位重量流體所具有的平均位能，一般又稱為位置水頭；代表斷面上單位重量流體所具有的平均壓能，它反映了斷面上各點(diǎn)平均動水壓強(qiáng)所對應(yīng)的壓強(qiáng)高度；（）稱為測壓管水頭；代表斷面上單位重量流體所具有的平均動能，一般稱為流速水頭。為單位重量流體從一個(gè)斷面流至另一個(gè)斷面克服水流阻力作功所損失的平均能量，一般稱為水

2、頭損失。習(xí)慣上把單位重要流體所具有的總機(jī)械能（即位能、壓能、動能的總和）稱為總水頭，并以H表示，即在總流中任意選取兩個(gè)斷面，該兩斷面上流體所具有的總水頭若為和，依據(jù)能量方程式：對于抱負(fù)流體，由于沒有水頭損失，則，即在不計(jì)能量損失狀況下，總流中任何斷面上的總水頭損失保持不變。 為了形象的反映總流中各種能量的變化規(guī)律，可以把能量方程用圖形描繪出來。由于單位重量流體所具有的各種機(jī)械能都具有長度的量綱，于是可用水頭為縱坐標(biāo)，按肯定的比例尺沿流程把斷面的，及分別繪于圖上（如圖1）. 值在斷面上各點(diǎn)是變化的，一般選取斷面形心點(diǎn)的z值來標(biāo)繪，相應(yīng)的亦選用形心點(diǎn)動水壓強(qiáng)來標(biāo)繪。把各斷面的值的點(diǎn)連接起來可以得到

3、一條測壓管水頭線（如圖中虛線所示），把各斷面描出的點(diǎn)連接起來可以得到一條總水頭線（如圖中實(shí)線所示），任意兩斷面之間的總水頭線的降低值，即為該兩斷面間水頭損失。圖1實(shí)際流體總流的總水頭線必定是一條漸漸下降的線(直線或曲線)，由于總水頭線總是沿程減小的，而測壓管水頭線則可能是下降的線（直線或曲線）也可能是上升的線（直線或曲線）甚至可能是一條水平線，這主要看總流的幾何邊界變化狀況而做具體分析?？偹^沿流程的降低值與流程長度之比，稱為總水頭線坡度，也稱水力坡度，常以表示。若總水頭線為直線時(shí)，當(dāng)總水頭線為曲線時(shí)，其坡度為變值，在某一斷面處坡度可表示為因總水頭增量dH始終為負(fù)值，為使為正值，上式中加“”號?？偹^線坡度是表示單位流程上的水頭損失。對于河渠中的漸變流，其測壓管水頭線就是水面線，如圖2所示。圖2應(yīng)用恒定總流能量方程式時(shí)應(yīng)滿足下列條件：1 水流必需是恒定流2 作用于液體上的質(zhì)量力只有重力。圖33 在所選取的兩個(gè)過水?dāng)嗝嫔?，水流?yīng)符合漸變流條件，但在所選取的兩個(gè)斷面之間，水流可以不是漸變流，如圖3所示，只要把過水?dāng)嗝孢x取在水管進(jìn)口以前符合漸變流條件的斷面1-1及進(jìn)口之后的斷面2-2,雖然在由水池進(jìn)入管道四周有急變流發(fā)生，對1-1及