液流形態(tài)與水頭損失

1、韓智明韓智明內(nèi)容回顧能量方程：能量方程：whgvgpzgvgpz222222221111動量方程：Fvv)(1122Q液體運動的三大方程連續(xù)性方程：2211vAvAQ1.1.水頭損失產(chǎn)生原因及分類水頭損失產(chǎn)生原因及分類2.2.液流型態(tài)液流型態(tài)( (流態(tài)判別與特性流態(tài)判別與特性) )3.3.沿程水頭損失的變化規(guī)律及確定沿程水頭損失的變化規(guī)律及確定4.4.局部水頭損失和繞流阻力局部水頭損失和繞流阻力 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：1 1 水頭損失的物理概念及其分類水頭損失的物理概念及其分類2 2 液流邊界幾何條件對水頭損失的影響液流邊界幾何條件對水頭損失的影響3 3 均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系

2、均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系4 4 液體運動的兩種型態(tài)液體運動的兩種型態(tài) 5 5 圓管中的層流運動及其沿程水頭損失的計算圓管中的層流運動及其沿程水頭損失的計算6 6 紊流的特征紊流的特征7 7 沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律8 8 計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式謝齊公式計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式謝齊公式 9 9 局部水頭損失局部水頭損失能量損失的能量損失的內(nèi)因內(nèi)因： 液流內(nèi)部存在粘滯性液流內(nèi)部存在粘滯性能量損失的能量損失的外因外因： 流動要克服邊界阻力做功流動要克服邊界阻力做功一、能量損失產(chǎn)生的原因一、能量損失產(chǎn)生的原因1 1、水頭損失的物理概念及其分類、水頭損失的物理概念及其分

3、類邊界面無滯水作用邊界面無滯水作用1. 概念概念單位重量液體自一斷面流至下一斷面所損失單位重量液體自一斷面流至下一斷面所損失的機(jī)械能的機(jī)械能二、水頭損失及其分類二、水頭損失及其分類產(chǎn)生水頭損失必須產(chǎn)生水頭損失必須具備的兩個條件具備的兩個條件(1)(1)液體具有粘滯性；液體具有粘滯性；-內(nèi)因內(nèi)因(2)(2)由于固體邊界的影響，液流由于固體邊界的影響，液流內(nèi)部質(zhì)點之問產(chǎn)生相對運動。內(nèi)部質(zhì)點之問產(chǎn)生相對運動。2. 產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件 沿程水頭損失沿程水頭損失h hf f特點：特點： h hf f 與流程長度與流程長度L L，流速，流速v v及及邊界特征有關(guān)邊界特征有關(guān)1. 1. 沿程水頭損失沿程水頭損

4、失(Friction head loss) 在固體邊界的形狀和尺寸沿程不變時，液在固體邊界的形狀和尺寸沿程不變時，液流在長直段中的水頭損失流在長直段中的水頭損失 在產(chǎn)生沿程水頭損失的流段中，流向彼此在產(chǎn)生沿程水頭損失的流段中，流向彼此平行，主流不脫離邊壁，也無漩渦發(fā)生。平行，主流不脫離邊壁，也無漩渦發(fā)生。 一般，在均勻流和漸變流情況下產(chǎn)生的水一般，在均勻流和漸變流情況下產(chǎn)生的水頭損失只有沿程損失頭損失只有沿程損失2. 2. 局部水頭損失局部水頭損失(Local head loss) 局部水頭損失局部水頭損失h hj j特點特點： （a a）一般發(fā)生在邊界突變處一般發(fā)生在邊界突變處 （b b）大

5、小與流速和邊界突變形式有關(guān)大小與流速和邊界突變形式有關(guān) 當(dāng)固體邊界的形狀、尺寸或兩者之一沿流當(dāng)固體邊界的形狀、尺寸或兩者之一沿流程急劇變化時所產(chǎn)生的水頭損失，用程急劇變化時所產(chǎn)生的水頭損失，用hj表示表示(Local head loss)突然擴(kuò)大突然縮小閘閥三通匯流管道彎頭管道進(jìn)口分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)分離區(qū)3.3.總水頭損失總水頭損失 hw=hf+hjhf各流段沿程水頭損失之和各流段沿程水頭損失之和hj各處局部水頭損失之和各處局部水頭損失之和 某一流段沿程水頭損失與局部水頭損失的總和某一流段沿程水頭損失與局部水頭損失的總和4.4.水流阻

6、力水流阻力沿程水頭損失沿程水頭損失局部水頭損失局部水頭損失或者液流阻力做功或者液流阻力做功消耗的機(jī)械能消耗的機(jī)械能原因原因液體質(zhì)點之間相液體質(zhì)點之間相互摩擦和碰撞互摩擦和碰撞沿程阻力沿程阻力局部阻力局部阻力產(chǎn)生沿程損失的阻力是內(nèi)摩擦產(chǎn)生沿程損失的阻力是內(nèi)摩擦阻力。稱之阻力。稱之在產(chǎn)生局部損失的地方，由于主在產(chǎn)生局部損失的地方，由于主流和邊界的分離和漩渦的存在，流和邊界的分離和漩渦的存在，質(zhì)點間的摩擦和碰撞加劇，因而質(zhì)點間的摩擦和碰撞加劇，因而引起的能量損失比同樣長度而沒引起的能量損失比同樣長度而沒有漩渦時的損失要大得多，稱之有漩渦時的損失要大得多，稱之 沿程水頭損失與局部水頭損失的外因不同，沿

7、程水頭損失與局部水頭損失的外因不同，但本質(zhì)是一致的。但本質(zhì)是一致的。2 2、橫向邊界條件對水頭損失的影響、橫向邊界條件對水頭損失的影響橫向邊界特征橫向邊界特征水力半徑水力半徑 R=A/ 一、液流邊界橫向輪廓的形狀和大小一、液流邊界橫向輪廓的形狀和大小可用過水?dāng)嗝娴乃σ貋肀碚骺捎眠^水?dāng)嗝娴乃σ貋肀碚鳚裰芤彩沁^水?dāng)嗝娴闹匾σ刂?。濕周也是過水?dāng)嗝娴闹匾σ刂?。濕周愈大，水流阻力及水頭損失也愈大。濕周愈大，水流阻力及水頭損失也愈大。 -濕周濕周液流過水?dāng)嗝媾c固體邊界接觸的周界線液流過水?dāng)嗝媾c固體邊界接觸的周界線非常重要的水力要素非常重要的水力要素單位：單位：m或或cm有壓圓管：有

8、壓圓管：R R= =d d/4/4寬淺（寬淺（B B/ /H H10)10)河渠：河渠：R R 二、液流邊界縱向輪廓二、液流邊界縱向輪廓均勻流均勻流H H線與線與HpHp線平線平行，且為直行，且為直線線只有沿程水只有沿程水頭損失頭損失流速水頭相流速水頭相等等二、液流邊界縱向輪廓二、液流邊界縱向輪廓非均勻流非均勻流H H線與線與HpHp線互不平行，且為曲線線互不平行，且為曲線非均勻漸變流局部水頭損失可以忽略非均勻漸變流局部水頭損失可以忽略非均勻急變流時兩種水頭損失均有非均勻急變流時兩種水頭損失均有3 3、切應(yīng)力與沿程損失的關(guān)系、切應(yīng)力與沿程損失的關(guān)系 只有沿程水頭損失只有沿程水頭損失 h hw

9、w=h=hf f （h hj j=0=0） 流速水頭相等流速水頭相等 總水頭線與測壓管水頭線是相互平行總水頭線與測壓管水頭線是相互平行一、均勻流沿程水頭損失特點一、均勻流沿程水頭損失特點: :-均勻流基本方程均勻流基本方程二、均勻流基本方程的推導(dǎo)二、均勻流基本方程的推導(dǎo)gAlgpzgpzlzzTGPPlTgAlGApPApP02211212102211)()(sin0sin，受力受力受力平衡受力平衡均勻流流速水頭沿程不變，故約去均勻流流速水頭沿程不變，故約去fhgpzgpz)()(22110000000)1 (,2R)(/,hyrrrRRJRglhJgRJgAlhff微小流束其中：則有圓管：明

10、渠均勻流：三、均勻流基本方程三、均勻流基本方程沿過水?dāng)嗝媲袘?yīng)力成線性變化沿過水?dāng)嗝媲袘?yīng)力成線性變化gRJ0208v沿程水力摩擦系數(shù)，與液流形態(tài)有關(guān)沿程水力摩擦系數(shù)，與液流形態(tài)有關(guān)JgRRRRJ任意大小流束的水力半徑任意大小流束的水力半徑總流的水力半徑總流的水力半徑水力坡度水力坡度lhJf四、切應(yīng)力的分布四、切應(yīng)力的分布RR0過水?dāng)嗝嫔锨袘?yīng)力是按直線分布過水?dāng)嗝嫔锨袘?yīng)力是按直線分布圓管中心的切應(yīng)力為零圓管中心的切應(yīng)力為零沿半徑方向逐漸增大，管壁處為沿半徑方向逐漸增大，管壁處為0圓管圓管 00rr00rr或或 001ryy為任意點距管壁的距離為任意點距管壁的距離二元明渠恒定均勻流二元明渠恒定均勻流

11、任意點y處的切應(yīng)力0切應(yīng)力是隨切應(yīng)力是隨y呈線性變化呈線性變化在渠底處最大在渠底處最大hy10在水面處最小在水面處最小0五、水頭損失的計算公式五、水頭損失的計算公式. .沿程水頭損失（達(dá)西公式）沿程水頭損失（達(dá)西公式）. .局部水頭損失局部水頭損失gvRlhf242gvhj22量綱分析內(nèi)容不要求，故推導(dǎo)簡略量綱分析內(nèi)容不要求，故推導(dǎo)簡略4 4、液體運動的兩種流態(tài)和判別、液體運動的兩種流態(tài)和判別一、一、 兩種流態(tài)兩種流態(tài): :雷諾實驗雷諾實驗 1885年年 ReynoldsOsborne Reynolds (1842-1916)層流：液體質(zhì)點作有條不紊的線狀運動，層流：液體質(zhì)點作有條不紊的線狀運

12、動，水流各層或各微小流束上的質(zhì)點彼此互水流各層或各微小流束上的質(zhì)點彼此互不混摻。不混摻。層流層流:質(zhì)點不混摻質(zhì)點不混摻0 . 1vhf0 . 275. 1 vhf紊流：液體紊流：液體質(zhì)點在沿管質(zhì)點在沿管軸方向運動軸方向運動過程中互相過程中互相混摻?；鞊?。BACDEcv：上臨界流速cv：下臨界流速二、液流型態(tài)的判別二、液流型態(tài)的判別雷諾數(shù)：雷諾數(shù)：URRe明渠流下臨界雷諾數(shù)：500管流下臨界雷諾數(shù)：2000雷諾數(shù)的物理意義：雷諾數(shù)的物理意義：雷諾數(shù)表示慣性力與粘滯力之比雷諾數(shù)表示慣性力與粘滯力之比層層 流：流： ReRek例例 ： A A 斷 面 管 徑斷 面 管 徑d d= 5 0 m m ,

13、= 5 0 m m , 油 的 粘 滯 系 數(shù)油 的 粘 滯 系 數(shù)v= =5.16 10-6m2/ /s, , vA=0.103m/s,=0.103m/s,判別判別該處油該處油流流流流態(tài)？態(tài)？若若管徑沿程減小，管徑沿程減小， Re沿程如何變化？求保沿程如何變化？求保持層流的最小管徑持層流的最小管徑dm。 A A A A998ReAAdv故為層流。故為層流。dQ4Re 因因管徑沿程減小管徑沿程減小所以所以 雷諾數(shù)雷諾數(shù)Re則沿程增大。則沿程增大。解：解：Q= =0.0002m3/s，要保持層流須滿足：要保持層流須滿足：當(dāng)當(dāng)mdQ42000Re可得最小管徑可得最小管徑 dm=24.7mm5 5、

14、圓管和寬矩形明渠中的層流、圓管和寬矩形明渠中的層流一、圓管層流運動一、圓管層流運動 看作是由許多無限薄的同心圓筒層一個套一看作是由許多無限薄的同心圓筒層一個套一個地運動著個地運動著 每一圓筒層表面的切應(yīng)力都可按牛頓內(nèi)摩擦每一圓筒層表面的切應(yīng)力都可按牛頓內(nèi)摩擦定律來計算定律來計算drdux1、流速分布、流速分布各圓筒層的流速隨半徑增加而遞減，即各圓筒層的流速隨半徑增加而遞減，即因為0drduxJrgJRg2積分CrgJux24C為積分常數(shù) 220040rrgJuurrxx所以，時，當(dāng)說明：說明：圓管層流的流速是圓管層流的流速是拋物線型拋物線型分布分布Jrgdrdux2則有rur02、管軸處流速管

15、軸處流速20max4rgJux3、沿程水頭損失沿程水頭損失vgdlhf2324 4、沿程水力摩擦系數(shù)、沿程水力摩擦系數(shù)Re64表明表明：在圓管層流中，沿程水頭損失與斷面平均：在圓管層流中，沿程水頭損失與斷面平均流速的一次方成比例流速的一次方成比例-與雷諾試驗結(jié)果相同與雷諾試驗結(jié)果相同表明表明：圓管層流中沿程阻力系數(shù)僅系雷諾數(shù)的函：圓管層流中沿程阻力系數(shù)僅系雷諾數(shù)的函數(shù)，且與雷諾數(shù)成反比數(shù)，且與雷諾數(shù)成反比gvdlhf22二、寬矩形明渠二、寬矩形明渠任意點任意點y處的切應(yīng)力處的切應(yīng)力hy10dhdux且且積分，并考慮積分，并考慮y=0時，時，u=0，積分常數(shù)為，積分常數(shù)為0hyyhgJux22說

16、明：說明：寬矩形明渠層流的流速是寬矩形明渠層流的流速是拋物線型拋物線型分布分布1、流速分布、流速分布2、自由表面、自由表面處流速處流速2max2hgJux3、沿程水頭損失沿程水頭損失vghlhf234 4、沿程水力摩擦系數(shù)、沿程水力摩擦系數(shù)Re64表明表明：沿程水頭損失與斷面平均流速的一次方成：沿程水頭損失與斷面平均流速的一次方成比例比例-與雷諾試驗結(jié)果相同與雷諾試驗結(jié)果相同表明表明：沿程阻力系數(shù)僅系雷諾數(shù)的函數(shù)，且與雷：沿程阻力系數(shù)僅系雷諾數(shù)的函數(shù)，且與雷諾數(shù)成反比諾數(shù)成反比6 6、紊流的特征、紊流的特征選定流層y流速分布曲線干擾FFFFFFFFFFFF升力渦 體紊流形成條件紊流形成條件渦體

17、的產(chǎn)生渦體的產(chǎn)生雷諾數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值，慣性力超過粘滯力雷諾數(shù)達(dá)到一定的數(shù)值，慣性力超過粘滯力。（Eddies）60年代，米蘭猝發(fā)現(xiàn)象（年代，米蘭猝發(fā)現(xiàn)象（Bursting phenomenon）一、運動要素的脈動一、運動要素的脈動 瞬時運動要素瞬時運動要素( (如流速、壓強(qiáng)等如流速、壓強(qiáng)等) )隨時間隨時間發(fā)生波動的現(xiàn)象發(fā)生波動的現(xiàn)象A紊流xu瞬時流速xu脈動流速tuxOtuxOxu時均流速（時均）恒定流（時均）恒定流（時均）非恒定流（時均）非恒定流 若取一足夠長的時間過程若取一足夠長的時間過程T T，在此時間過程中，在此時間過程中的時間平均流速的時間平均流速(Time-mean veloci

18、ty)是不變的是不變的 二、脈動流速二、脈動流速(Fluctuating velocity) 建立了時間平均的概念，可用分析水流運動規(guī)建立了時間平均的概念，可用分析水流運動規(guī)律的方法分析紊流運動律的方法分析紊流運動 瞬時流速瞬時流速(Instantaneous velocity)與時間平均流速的差與時間平均流速的差值值 xxxuuu 所以所以 xxxuuuTxxdtuTu01脈動流速時間平均總是等于零的脈動流速時間平均總是等于零的 010dtuTuTxx三、紊動產(chǎn)生附加切應(yīng)力三、紊動產(chǎn)生附加切應(yīng)力( (1925年，Prandtl) )1 12 21 1由相鄰兩流層間時間平均流速相對運動所由相鄰

19、兩流層間時間平均流速相對運動所產(chǎn)生的粘滯切應(yīng)力產(chǎn)生的粘滯切應(yīng)力2 2 由脈動流速所產(chǎn)生的附加切應(yīng)力由脈動流速所產(chǎn)生的附加切應(yīng)力(Additional turbulent shear stress)紊流總切應(yīng)力紊流總切應(yīng)力2221dyduldyduxx四、紊流中存在粘性底層四、紊流中存在粘性底層 0 0 在紊流中，緊靠固體邊界附近的地方，因脈在紊流中，緊靠固體邊界附近的地方，因脈動流速很小，由脈動流速產(chǎn)生的附加切應(yīng)力也很動流速很小，由脈動流速產(chǎn)生的附加切應(yīng)力也很小，而流速梯度卻很大，所以粘滯切應(yīng)力起主導(dǎo)小，而流速梯度卻很大，所以粘滯切應(yīng)力起主導(dǎo)作用，其流態(tài)基本上屬層流。該層流層叫作用，其流態(tài)基本

20、上屬層流。該層流層叫粘性底粘性底層層。在粘性底層以外的液流才是紊流。在粘性底層以外的液流才是紊流粘性底層粘性底層對紊流沿對紊流沿程阻力的程阻力的規(guī)律有重規(guī)律有重大意義大意義粘性底層的厚度粘性底層的厚度*06 .11uuN0*uRe8 .320d摩阻流速摩阻流速說明粘性底層厚度隨雷諾數(shù)增大而減小說明粘性底層厚度隨雷諾數(shù)增大而減小粘性底層粘性底層（層流）（層流）過渡層過渡層紊紊 流流紊流流核紊流流核絕對粗糙度絕對粗糙度固體邊界粗糙表面的突出高度，常用表示固體邊界粗糙表面的突出高度，常用表示水力光滑面水力光滑面當(dāng)當(dāng)ReRe較小時較小時o o 可以大于若干倍凸出高度完全淹沒在粘性可以大于若干倍凸出高度

21、完全淹沒在粘性底層之中粗糙度對紊流不起任何作用，邊壁對水底層之中粗糙度對紊流不起任何作用，邊壁對水流的阻力，主要是粘性底層的粘滯阻力。流的阻力，主要是粘性底層的粘滯阻力。3 . 00粘性底層極薄，粘性底層極薄，o o 可以小于若干倍。邊可以小于若干倍。邊壁的粗糙度對紊流已起主要作用。紊流流核壁的粗糙度對紊流已起主要作用。紊流流核繞過凸出高度時將形成小漩渦。邊壁對水流繞過凸出高度時將形成小漩渦。邊壁對水流的阻力主要是由這些小漩渦造成的，而粘性的阻力主要是由這些小漩渦造成的，而粘性底層的粘滯力只占次要地位，與前者相比，底層的粘滯力只占次要地位，與前者相比，幾乎可以忽略不計。幾乎可以忽略不計。 水力

22、粗糙面水力粗糙面當(dāng)當(dāng)ReRe較大時較大時60 粘性底層已不足以完全掩蓋住邊壁粗糙粘性底層已不足以完全掩蓋住邊壁粗糙度的影響，但粗糙度還沒有起決定性作用，度的影響，但粗糙度還沒有起決定性作用，過渡粗糙面過渡粗糙面介于以上兩者之間的情況介于以上兩者之間的情況63 . 00五、紊流流速分布五、紊流流速分布1、指數(shù)公式、指數(shù)公式指數(shù)n 與雷諾數(shù) Re 有關(guān) 當(dāng)Re105 時，n=1/8,1/9,1/10等，可獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果nmxryuu0普朗特提出2、對數(shù)公式、對數(shù)公式Cyuuxln*Cyuuxln75. 5*4 . 0將將 代入代入,得得 可知可知：紊流時過水?dāng)嗝嫔系牧魉偈前磳?shù)規(guī)律分布：紊流時過

23、水?dāng)嗝嫔系牧魉偈前磳?shù)規(guī)律分布的，比層流時按拋物線分布要均勻得多的，比層流時按拋物線分布要均勻得多原因原因: :紊流時由于液體質(zhì)點的混摻作用，動量發(fā)生紊流時由于液體質(zhì)點的混摻作用，動量發(fā)生交換交換, ,使流速分布均勻化使流速分布均勻化C為積分常數(shù)為積分常數(shù) 尼古拉茲尼古拉茲 光滑管光滑管 粗糙管粗糙管5 . 5lg75. 5*yuux5 . 8lg75. 5yux相對粗糙度相對粗糙度-砂粒直徑砂粒直徑r r0 0-管道半徑管道半徑相對光滑度相對光滑度 不同粒徑的人工砂粘貼在不同粒徑的人工砂粘貼在不同直徑的管道的內(nèi)壁，不同直徑的管道的內(nèi)壁，用不同的流速進(jìn)行試驗用不同的流速進(jìn)行試驗7 7、 的變化

24、規(guī)律的變化規(guī)律(friction velocity)一、尼古拉茲實驗一、尼古拉茲實驗(1933)0r0rhfJohann Nikuradse沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律22fL Vhdg尼古拉茲實驗?zāi)峁爬潓嶒灮?42fL VhRgLg（100）lgRe015r015r015r015r015r015r層流時,64Re水力光滑壁面, 稱為紊流光滑區(qū)(Re)f水力粗糙壁面,稱為紊流粗糙區(qū)0()rf過渡粗糙壁面,稱為率流過渡粗糙區(qū)0(Re,)rf1.1.層流區(qū)層流區(qū)(Re2000)(Re2000): :2.2.過渡區(qū)過渡區(qū)(2000Re4000)(2000Re4000)Re4000)

25、: :Re3f 04,Refr紊流光滑區(qū)紊流光滑區(qū)(Re(Re很小很小) ): :紊流過渡區(qū)紊流過渡區(qū): :Re64)( Re .31600.25布拉休斯公式)( )867. 01 (0179. 03 . 03 . 0舍維列夫公式Vd（尼古拉茲公式） 74.1lg22-0r紊流粗糙區(qū)： （希弗林松公式） 11. 025. 0 d（舍維列夫公式） 0210.03 .0d（柯列勃洛克公式） )Re51. 27 . 3lg(2d適合紊流區(qū)的公式： （阿里特蘇里公式）（ Re6811. 025. 0d05fr1.1.層流區(qū)層流區(qū)2.2.紊流區(qū)紊流區(qū)25. 04/1 vv紊流光滑區(qū)紊流光滑區(qū)紊流過渡區(qū)紊

26、流過渡區(qū)紊流粗糙區(qū)紊流粗糙區(qū)(阻力平方區(qū))1v與與v的關(guān)系的關(guān)系hf與與v的關(guān)系的關(guān)系1 vhf75. 1 vhf介于光滑區(qū)和介于光滑區(qū)和粗糙區(qū)之間粗糙區(qū)之間0 . 275. 1vhf0 . 2 vhf與與v v無關(guān)無關(guān)二、實用管道試驗研究二、實用管道試驗研究莫迪莫迪(Moody)(Moody)圖：工業(yè)用各種不同相對粗糙度的圓管圖：工業(yè)用各種不同相對粗糙度的圓管Lewis Moody計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式 阿里特蘇里公式 布拉休斯公式 舍維列夫公式 適用于紊流的三個區(qū)）()(11. 025. 0Re68dK)10(ReRe3164. 0525. 0)/2 . 1(

27、0210. 0)/2 . 1(1 0179. 0)107 . 2Re(1 0144. 0)104 . 2Re(1 0159. 03 . 03 . 0867. 03 . 06284. 036. 2284. 06226. 0684. 0226. 0smvdsmvdddddvvv管鑄鐵鋼舊管鑄鐵鋼舊新鑄鐵管新鋼管8 、計算沿程水頭損失的經(jīng)驗公式謝才公式謝才公式:RJCV 建立在大量阻力平方區(qū)的實際資料基礎(chǔ)上建立在大量阻力平方區(qū)的實際資料基礎(chǔ)上明渠均勻流的明渠均勻流的實測資料實測資料 1769年（A.Chezy）C謝才系數(shù)謝才系數(shù)(Chzys coefficient)，R為水利半徑，為水利半徑，J為水

28、力坡度為水力坡度令令gC8gvdlfh22適用適用：紊流阻力平方區(qū)紊流阻力平方區(qū)可應(yīng)用于明渠也可應(yīng)用于管流可應(yīng)用于明渠也可應(yīng)用于管流C C的單位為的單位為：m m1/21/2s s(1)曼寧公式曼寧公式：（1890年，年，R.Manning）611RnC n為粗糙系數(shù)，簡稱糙率為粗糙系數(shù)，簡稱糙率21321JRnv （2）巴浦洛夫斯基公式）巴浦洛夫斯基公式：yRnC11925年年10. 075. 013. 05 . 2nRnyny5 . 11.0mR時，當(dāng)ny3 . 11.0mR時，當(dāng)適用范圍適用范圍0.04n0.011 3.0mR0.1m， 壁面種類及狀況771/n特別光滑的黃銅管、玻璃管、

29、涂有琺瑯質(zhì)或其他釉料的表面精致水泥漿抹面，安裝及連接良好的新制的清潔鑄鐵管及鋼管，精刨木板。很好地安裝的未刨木板，正常情況下無顯著水銹的給水管，非常清潔的排水管，最光滑的混凝土面。良好的磚砌體，正常情況的排水管，略有積污的給水管。積污的給水管和排水管，中等情況下渠道的混凝土砌面。良好的塊石圬工，舊的磚砌體，比較粗制的混凝土砌面，特別光滑、仔細(xì)開挖的巖石面。堅實粘土的渠道，不密實淤泥層(有的地方是中斷的)覆蓋的黃土、礫石及泥土的渠道，良好養(yǎng)護(hù)情況下的大土渠。良好的干砌圬工，中等養(yǎng)護(hù)情況的土渠，情況極良好的天然河流(河床清潔、順直、水流暢通、無塌岸及深潭)。養(yǎng)護(hù)情況在中等標(biāo)準(zhǔn)以下的土渠。情況比較不良的土渠(如部分渠底有水草、卵石或礫石，部分邊坡崩塌等)，水流條件良好的天然河流。情況特別壞的渠道(有不少深潭及塌岸蘆葦叢生，渠底有大石及密生的樹根等)，過水條件差、石子及水草數(shù)量增加、有深潭及淺灘等的彎曲河道 0.009 0.011 0.012 0.013 0.014 0.017 0.0225 0.025 0.0275 0.030 0.040 111 90.9 83.3 76.9 71.4 58.8 44.4 40.0 36.4 33.3 25.0 粗糙系數(shù)n值9 9 、局部水頭損失局部水頭損失d1d2V1V2221133LZ1Z2OOGx對對1-1、2-2斷面列