1、第六章孔口、管嘴出流和有压管路第六章 孔口、管嘴出流和有压管路孔口出流：孔口出流：容器壁上开孔，水经孔口流出的水力现象。管嘴出流：管嘴出流：在孔口上连接长为3-4倍孔径的短管。水经 短管并在出口断面满管流出的水力现象。有压管流：有压管流：水沿管道满管流动的水力现象 6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流液体经薄壁孔口的恒定出流11Hdccoo薄壁孔口：薄壁孔口：在容器壁上开一小孔，壁的厚度对水流没有影响。孔壁与水流只在一条曲线上接触。水头H不同，各点的出流情况也不同。根据 比值的大小把孔口分为大孔和小孔两类。Hd小孔：1.0Hd小孔上各点水头取同一数值大孔：1.0Hd
2、若水头H不变，则称为恒定出流。一、小孔口的出流1.小孔口的自由出流自由出流：孔口流出的水流进入到空气中。收缩断面：由于流线不能有折角只能平滑的弯曲，故在孔口处质点的流线不是彼此平行的，流经孔口后，流线的曲率减小。各流线在约为孔径的一半处，水流几乎具有平行的流线。推导孔口出流关系式：选通过孔口形心的水平面为基准面，1-1 和 c-c 为计算面，列伯诺里方程：cwcccahgVpgVPH120222006-1 液体经薄壁孔口的恒定出流水箱中的微小损失可以忽略，于是wh只是孔口的局部损失。gVhhcmcw2201在自由出流且容器开口的情况下，capp （经实测，收缩断面的流速分布相当均匀，所以，其断
3、面铅垂线上的各点的压强均相等，都等于外界大气压。）上式写为：gVgVgVgVHccccc2)(22220202200令gVHH22000代入得:6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流gVHcc2)(200000221gHgHVcc0H作用水头（有效水头），包括流速水头。流速系数00111c表示实际流速与理论流速之比。实验：薄壁小孔流速系数 98.097.0则局部阻力系数为06.0197.01112206-1 液体经薄壁孔口的恒定出流eAAc令称为收缩系数 完善：=0.63-0.64 孔的流量系数，表示实际流量与理论流量之比，e62.060.02、小孔的淹没出流孔断面上各点的有效水头是一致的，且都等于
4、上下游水位差，所以在这种情况下，可不分大孔和小孔。淹没出流孔口流出的水流不是流入空气，而是进入到另一种水中，致使孔口淹没在下游水面之下。6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流1-1、2-2 列伯诺里方程：whgVpHgVpH222222221111而gVgVhcsecw222200水流经孔口的局部阻力系数，se水流由孔口流出后扩大的局部阻力系数1H2H11221V2V0H6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流gVgVhccsew2)1(2)(2020代入整理得：gVgVgVHHc2)1(22202222112121pp 令gVgVHHH22222211210当容器较大时，021VVgVHc2)1(2006
5、-1 液体经薄壁孔口的恒定出流0002211gHgHVc对于小孔：若是不全部收缩，流量系数)1(xsc c-系数，圆孔为 0.13，方孔为 0.15。s孔没有收缩部分的周界长度（m）.X孔口全部的周界长度（m）.若是不完善收缩2)(64.01 A 孔口所在器壁的全部面积（m2）6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流二、薄壁大孔口的自由出流 设想大孔口出流水股由许多流束所组成，把这些流束出流的微小流量累计起来，可得出流的流量，这种想法是可行的。为讨论简单，仅分析矩形大孔口的出流情况。设矩形孔口的宽为 b,高为 e，流束出流的微小流量dQ可按小孔口出流分式来计算，并等于：dAghdQ2即为大孔口出流的流
6、量公式 6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流Hh2H1HebdhdAdhghb2)(23223123221HHgbdQQHH如果以21eHH和22eHH代入上式（H 为大孔口形心点上水头），并经过简化得：2)(96112HegHbeQ1)(96112He这与小孔自由出流的公式形式完全一样，只是流量系数不同。6-1 液体经薄壁孔口的恒定出流6-2 液体经管嘴的恒定出流1)圆柱形管嘴：又可分为外管嘴和内管嘴。2)圆锥形管嘴：1、圆柱形外管嘴的恒定出流自由出流分类：水进入到管嘴后，同样形成收缩，在收缩断面 c-c处形成旋涡区，对 o-o 和 b-b列伯诺里方程：waahgVpgVpH20222006-2
7、 液体经管嘴的恒定出流式中 hw 为管嘴水头损失，等于进口损失与收缩断面后的扩大损失之和（沿程损失忽略）。gVhnw22即：令gVHH22000代入上式gVgVgVHnn2)(22222000221gHgHVnn0022gHAgHAAVQnnb0cbc0H0VVap6-2 液体经管嘴的恒定出流式中n为管嘴阻力系数，即管道锐缘进口局部阻力系数。n管嘴流速系数82.05.0111nn可见，管嘴与孔口的公式完全相同，只是 即在相同水头下，同样断面管嘴的过流能力是孔口的 1.32 倍。32.162.082.0n淹没出流：与自由出流形式完全相同，只是 H 不同。2、圆柱形外管嘴的真空孔口外面加管嘴后，增
8、加了阻力，但是流量反而增加，这是由于收缩断面处真空的作用。5.0n6-2 液体经管嘴的恒定出流证明：对其断面 c-c 和 b-b列伯诺里方程：waccchgVpgVp202022AVVAccVVVcAAce1wh局部损失发生在水流扩大上gVhsew22代入得：gVgVgVppseac2222222e6-2 液体经管嘴的恒定出流引用02gHVn0222HgVn0222022)11(HpHppnanseaceee对于圆柱形管嘴：经实验得0.164.0e82.0n022282.0)164.01(0.164.00.1Hppac6-2 液体经管嘴的恒定出流075.0Hppac收缩断面处的真空度为075.
9、0Hpppcav一般规定最大真空度不超过 7 米mpHv975.0775.00管嘴正常工作的必要充分条件是：1）90H米水柱2）dl)43(（以保证液流封闭管嘴的末端断面）如容器壁的厚度达到（3-4）d,则可按管嘴来计算。6-2 液体经管嘴的恒定出流相当于把作用水头增加了75。例：在容器壁上有两个相同的薄壁小孔口，位于不同的高度上，问两孔口在什么位置时其两水舌到达水平地面的距离相等？解：原理Vtx 221gty 对孔 1 来说：112ghV到达地面所需的时间为：21221gthhghht)(2211hhap2h126-2 液体经管嘴的恒定出流水平距离为:ghhghtVx)(2221111对于孔
10、 2 来说)(212hhgV时间：22221gth ght222水平距离ghhhgtVx212222)(2由得21xx ghhhgghhgh21212)(2)(22)()(1221hhhhhhhhhhhhhh22121121hh 6-2 液体经管嘴的恒定出流 6-3 液 体 经 孔 口（管 嘴）的 非 恒 定 出 流 dh2Hh1H在某时刻t，孔口的水头为h，经孔口流出的流量为：ghAQ2在dt时间内，流出的体积为：dtghAQdt26-3 液体经孔口（管嘴）的非恒定出流在同一个dt 时间内，水面降落dh，减少的体积为 dhdV：容器的截面积。dhdtghA2hdhgAdhghAdt22水头从
11、H1降到H2所需的时间为：2122221HHgAhdhgAdttHH6-3 液体经孔口（管嘴）的非恒定出流放空所需要的时间（H2=0）：max11122222QVgHAHgAHt6-3 液体经孔口（管嘴）的非恒定出流6-4 短管的水力计算 短管：指管路的总水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失均占相当比重，计算时都不可忽略的管路（L/d1000）。如：水泵的吸水管、虹吸管。1、自由出流对 11、22 断面：21222212222222wwhgVhgVpzH令：02002HgVH2122202whgVH1212H0VVap6-4 短管的水力计算gVdLgVgVdLhhhmfw2222222222
12、1gVdLgVdLgVH2222220021gHdLV002211gHAgHAdLVAQc式中c称为流量系数；若忽略行近流速水头，则 H0HgHAQc26-4 短管的水力计算2、淹没出流 11、22 断面列能量方程：212112waahphgVpHhgVgVdLhw222221忽略行近流速：gVdLgVgVdLH22222212121VVapHh33006-4 短管的水力计算gHdLV21gHAgHdLAVAQc223、若选 11、33 为计算断面：212110020whhgVHhgHAgHdLAVAQc22上述三式中c值是相同的，只是作用水头不同。6-4 短管的水力计算3、沿管线液体压强的分
13、布HwihgVi22ipiz总水头线测压管水头线iiwizgVhHpi226-4 短管的水力计算4、短管水力计算实例 例 1 利用虹吸管将河水引送至堤外灌溉，已知堤内外的水位差为 2.60 米，选用铸铁管，直径 d 为 350mm，每个弯段的局部阻力系数2=3=5=0.2，阀门的局部阻力系数4=0.15，入口网罩的局部阻力系数1=5.0，出口淹没在水面以下，管线上游 AB 段长 15.0 米，下游 BC 段长 20 米，虹吸管顶的安装高度 5 米，试确定虹吸管的输水量并校核管顶断面的安装高度 hs。zshABC12345112233解：确定输水量按短管计算，忽略行进流速水头的影响查表：铸铁管：
14、n=0.011mdR0875.035.0414157.600875.0011.0116161RnC0214.057.6081.98822Cg在淹没出流情况下：出口543211dLcsmgzAQc/23.06.281.9235.014.341335.0232335.00.115.02.030.535.0350214.01计算管顶断面的真空度21222222111122whgVpzgVpz已知：z1=0 z2=hs p1=pa V1=0 1=2=1smAQV/39.235.014.34123.022gVhgVdLppsa2222222mgVdLhpppsav13.781.9239.22.020.5
15、35.0150214.010.5212222而管顶安装高度 hs=5.0m，在允许范围内。ap例 2：水泵流量 Q=25m3/h，吸水管长度 L1=3.5m L2=1.5m （d/R=0.6）压水 管长 度L3=2.0m L4=15mL5=3.0m 水泵提 水高程 z=18m，水泵最大真空度不超过 6m，试确定水泵允许安装高度，并计算水泵的总扬程1L2L3L4L5LzsHR1122解：确定水泵允许安装高度VQd4按设计规范要求：吸水管的流速取 1.02.0m/s 压水管的流速取 1.52.5m/s一般情况下，压水管的直径比吸水管的直径小一号。取 V吸=1.5m/s，则管径：mmd7736005
16、.114.3254吸mm75取实际流速：smAQV/57.13600075.014.341252吸对 1！、22 断面列能量方程：21222222111122whgVpzgVpz已知：z1=0 z2=Hs p1=pa 1=2=1 V1=0 V2=V吸swaHhgVpp21222吸因为 V=1.57m/s1.2m/s，由舍维列夫公式：0457.0075.0021.0021.03.03.0d局部阻力系数：底阀：1=8.5 900弯头：2=3=4=0.158mhppva0.62mgVdLLgVhHvs4.447.113.00.681.9257.1158.05.8075.05.15.30457.081
17、.9257.10.62222221212吸吸根据计算，安装高度小于 4.4 米，否则可能破坏水泵的正常工作。在计算中设 L1=3.5m4.4m，故方案是允许的。计算水泵的总扬程水泵总扬程 H=静扬程+吸水管水头损失+压水管水头损失H=Z+hw吸+hw压压水管流速取：V压=2.0m/s，压水管直径为：mmmmVQd65673600214.32544取压则实际流速为：V压=2.09m/s mgVdLhw56.381.9209.20.12158.0065.031520477.0222压0477.0065.0021.0021.03.03.0dmgVdLhw47.181.9257.15.8158.007
18、5.05.15.30457.0222吸已知：Z=18 米 H=18+3.56+1.47=23.03m 根据流量和总扬程可以选择适当型号的水泵。6-5 长管的水力计算长管长管：指管道的水力计算中，如果局部水头损失和流速水头之和与沿程水头损失比较起来很小，所以在计算时常常将其按沿程水头损失的某一百分数估算或完全忽略不计。一、简单长管简单长管是管径不变的没有分支的单一管道情况HVap作用水头为：whgVH22如忽略局部阻力和流速水头,则上式可写为：gVdLhHf22上式说明长管的作用水头 H 全部消耗于沿程水头损失，在长管中总水头线与测管水头线重合。长管水力计算的主要问题是确定沿程水头损失。在给水工
19、程中，给水管道的水流一般属于紊流阻力平方区和紊流过渡区。实际工程中常用的各种计算方法：1.比阻法（流量模数法）习惯使用gVdLhf22公式，24dQV则有：gdQdLhHf21164222528LQdgH令528dgA则2ALQH 即为简单管路按比阻计算关系式比阻 A是单位流量通过单位长度管道所需的水头。)/(62ms流量模数(k)：21KA 比阻 A的求法舍维列夫公式适用于旧钢管及旧铸铁管，常用于给水管网水力计算中。将3.00210.0d和3.03.0)867.01(0179.0Vd分别代入比阻公式，在阻力平方区)/2.1(smV 3.53.052001736.00210.08dddgA在紊
20、流过度区(V1.2sm)kAdVVddgA)001736.0()867.01(852.0)867.01(0179.083.53.03.03.052 k-修正系数。3.0)867.01(852.0Vk上式表明，过渡区的比阻可用阻力平方区的比阻乘上修正系数 k 来计算 钢管及铸铁管水力计算表采用管子计算内径的尺寸，在确定计算内径 dj 时直径小于mm300的钢管及铸铁管，考虑锈蚀和尘垢的影响，其内径应减去mm1计算，对于的减少无实际意义以上的管子。这种直径mm300，可不考虑。满宁公式将611Rnc 28cgdR41代入528dgA得33.523.10dnA 2、按水力坡度计算gVdLhLHJf2
21、12对于钢管和铸铁管，用舍维列夫公式：V1.2m/s3.1200107.0dVJ V1.2m/s3.03.12867.01000912.0VdVJ钢筋混凝土管，一般用谢才公式：RCVJ22QD（mm）300350hm/3sL/VV1000J1000J439.2 122 1.7315.31.276.74446.4 124 1.7515.81.296.963 按莫迪图计算（通过例题来说明其用法）例：均匀钢管长 5000 米，直径 200 毫米，当量粗糙度为 0.03毫米，连接两个水池，水温为 15 度，总水头差 H 等于 50米，试确定管中流量，要求用下列各方法计算：用莫迪图；比阻法（舍维列夫法）
22、；用水力坡度计算VHAB解：列出 A到 B的伯努力方程BAwhHgVdL22用莫迪图计算首先确定，先假定一个流速，然后通过迭代求解：设：V=2.0m/s；t=15 =1.1810-6m2/s561039.31018.12.02VdRe00015.020003.0d查莫迪图得：=0.015管中流速：dLgHV2sm/62.12.05000015.05081.92再算：561075.21018.12.062.1VdRe查莫迪图得：=0.016管中流速：dLgHV2sm/57.12.05000016.05081.92再重复以上步骤，直至变化非常小为止，最后采用 V=1.56m/ssLsmVAQ/98
23、.48/04898.02.014.34156.132用比阻法查表 6-8，A=9.273s2/m6)/(84.325000273.950slALHQ验算：smdQV/05.12.014.303284.04422V1.2m/s 修正：k=1.023)/(47.325000273.9023.150slkALHQ用水力坡度计算01.0500050LHJ d=200mm查手册 1 得：V=1.06(m/s)Q=32.75(l/s)二、串联管路由直径不同的几段管段顺次连接的管路称为串联管路。贯穿全线的总水头损失等于从始段到末端各段水头损失之和。Q1Q2Q3q1q21fh2fh3fh211iiniinif
24、QLAhHi流量满足连续性方程：流向节点的流量等于流出节点的流量。211QqQ322QqQ联立上述三式，可解出 Q、d、H 等。例题：由一条用水泥沙浆涂衬内壁的铸铁输水管，已知 n=0.012，作用水头 H=20 米，管长 L=2000 米，通过流量 Q=200 升/秒，请选择铸铁管直径 d？解：按长管计算H=ALQ26222/25.02.0200020msLQHA查表得到与计算的 A值相近的直径是：d=350mm A=0.401s2/m6d=400mm A=0.196s2/m6为了保证供水，采用 d=400mm为宜，但大管径不经济。采用两段直径不同的管道串联（350mm、400mm）。设 4
25、00mm管长为 L1，比阻为 A01；350mm管长为 L2，比阻为 A02A01=0.196s2/m6 A02=0.401s2/m62202101QLALAH500401.0196.02.0401.0196.02021221LLLL L1+L2=2000得：L1=1474m L2=526m三、并联管路为了提高供水的可靠性在两节点之间开设两条以上管路称为并联管路。如图：B、C两点间的三条管道构成一组并联管道。无论对哪一条管道在 B、C 两断面间单位重量液体水头损失相等，忽略局部水头损失可以写为：BC123qDAfBCfffhhhh321上式代表了并联各管中的流动应满足共同的边界条件，对每一个单
26、独各段来说，都是简单管路，用比阻可表示成：因为各管段的长度、直径、粗糙度可能不同，因此流量也不会相等。但各段流量要满足连续条件：联立上式即可求解233322222111QLAQLAQLA321QQQQABCDQqQQQ321四、沿程均匀泄流管路HLxdxMAqLQtzQ途泄流量：除通过流量外，还有沿着管长从侧面不断连续向外泄出的流量。在dx的微小管段上，可认为通过的流量Qx不变。dxAQdhxf2qxQQQtzxLxQQQttzdxLxQQQAdhttzf2)(dxLxQQQAhdhttzLfLf200)(流动处于阻力平方区，则比阻A是常数，积分得：2231ttzzfQQQQALh上式可近似写
27、作255.0tzfQQALh在实际计算时，常引用计算流量tzcQQQ55.02cfALQh 在通过流量Qz=0时，231tfALQh 说明管路在只有沿途均匀泄流时，其水头损失仅为转输流量通过时水头损失的三分之一。6-6 管路水力计算基础分类：1、枝状管网：就是一些独立的没有环形封闭部分的支管，共同连接在一根干管上所组成的管网。2、环状管网：用管道连通枝状管网的各个尾端，即形成环状管网。一、枝状管网分新建和扩建两种情况：1、新建管网的设计主要在于确定水塔的高度和各管段的管径：iiiiDVQL、经济流速：使得供水总成本最低的流速。流量一定时，D、V，费管材D、V、hf，水泵扬程和水塔高度增加，电费
28、增加，管路造价降低。流速费用经济流速基建电费总费用经济流速：smVmmd/0.16.0 400100时，smVmmd/4.10.1 400时，在已知流量 Q，直径 d 及管长 L 的条件下，00tH0zzHfhtZ计算出各段的水头损失，最后按串联管路 计算管线中从水塔到管网控制点（最不利点）的水头损失（管网的控制点是指在管网中水塔到该点的水头损失、地形标高和要求自由水头三项之和最大值之点）。于是水塔高度 Ht可按下式求得：tzftZZHhH0式中：从水塔到管网控制点的总水头损失。Hz控制点的自由水头。Z0控制点的地形标高。Zt水塔处的地形标高。fh2、扩建已有给水系统的设计已知：水塔高度 Ht
29、，管长 l,自由水头 Hz 求：d。算出它们各自的平均水力坡度：LhJf然后选择其中平均水力坡度最小的那根干管作为控制干线进行设计.计算各管段的比阻：2QJA根据A值选择各段管径.二、环状管网确定各段的流量、管径及相应各段的水头损失必须满足：1、根据连续性条件：流入任一节点流量之和应等于流出该节点的流量之和（包括节点流量），即任一节点的流量之代数和等于零。0iQ2、对于每一个闭合环如规定顺时针方向水流所引起的水头损失为正，逆时针方向所引起的水头损失为负，则任一闭合环状管路中的水头损失之代数和等于零。0ifhABCDEF0FCAFBCABffffhhhh0EDFECDFCffffhhhh哈代-克
30、罗斯方法介绍如下：1、根据各节点供水情况，初步假定管网中各管段的水流方向，对各管段的流量进行第一次分配。使其满足0iQ2、按经济流速计算，选定管径。3、对各环计算水头损失，使其满足：0ifh如果0ifh需对流量分配进行修正，直到满足为止。具体方法如下：首先根据 进行流量分配。0iQ求水头损失：2ALQhf各环路闭和差：iffhh当初分流量不满足闭和条件时，在各环路加入校正流量Q，各管段相应得到水头损失增量hf，即：2221QQALQQQALhhffQALQALQQQALQhhff22122如加入校正流量后，环内应满足闭和条件，则有：02QALQhhhhhfffffQhhQALQhALQhQff
31、ff2222将Q与各段第一次分配流量相加得第二次分配流量，并以同样的步骤逐次计算，直到满足所需要的精度。一般要求闭合差小于0.5m即可。例、有一环状管网，用铸铁管，粗糙系数n=0.0125，由a、b、c、d四个节点组成，各管段长度和节点流量分别在图上示出，确定各管段的直径及管网中的流量分配。abcdsLQa/80sLQd/10sLQc/55sLQb/15450m 500m550m 500m 400m 解：设各管水流方向，顺时针方向为正，初分流量：sLQ/501sLQ/304sLQ/405sLQ/203sLQ/152 按经济流速确定管径：mmd2501mmd2004mmd2505mmd2003m
32、md1502 用2ALQhf计算各管段水头损失。0125.0,2501nmmd查表54得621/614.2msA mhf94.2)1050(450614.223abcdsLQa/80sLQd/10sLQc/55sLQb/15250mm150mm250mm200mm200mm同法计算各管水头损失，规定顺时针方向流动水头损失为正，逆时针为负。对两环各管段流量分配进行修正计算环号管段号管长（m）计算项目次数环环450500400500500550初分流量计算mmdsLQ/62/msA mhfQhf/计算Q2502002001502502005020-3015-40-202.6148.5958.595
33、39.8632.6148.595+2.94+1.72-3.09+4.48-2.30-1.720.0590.0860.1030.300.0580.08657.1fh248.0/Qhf17.3248.0257.11Q46.0fh444.0/Qhf52.0444.0246.02Q环号管段号管长（m）计算项目次数环环450500400500500550第一次修正计算mmdsLQ/mhfQhf/计算Q250200200150250200-3.17-3.17+0.52-3.17-0.52-0.5246.8317.53-33.1714.48-40.52-17.35+2.56+1.29-3.78+4.17-2
34、.16-1.290.0550.0740.1130.2880.0530.07407.0fh242.0/Qhf145.0242.0207.01Q72.0fh415.0/Qhf866.0415.0272.02QsLQ/+3.17-0.52环号管段号管长（m）计算项目次数环环450500400500500550第二次修正计算mmdsLQ/mhfQhf/计算Q 250200200150250200-0.145-0.145+0.866-0.145-0.866-0.86646.6818.07-33.3213.61-41.39-18.07+2.57+1.40-3.80+3.70-2.45-1.400.0550
35、.07750.1140.2710.05920.07717.0fh15.0fhsLQ/-0.866+0.145满足要求满足要求6-7 有压管道中的水击有压管道中的水击1 1、水击现象、水击现象 水击是有压管道中的非恒定流现象。当有压管道中的阀门突然开启、关闭或水泵因故突然停止工作，使水流流速急剧变化，引起管内压强发生大幅度交替升降。这种变化以一定的速度向上游或下游传播，并且在边界上发生反射，这种水流现象叫做水击（或水锤）水击（或水锤）。交替升降的压强称为水击压强水击压强。产生水击现象的原因是由于液体存在惯性和可压缩性。水击现象的实质上是由于管道内水体流速的改变，导致水体的动量发生急剧改变而引起作
36、用力变化的结果。2 2、水击波的传播过程水击是以压力波的形式在有限的管道边界内进行传播和反射的，称为水击波。水击波的传播分为四个阶段：第一阶段：增压波从阀门向管道进口传播第二阶段：减压波从管道进口向阀门传播第三阶段：减压波从阀门向管道进口传播第四阶段：增压波从管道进口向阀门传播 由于摩擦阻力的作用，水击波在管道内的传播将逐渐衰减，最后达到平衡状态。水击波在阀门和水库之间往返一次所需的时间 ，称为一个相长。cLT2往返两次的时间 ，称为一个周期。TcL24在弹性管道中水击波的传播速度为：DEkc11435（m/s）式中：k水的弹性体积系数，约为19.6108N/m2；D管径；管壁厚度；E管道材料
37、的弹性系数，钢管为19.61010N/m2。当 时，水击波速约为c=1000 m/s。100D3 3、水击的分类、水击的分类 根据闸门关闭（或开启）的时间Ts与相长T的比值，我们把水击分为两类：直接水击直接水击：闸门关闭（或开启）的时间TsT（相长），即从水库反射的减（增）压波尚没有到达阀门处时，阀门已经关闭（开启）完毕，阀门处已达最大（小）水击压强。间接水击间接水击：指闸门关闭（或开启）的时间TsT（相长），即从水库反射的减（增）压波已到达阀门处，阀门尚未关（开）完毕，使阀门处水击压强不能再升高（降低）到最大（小）。由于直接水击压强远大于间接水击压强，破坏性较强，在实际工程中应尽可能采取措施
38、，避免产生直接水击破坏。4 4、直接水击压强计算公式、直接水击压强计算公式 p=c(V0-V)(0VVgcH用水柱表示 式中：c是水击波速，v0是管内原来流速，v是阀门启闭后的流速。对于普通钢管，得c=1000m/s，如阀门关闭前的流速v0=1.0m/s，阀门突然关闭引起的直接水击压强，由上式算得,1001,100EKDapcVp60105、间接水击压强计算公式水击压强计算公式 sTTcVp0T=2L/c-水击波相长；Ts-阀门关闭时间。5、防止产生直接水击破坏的措施防止产生直接水击破坏的措施 缩短压力管道的长度、采用弹性模量较小材质的管道；延长阀门关闭的时间Ts；由于水工建筑物布置的条件所限
39、制，当压力管道的长度不能改变，可以在靠近阀门的地方修建调压井，缩小水击压强影响的范围，减小水击压强值。一、是非题一、是非题(正确的划正确的划“”，错误的划，错误的划“”)1、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（）2、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（）3、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。()4、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。()5、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。()6、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。（）7、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。（）8、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。（）9、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
40、（）二、单项选择题二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号填写唯一正确答案的编号)1、已知水流的沿程阻力系数 只与边界粗糙度有关，可 判断该水流属于1 层流区 ；2 紊流光滑区 ；3 紊流过渡粗糙区 ；4 紊流粗糙区 。（4）2、紊流的断面流速分布规律符合1对数分布；2直线分布；3抛物线分布；4椭圆分布。（1）3、层流断面流速分布规律符合 1 对数分布 ；2 直线分布 ；3 抛物线分布 ；4 椭圆分布。（3）4、在平衡液体中，质量力与等压面 （1）重合；（2）平行；（3）正交。（3）1、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 ，外因是 。液体的粘滞性边界条件的影响2、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 BB3有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。参考答案512smQ/78.03mpv21.5513mH96.34514smQ/027.03mz824.0519mH59.1sLQ/62.92sLQ/38.103523smQ/62.031smQ/32.032smQ/30.033524mmdAB200mmdBC150mmdBD100
