能量方程应用2名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

§3-6能量方程应用一、适用条件：⑴水流必须是恒定流，而且液体是均质不可压缩。⑵作用于液体上质量力只有重力。⑶两端（上、下游）断面为渐变流或均匀流断面，但断面之间无此要求。⑷所取过水断面1-1及2-2之间，除了水头损失以外，没有其它机械能输入或输出。⑸所取过水断面之间无分、汇流情况，即总流流量沿流程不变，不然应将单位重量液体改为单位时间内经过断面总重量液体。第1页流程中途有能量输入管道系统所需水泵扬程为HP

1-1与2-2断面之间全部管道系统单位重量液体能量损失，但不包含水泵内部水流能量损失水泵轴功率（）

水泵效率第2页流程中途有能量输出水轮机作用水头为Ht

水轮机效率水轮机出力

1-1与2-2断面之间全部管道系统单位重量液体能量损失，但不包含水轮机系统内部水流能量损失第3页二、能量方程利用技巧：1、选择基准面2、选择上、下游计算断面*标准上基准面能够任意选定，一旦确定，则上、下游断面能量值必须针对同一基准面取值。*通常对管道取在管出口中心水平面；对容器水体取在水面。*确保计算断面为渐变流第4页3、选择断面上计算点通常是水面点、管轴中心点。4、全部能量值都以水头表示。5、等式两边压强表示统一，普通情况采取相对压强6、工程实用上普通取7、实际问题中经常和连续方程联解V1A1=V2A2第5页1、判别水流运动方向

三、应用举例

有一段变直径管道倾斜放置，小管直径，大管直径。在管中分别取渐变流断面1-1和2-2并安装压力表，测得两断面形心点压强分别为、。1-1和2-2断面形心点位置高差，经过管道流量。那么水流运动方向怎样？

第6页2、文丘里流量计依据连续性方程式，得因为理论值第7页实际值修正系数讨论以下两种情况，流量公式能否直接应用？第8页3、孔口恒定出流薄壁小孔口流速系数

孔口出流流量系数

试验测得ε=0.63~0.64，φ=0.97~0.98，μ=0.61~0.63。普通可取流量系数μ=0.62。孔口收缩系数第9页4、管嘴恒定出流经过管嘴流量第10页经过管嘴流量为经过孔口流量为比较对于圆柱形外管嘴，理论分析及试验研究结果表明H0≤9.33m1、作用水头应该满足条件为H0≤9.33m圆柱形外管嘴正常工作条件：2、管嘴长度也有一定限制，第11页

如图等直径弯管，若水箱内水位恒定，试问：（1）AB管段中止面平均流速是否会沿程减小？BC管段中止面平均流速会否沿程增大？为何？（2）如不计管中水头损失，管中何处压强最小？何处压强最大？管道进口处A点压强是否为γH？例题第12页有一股水流从直径d2=25mm喷嘴垂直向上射出，如图4-12所表示。水管直径d1=100mm

，压力表M读数为29400N/m2。若水流经过喷嘴能量损失为0.5m，且射流不裂碎分散。求喷嘴射流量Q及水股最高能到达高度h（不计水股在空气中能量损失）。例题第13页

某容积A，用小管与水平管道之束窄断面相连，已知管道中流量Q=2.7升/秒，直径，，1—1断面测压管高度，若忽略水头损失，试求水自容器吸引上来时可能高度h为若干?例题第14页设水流从水箱经铅垂圆管流入大气，如图4-11所表示。水箱储水深度由水位调整器控制，已知H=3m,管径d1=75mm,管长l1=16m,锥形管出口直径d2=50mm,管长l2=0.1m。水箱水面面积很大，若不计流动过程中能量损失，试求A、B及C断面压强水头各为多少？（注，A点位于管道进口，B点位于位于竖管l1中间，C点位于锥形管进口前）。例题第15页测定水泵扬程装置，如图4-42所表示。已知水泵吸水管直径d1=200mm，水泵进口真空表读数为4m水柱。压水管直径d2=150mm，水泵出口压力表读数为2at(工程大气压强)，1-1、2-