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超（chāo）高壓水射流流動過程中壓力（lì）損失的理論分析（xī）
時間：2012-11-12 來源： http://www.bodabxg.cn
超高壓水射流在形成的過程中，由於各種因（yīn）素會對水射流初（chū）始參數造成（chéng）影響（xiǎng）。因此，超高壓（yā）水射流在形成（chéng）過程中的壓力（lì）損失研究就成為（wéi）了業內非常重要的一門課題（tí）。以下主要介紹超高壓（yā）水射流流動過程中壓力損失的（de）理論分（fèn）析。
超高壓水射流流動過程中壓力損失的理論分析：
超高壓（yā）水射（shè）流（liú）形成過程的實質是超高壓水在圓管中的流動，考慮初速為0，壓力為 
的水射流在圓管中的流動（dòng），水流的流動狀態主要取決於流速 υ ，密度 ρ ，管長 l ，管（guǎn）徑（jìng） d ，管壁粗糙度 ε ，壓力變（biàn）化 ∆p ，加（jiā）速度 g ，粘度 μ 和體積彈性模量（liàng） K ，這9個物理量，它們的量綱分別為：
、
、L、L、L、
、
、
、，其中的（de）基本量綱有3個，M、L、T，因此可以用6個無量綱積來描述水流的運動狀（zhuàng）態。選取 ρ 、 υ 、 d 為（wéi）不能組成無量綱數的物理變量，則可求出以（yǐ）下6個無量綱積。
的水射流在圓管中的流動（dòng），水流的流動狀態主要取決於流速 υ ，密度 ρ ，管長 l ，管（guǎn）徑（jìng） d ，管壁粗糙度 ε ，壓力變（biàn）化 ∆p ，加（jiā）速度 g ，粘度 μ 和體積彈性模量（liàng） K ，這9個物理量，它們的量綱分別為：、、L、L、L、、、、，其中的（de）基本量綱有3個，M、L、T，因此可以用6個無量綱積來描述水流的運動狀（zhuàng）態。選取 ρ 、 υ 、 d 為（wéi）不能組成無量綱數的物理變量，則可求出以（yǐ）下6個無量綱積。
、
、
、
、
、
所以水流的運動（dòng）狀態可由以下（xià）函數描述：
公式(1)引入Froude數
、Reynolds數
，以及馬赫數
，
、Reynolds數，以及馬赫數，從公式(1)可以得到
(公式2)
(公式2)從公式(2)可以看出，在水流（liú）的流動過（guò）程中，壓（yā）力變化與流體密度、水流速度的平方成正比。在超高壓（yā）水射流形成（chéng）過程中，由於（yú）重力的影響極小，所以可以忽略 Fr 對壓（yā）力降低的影響，而通常噴嘴長度遠小於管道長度，於是可以忽略水流在噴嘴中（zhōng）運動引起的壓力變化。另外，考慮到水（shuǐ）流在進入噴嘴之前的流速遠低於水的聲速，所以（yǐ）還可以忽略馬赫數 Ma 的影響（xiǎng）。基於以上分（fèn）析（xī），可以認為水流在圓管中流動時，壓力變化主要是由（yóu）Reynolds數Re和管（guǎn）道（dào）參數（shù）決定（dìng），即：
(公式3)當水流為理想流體，圓管為光滑管時，水流在流動過程中的能量損失為0，由伯努利（lì）方程可以得到：
(公式4)從公式(3)(4)可以得出：
。但是（shì）實際上水流具有一定粘性（xìng），圓管也不可能做到完全光滑，所以在（zài）水流流動的過程中肯定存在壓力損失，
必然大於1，令流（liú）阻係統為 ξ ，則水流流動過（guò）程中的壓力損失
可表示（shì）為：
。但是（shì）實際上水流具有一定粘性（xìng），圓管也不可能做到完全光滑，所以在（zài）水流流動的過程中肯定存在壓力損失， 必然大於1，令流（liú）阻係統為 ξ ，則水流流動過（guò）程中的壓力損失可表示（shì）為：
(公（gōng）式5)考慮有能量損失的伯努利方（fāng）程（chéng）：
(公式6)由公式(3)(5)(6)可以得出：
(公式7)由於目前從理論上不能導出 的表（biǎo）達式，所以通常根據實驗來給出 ξ 的經驗（yàn）值。
的表（biǎo）達式，所以通常根據實驗來給出 ξ 的經驗（yàn）值。上一篇（piān）：超高壓水射流在形成過程中的壓力損失研究的重要性
下一篇：超高壓水射流形成過程中壓力損失的理論（lùn）分析（xī）
- 標簽：
- 理論
- 分析
- 流動
- 過程
- 壓力損失
- 超高壓水射流
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