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超高壓水射流流動過程中壓力損失的理論分析
時間：2012-11-12 來源： http://m.ucarehearing.com
超高壓水射流在形成的過程中
，由于各種因素會對水射流初始參數(shù)造成影響
。因此，超高壓水射流在形成過程中的壓力損失研究就成為了業(yè)內(nèi)非常重要的一門課題。以下主要介紹超高壓水射流流動過程中壓力損失的理論分析。
超高壓水射流流動過程中壓力損失的理論分析：
超高壓水射流形成過程的實(shí)質(zhì)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
的水射流在圓管中的流動 ，水流的流動狀態(tài)主要取決于流速 υ
，密度 ρ
，管長 l
，管徑 d ，管壁粗糙度 ε
，壓力變化 ∆p
，加速度 g
，粘度 μ 和體積彈性模量 K ，這9個物理量
，它們的量綱分別為：
、
、L
、L 、L、L
、
、
、
、 、，其中的基本量綱有3個
，其中的基本量綱有3個 ，M
、L、T
、
、
、
、
、
公式(1)
，因此可以用6個無量綱積來描述水流的運(yùn)動狀態(tài)。選取 ρ 、 υ 、 d 為不能組成無量綱數(shù)的物理變量，則可求出以下6個無量綱積。
、、、、、所以水流的運(yùn)動狀態(tài)可由以下函數(shù)描述：
公式(1)引入Froude數(shù)
、Reynolds數(shù)
，以及馬赫數(shù)
，
、Reynolds數(shù)，以及馬赫數(shù)，從公式(1)可以得到
(公式2)
(公式2)從公式(2)可以看出，在水流的流動過程中，壓力變化與流體密度、水流速度的平方成正比。在超高壓水射流形成過程中，由于重力的影響極小，所以可以忽略 Fr 對壓力降低的影響，而通常噴嘴長度遠(yuǎn)小于管道長度，于是可以忽略水流在噴嘴中運(yùn)動引起的壓力變化。另外
，考慮到水流在進(jìn)入噴嘴之前的流速遠(yuǎn)低于水的聲速，所以還可以忽略馬赫數(shù) Ma 的影響
�
；谝陨戏治觯梢哉J(rèn)為水流在圓管中流動時
，壓力變化主要是由Reynolds數(shù)Re和管道參數(shù)決定
(公式3)
(公式4)
(公式5)
(公式6)
(公式7)
，即：
(公式3)當(dāng)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，由伯努利方程可以得到：
(公式4)從公式(3)(4)可以得出：
。但是實(shí)際上水流具有一定粘性，圓管也不可能做到完全光滑，所以在水流流動的過程中肯定存在壓力損失，
必然大于1，令流阻系統(tǒng)為 ξ ，則水流流動過程中的壓力損失
可表示為：
。但是實(shí)際上水流具有一定粘性，圓管也不可能做到完全光滑，所以在水流流動的過程中肯定存在壓力損失， 必然大于1，令流阻系統(tǒng)為 ξ ，則水流流動過程中的壓力損失可表示為： (公式5)考慮有能量損失的伯努利方程：
(公式6)由公式(3)(5)(6)可以得出：
(公式7)由于目前從理論上不能導(dǎo)出 的表達(dá)式，所以通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)來給出 ξ 的經(jīng)驗(yàn)值。
的表達(dá)式，所以通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)來給出 ξ 的經(jīng)驗(yàn)值。- 標(biāo)簽：
- 理論
- 分析
- 流動
- 過程
- 壓力損失
- 超高壓水射流
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