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超高壓（yā）水射流流動過程中（zhōng）壓力損失的理論分析
時間：2012-11-12 來源： http://www.dygqhm.com
超高壓水射流在形成的過程中，由於各種因素會對水射流初始參數造成影響。因（yīn）此，超高壓水射流在形成過（guò）程中的壓力損失（shī）研究就成（chéng）為了業內非常重要的一門課題。以下主要介紹超高壓水射（shè）流流動過程中壓力損失的理論分析。
超高壓水射流（liú）流動過程中壓力損失的理論（lùn）分析：
超高壓（yā）水射流形成過程（chéng）的實質是超高壓水在圓管中的流動（dòng），考慮初（chū）速為0，壓力為 
的水射流在圓管（guǎn）中的流動（dòng），水（shuǐ）流的流動狀態主要取決於流（liú）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（gè）物理量，它們的量綱分別為：
、
、L、L、L、
、
、
、，其中的基本量綱有3個，M、L、T，因此可（kě）以用6個無量綱積來描述水流的運動狀態。選取（qǔ） ρ 、 υ 、 d 為不（bú）能組成（chéng）無量綱數的物理變量，則可求出以下6個無量綱積。
的水射流在圓管（guǎn）中的流動（dòng），水（shuǐ）流的流動狀態主要取決於流（liú）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（gè）物理量，它們的量綱分別為：、、L、L、L、、、、，其中的基本量綱有3個，M、L、T，因此可（kě）以用6個無量綱積來描述水流的運動狀態。選取（qǔ） ρ 、 υ 、 d 為不（bú）能組成（chéng）無量綱數的物理變量，則可求出以下6個無量綱積。
、
、
、
、
、
所（suǒ）以水流（liú）的運動（dòng）狀（zhuàng）態可由以下函數（shù）描（miáo）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，在水流的流（liú）動過程中，壓力變化與流體密（mì）度、水流（liú）速度的平方成正比。在超高壓水射流形成過程中，由於重力的影響極小，所以可以忽略 Fr 對壓力降低（dī）的（de）影響，而通常噴嘴（zuǐ）長度遠小於管道長度，於是可（kě）以忽略水流在噴嘴中運動引起的壓力變化。另外，考（kǎo）慮到水流在進入噴嘴之前（qián）的流速遠低於水的聲（shēng）速，所以還可以忽略馬赫數 Ma 的影響。基於以上分析，可以認為水（shuǐ）流在（zài）圓管中流動時，壓力變化主要是（shì）由Reynolds數Re和管（guǎn）道參數決定，即（jí）：
(公式3)當水流為理想流體，圓管為光滑管時（shí），水流在（zài）流動過程中的能（néng）量損失為0，由伯努利方程可以得到：
(公式4)從（cóng）公式(3)(4)可（kě）以得出：
。但是（shì）實際上水流具有一定粘性，圓管也（yě）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，
必然大於1，令流（liú）阻係統為 ξ ，則水流（liú）流動（dòng）過（guò）程中的壓力損失
可表示為：
。但是（shì）實際上水流具有一定粘性，圓管也（yě）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， 必然大於1，令流（liú）阻係統為 ξ ，則水流（liú）流動（dòng）過（guò）程中的壓力損失可表示為：
(公式5)考慮有（yǒu）能量損失的伯努利方程：
(公式6)由（yóu）公（gōng）式(3)(5)(6)可以得出：
(公式7)由於目前從理論上不（bú）能導出 的表達式，所以通常根據實驗來給出 ξ 的經驗值。
的表達式，所以通常根據實驗來給出 ξ 的經驗值。- 標（biāo）簽：
- 理論（lùn）
- 分析
- 流動
- 過程
- 壓力損失
- 超高壓水射流（liú）
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