压力流的非定常压力流

发布网友发布时间：2024-07-22 12:14

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热心网友时间：2024-08-07 14:28

流动特性随时间改变的压力流。管道阀门启闭，水力机械启动、负荷改变或停机过程中的流动皆是不定常压力流。若关闭或停机的速率很快，由于水流的惯性，液体将被压缩而产生水击。分析这一流动时必须考虑液体的可压缩性。分析可压缩非定常压力流时，常用平均流速υ、压力p、管道横截面积A、密度p等量，并将流动简化为一维问题。这时流动特性是距离s和时间t的函数。连续性方程为：
运动方程为：
式中z为管道高程；f为摩擦系数，它是雷诺数Re和管道内壁相对粗糙度ε/D的函数（见管流）；第四和第五项分别代表重力和管壁摩擦阻力的作用。液体受压缩时的状态方程为，由此推出：
中K为液体的体积弹性模量。如果不考虑管壁的惯性，则弹性圆形管道的变形方程为，由此推出：
式中为管壁厚度；E为管壁材料的弹性模量。略去高阶小量后可得出下列方程组：
式中c为压力波传播速度。这是一组双曲型微分方程，可用有限差分方法或特征线法进行数值计算。应用这些方程可计算水击压力。