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水头及水体的三种能量形式

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了能确切地表示水体的能量特征,通常用单位重量水体的能量来确切地表示水体的能量特征。单位重量水体的能量又称为水头,单位重量水体的能量也有三种能量形式,即单位位能:z单位动能:单位压能:上式中,α为动能修正系数,一般α=1.05~1.1,在定性分析时常取α=1.0。

水头及水体的三种能量形式

1.水体的能量形式

水流作为流体的一种形态,具有三种能量形式,如图8-1所示。质量为m 的水体,其具有的三种能量为

位能:

动能:

压能:

式中 γ——水的容重,γ=9810N/m3

z——水体相对某一基准平面的位置高度,m;

v——水流过水断面的平均流速,m/s;

p——水体内某一点的压力,p=γh,Pa。

图8-1 水质点的三种能量形式(www.xing528.com)

(a)水质点的位能和动能;(b)水质点的压能

水体压能的表示如图8-1 (b)所示,如果杯子右壁面的细管中原先是空气,则在水下h深处质量为m 的水体就会释放能量,在压力p的作用下克服地球引力mg,沿着细管上升h高处,压力p所做的功

根据功能原理,压能就是质量m的水体在h深处所具有的能量,就等于压力p所做的功,即质量m的水体在h深处所具有的压能

2.水体的单位能量

水流三种能量的数值大小不但与水体的能量特征有关,还与水体的质量m 有关。为了能确切地表示水体的能量特征,通常用单位重量水体的能量来确切地表示水体的能量特征。单位重量水体的能量又称为水头(E),单位重量水体的能量也有三种能量形式,即

单位位能:z

单位动能:

单位压能:

上式中,α为动能修正系数,一般α=1.05~1.1,在定性分析时常取α=1.0。

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