当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变而且随

当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、当流场中液体质点的运动要素不仅随空间位置而变、而且随时间而变化时，这种流动称为非恒定流动。而且随时间而变化时，这种流动称为非恒定流动。有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。有压管中的非恒定流动，称为有压非恒定流动。水击水击（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定（或称水锤）是有压管中的一种重要的非恒定流现象。流现象。当有压管中的流速因某种外界原因而发生急剧变化时，当有压管中的流速因某种外界原因而发生急剧变化时，将引起液体内部压强产生迅速交替升降的现象，这种交替将引起液体内部压强产生迅速交替升降的现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其它管路元件上好像锤击升降的压强作用在管壁、阀门或其它管路元件上好像锤击一样，故称为水击（或水锤）。一样，故称为水击（或水锤）。这种压强的交替升降，有时会达到很大的数值，处理这种压强的交替升降，有时会达到很大的数值，处理不当将导致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至不当将导致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至爆裂。爆裂。主要内容：主要内容：阀门突然关闭时有压管道中的水击阀门突然关闭时有压管道中的水击阀门逐渐关闭时有压管道中的水击阀门逐渐关闭时有压管道中的水击v水击现象的物理过程v水击压强的计算v水击波的传播速度v水击压强的计算v直接水击与间接水击v减小水击压强的措施阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程阀门突然关闭时有压管道中的水击的物理过程V00pgH0ABLpga0Ltta V=0V00pgH0ABLpg2LLttaa V0aV023LLttaa V00pgH0ABLpgV0V0=0pgaV=034LLttaa V00pgH0ABLpgV0V0=0pgV0aV0流速由V00，压强增加p，管壁膨胀流速由0 -V0，压强减小，恢复原状，管壁恢复原状流速由-V00，压强降低p，管壁收缩流速由0 V0，压强增加，恢复原状，管壁恢复原状各断面压强随时间变化图各断面压强随时间变化图Lao2 La3 La4 La5 La6 Lap0p0+pp0-pLao2 La3 La4 La5 La6 Lap0p0+pp0-p阀门断面处管路进口断面处水击压强的计算水击压强的计算依动量定理可推得：0()pa VV 或0()paHVVgg当阀门突然完全关闭时，V=0，则有0paV 或0paHVgg例如某压力引水钢管内水击波传播的速度a=1000m/s，设流速由6 m/s减少到零时，阀门突然关闭时的压强水头增量为100066009.8Hm水击波传播的速度水击波传播的速度根据质量守恒原理可推导出水击波的传播速度11()1)KaDK DKEEK、液体的体积模量、密度E、D、管壁材料的弹性模量、管径、管壁厚度 为减小水击压强增量，在管壁材料强度允许的条件下，为减小水击压强增量，在管壁材料强度允许的条件下，应当选用应当选用直径较大直径较大，管壁较薄管壁较薄的水管。的水管。阀门逐渐关闭时有压管道中的水击阀门逐渐关闭时有压管道中的水击V00pgH0L 若关闭阀门所经历的总时间为Ts，则可将它分成n个时段t1，t2，tn，Ts=t1，t1时段101()pa VVt2时段212()pa VV2sLTa若则阀门处01niippaV 2sLTa若则阀门处01niippaV 2sLTa若则阀门处将不可能升到阀门突然关闭时那样高的水击压强直接水击直接水击间接水击间接水击直接水击直接水击当当 时，阀门处的压强不受阀门时，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短的影响关闭时间长短的影响2sLTa间接水击间接水击当当 或或 时，阀门处的压强时，阀门处的压强与阀门关闭时间的长短有关与阀门关闭时间的长短有关2sLTa2saTL 工程设计中减小水击压强的工程设计中减小水击压强的措施措施：在管壁材料强度允许的条件下，应当选用在管壁材料强度允许的条件下，应当选用直径较大直径较大，管壁较薄管壁较薄的水管。的水管。合理选择参数，并尽可能合理选择参数，并尽可能延长延长阀门调节时间，以阀门调节时间，以避免产生直接水击。避免产生直接水击。