水力損失過(guò)程分析

流體流經(jīng)泵或風(fēng)機(jī)時(shí)，必然產(chǎn)生水力損失。這種損失同樣也包括局部阻力損失和沿程阻力損失。水力損失的大小與過(guò)流部件的幾何形狀、壁面粗糙度以及流體的粘性等密切相關(guān)。機(jī)內(nèi)阻力損失發(fā)生于下述幾個(gè)部分。第一，進(jìn)口損失△H₁，流體經(jīng)泵或風(fēng)機(jī)入口進(jìn)入葉片進(jìn)口之前，發(fā)生摩擦及90°轉(zhuǎn)彎所引起的水力損失。此項(xiàng)損失，因流速不高而不致太大。第二，撞擊損失△H₂，當(dāng)機(jī)器實(shí)際運(yùn)行流量與設(shè)計(jì)額定流量不同時(shí)，相對(duì)速度的方向就不再與葉片進(jìn)口安裝角的切線(xiàn)相一致，從而發(fā)生撞擊損失，其大小與運(yùn)行流量和設(shè)計(jì)流量差值之平方成正比。第三，葉輪中的水力損失△H₃，它包括葉輪中的摩擦損失和流道中流體速度大小、方向變化及離開(kāi)葉片出口等局部阻力損失。第四，動(dòng)壓轉(zhuǎn)換和機(jī)殼出口損失△H₄。流體離開(kāi)葉輪進(jìn)入機(jī)殼后，有動(dòng)壓轉(zhuǎn)換為靜壓的轉(zhuǎn)換損失，以及機(jī)殼出口損失。

于是，水力損失的總和∑△H=△H₁ △H₂ △H₃ △H₄。上述四部分水力損失都遵循流體力學(xué)流動(dòng)阻力的規(guī)律。

液體在泵內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)葉輪、導(dǎo)輪和泵殼時(shí)，產(chǎn)生的摩擦阻力；另外，當(dāng)流體進(jìn)入葉輪和從葉輪出來(lái)時(shí)會(huì)產(chǎn)生碰撞和旋渦，也會(huì)引起局部阻力損失。這兩部分損失統(tǒng)稱(chēng)為水力損失。

由以下三部分組成：

(1)摩擦阻力損失。

(2)漩渦阻力損失。

(3)沖擊損失。

在泵的所有損失中，對(duì)水力損失了解得最少，水力損失是最重要的。這是由于影響水力損失的因素是如此之多，甚至連這些因素的綜合影響也不能精確地確定。一般來(lái)說(shuō)，水力損失是由下列原因引起的：

1．表面摩擦損失；

2．由于液流速度的大小和方向改變而引起的漩渦損失和脫流損失。

在第二組損失中還包括所謂沖擊損失和擴(kuò)散損失。在泵中，從吸入短管到吐出短管的各部分流道，沒(méi)有一段液流方向或流道面積和形狀不是變化的。此外，一部分流道是旋轉(zhuǎn)的，這就引起速度分布的變化，因此使研究水力損失更加復(fù)雜。在這種情況下，不可能以滿(mǎn)足任何一個(gè)實(shí)際目的的精確度來(lái)計(jì)算泵內(nèi)的摩擦損失。

(1)流道表面盡量光滑。水力摩擦損失隨相對(duì)粗糙度的增加而增加。

(2)流道濕周應(yīng)盡量小。在泵的流道各種斷面形狀中，當(dāng)過(guò)流斷面面積相同時(shí)。圓形濕周最小，方形其次，長(zhǎng)方形較差。流道斷面中存在尖角(容易出現(xiàn)在扭曲葉片與壁面的夾角處)是不利的。

(3)泵內(nèi)各部分流道不宜過(guò)長(zhǎng)。例如葉輪葉片、導(dǎo)葉葉片等形成的流道過(guò)分加長(zhǎng)除增加摩擦損失外，還給鑄造清砂等帶來(lái)困難。

(4)扭曲葉片進(jìn)口部分的斷面不宜過(guò)分狹窄，在葉片繪型時(shí)應(yīng)注意葉輪或?qū)~葉片進(jìn)1：3邊的工作面與相鄰葉片的背面所構(gòu)成的過(guò)流斷面不要太窄小，避免相對(duì)速度太快，降低泵的效率和吸入能力。

主要有：

①錨具變形和鋼筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失 ；

②預(yù)應(yīng)力鋼筋與孔道壁之間摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失；

③混凝土加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，受張拉的鋼筋與承受拉力的設(shè)備之間溫差引起的損失；

④鋼筋應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失；

⑤混凝土的收縮徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；

⑥用螺旋式預(yù)應(yīng)力鋼筋作配筋的 環(huán)形構(gòu)件由于混凝土的局部擠壓引起的預(yù)應(yīng)力損失。2100433B

在我國(guó),工業(yè)能源主要是煤。煤燃燒時(shí),熱損失一般有如下幾種：排煙熱損失、化學(xué)不完全燃燒熱損失、機(jī)械不完全燃燒熱損失、散熱損失、灰渣物理熱損失等。要節(jié)約能源,提高熱效率,就應(yīng)使各種熱損失的總和最少。就必須進(jìn)行熱工試驗(yàn)和熱損失的計(jì)算。通常,熱工計(jì)算都依賴(lài)于燃料的元素分式。

從鍋爐排出的灰與爐渣都具有一定的溫度，由此帶來(lái)的熱損失形成了灰渣物理熱損失?；以锢頍釗p失包括爐渣、飛灰和沉降灰排出鍋爐設(shè)備時(shí)所帶走的熱損失，可根據(jù)此三項(xiàng)進(jìn)行計(jì)算。

水力篩研究進(jìn)展

董文楚 于1989年根據(jù)水力學(xué)原理提出確定篩網(wǎng)過(guò)濾器大小和水力性能的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，徐茂云 在1992年提出推求篩網(wǎng)在不同堵塞情況下過(guò)濾器局部水頭損失系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，分析只有當(dāng)篩網(wǎng)過(guò)水面積相當(dāng)小，篩網(wǎng)堵塞程度對(duì)過(guò)濾器局部水頭損失有明顯影響。劉煥芳 于2006年分析了堵塞對(duì)篩網(wǎng)過(guò)濾器局部水頭影響，提出水頭損失與過(guò)濾流量，過(guò)濾時(shí)間，水源含沙量有關(guān)，有效過(guò)水面積減少，局部水頭損失增加。

水力篩清水條件水力篩水力性能

相同過(guò)水流量下，高目數(shù)的水力篩（網(wǎng)）局部水頭損失大于低目數(shù)的水力篩（網(wǎng)）局部水頭損失，能量損耗較大。主要原因?yàn)楦吣繑?shù)篩網(wǎng)過(guò)濾器網(wǎng)孔孔徑較小，水流受邊界條件影響較大，質(zhì)點(diǎn)間摩擦和劇烈碰撞消耗機(jī)械能增加，并且水流穿過(guò)網(wǎng)孔流速隨孔徑減小而增大。

根據(jù)局部水頭損失公式 ：

流速越大相同條件下高數(shù)目水力篩網(wǎng)產(chǎn)生的局部水頭損失越大。

水力篩含污物情況水力篩水力性能

相同過(guò)水流量下，進(jìn)水口含沙量（表征污物進(jìn)行試驗(yàn)）越大，系統(tǒng)的局部水頭損失越大，0.3%含沙水>0.2%含沙水>0.1%含沙水>清水 。

造成液體能量損失根本原因?yàn)橐后w粘滯性，由于粘滯性使得液體在流動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生摩擦阻力，引起液體運(yùn)動(dòng)機(jī)械能損失，即為局部水頭損失 。在高含沙水流狀態(tài)，水流粘滯系數(shù)隨含沙量增大而增大，大于相同溫度的清水粘滯系數(shù)，水流內(nèi)摩擦力做功消耗機(jī)械能增加，水損增加 。因此相同流量下，系統(tǒng)的局部水頭損失隨含沙量增大而增大，且高于清水時(shí)的局部水頭損失。