水輪機在工作時，水流要經過引水部件、 導水部件、轉輪和尾水管等過流部件，水流便產生摩擦、撞擊、漩渦和脫流等損失。這些情況所引起的水頭損失，稱為水力損失。它隨過流的流速增加而加大。
基本介紹
- 中文名：水力損失
- 外文名：hydraulic loss
- 所屬領域：電機工程
- 特點：隨過流的流速增加而加大
- 組成：摩擦阻力、漩渦阻力、衝擊損失
- 定義：摩擦、撞擊、漩渦和脫流產生損失
產生原因,組成部分,過程分析,減小方法,
產生原因
在泵的所有損失中，對水力損失了解得最少，水力損失是最重要的。這是由於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。一般來說，水力損失是由下列原因引起的：
1．表面摩擦損失；
2．由於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衝擊損失和擴散損失。在泵中，從吸入短管到吐出短管的各部分流道，沒有一段液流方向或流道面積和形狀不是變化的。此外，一部分流道是旋轉的，這就引起速度分布的變化，因此使研究水力損失更加複雜。在這種情況下，不可能以滿足任何一個實際目的的精確度來計算泵內的摩擦損失。
組成部分
由以下三部分組成：
(1)摩擦阻力損失。
(2)漩渦阻力損失。
(3)衝擊損失。
過程分析
流體流經泵或風機時，必然產生水力損失。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。機內阻力損失發生於下述幾個部分。第一，進口損失△H1，流體經泵或風機入口進入葉片進口之前，發生摩擦及90°轉彎所引起的水力損失。此項損失，因流速不高而不致太大。第二，撞擊損失△H2，當機器實際運行流量與設計額定流量不同時，相對速度的方向就不再與葉片進口安裝角的切線相一致，從而發生撞擊損失，其大小與運行流量和設計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、方向變化及離開葉片出口等局部阻力損失。第四，動壓轉換和機殼出口損失△H4。流體離開葉輪進入機殼後，有動壓轉換為靜壓的轉換損失，以及機殼出口損失。
於是，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流動阻力的規律。
減小方法
(1)流道表面儘量光滑。水力摩擦損失隨相對粗糙度的增加而增加。
(2)流道濕周應儘量小。在泵的流道各種斷面形狀中，當過流斷面面積相同時。圓形濕周最小，方形其次，長方形較差。流道斷面中存在尖角(容易出現在扭曲葉片與壁面的夾角處)是不利的。
(3)泵內各部分流道不宜過長。例如葉輪葉片、導葉葉片等形成的流道過分加長除增加摩擦損失外，還給鑄造清砂等帶來困難。
(4)扭曲葉片進口部分的斷面不宜過分狹窄，在葉片繪型時應注意葉輪或導葉葉片進1：3邊的工作面與相鄰葉片的背面所構成的過流斷面不要太窄小，避免相對速度太快，降低泵的效率和吸入能力。
