在过水断面形状、尺寸或流向改变的局部地区产生的水头损失称为局部水头损失，如在管路中的突扩、突缩、渐扩、渐缩、阀门、三通及转弯等处均产生局部水头损失。

在过水断面形状、尺寸或流向改变的局部地区往往会产生主流脱离固体边壁并形成漩涡的现象。漩涡的形成与破裂、漩涡间互相摩擦与冲击、漩涡与主流间进行动量交换、过水断面面积与流向的改变处流速和压强要进行调整，即动能与势能要相互转化，这些过程都要消耗机械能，这就是局部水头损失产生的原因。当然，在产生局部水头损失的局部地区也有由于液体质点间和液体与管壁之间产生的沿程水头损失，但是，它同此地区的局部水头损失相比较小。

计算局部水头损失的一般公式为：

式中 ζ——局部水头损失系数，由实验确定，见表5.9.1；

v——一般指产生局部水头损失处后的断面平均流速（或有专门说明），断面平均流速以m/s为单位。

断面突然扩大的局部水头损失可以由能量方程、动量方程和连续方程推导出来。如图5.9.1所示，为断面突然扩大水流的示意图。设细管和粗管的直径分别为d1和d2，断面1-1和断面2-2的平均流速分别为v1和v2，形心点压强分别为p1和p2。又假设忽略1-1断面和2-2断面间的沿程水头损失hf，则hw=hf。现在写1-1断面和2-2断面的能量方程，则

图5.9.1

上式中的p1、p2可由写1-1断面和2-2断面间虚线所示控制体的动量方程求得。由于整个1-1断面上液体质点的径向加速度很小，故可以认为该断面上的动水压强分布与静水压强分布相同。这时注意：1-1断面真正过水的断面面积为A1，而动水压强的作用面积与A2相等。作用在控制体上的表面力为p1A2和p2A2。质量力为水体重量在流动方向上的分量G sinθ=γA2l sinθ=γA2（z1-z2），式中θ为管轴线与水平面夹角。假设忽略作用在控制体侧壁上的切应力。控制体内的动量变化为于是由动量方程得：

两端除以γA2得：

式 （5.9.3）代入式（5.9.2），得：

式 （5.9.4）就是计算突然扩大局部水头损失的公式。

当断面面积A2与A1相比很大时，如图5.9.2所示的管道突然扩大到某一容器或水池时，因为A1/A2≈0，由式 （5.9.5）和式（5.9.7）则得此时的局部水头损失为：

它说明A2很大时突然扩大的局部水头损失系数等于1，且整个管路中的动能全部在突然扩大中损失掉。

图5.9.2

管路中的总局部水头损失可以由叠加法求得。但是，在匀直圆管中的流速分布会因局部损失的存在而改变，这种速度分布的改变能影响到产生局部损失地方的上下游的一定范围。液体通过产生局部水头损失的地方后要经过一段距离后才能消除局部水头损失对流速分布的影响，重新建立起正常的流速分布。局部水头损失影响的长度约为：

式中 d——管径。

当两个局部水头损失之间的距离小于上述长度时，实际的总局部水头损失比按叠加法求得的总局部水头损失大些。(www.daowen.com)

表5.9.1

续表

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图5.9.3

例5.9.1 有一如图5.9.3所示的由水箱引出的串联管路向大气泄流。已知管径d1=d3=100mm，管长l1=l3=10m，相应沿程水头损失系数λ1=λ3=0.03，管径d2=200mm，管长l2=5m，相应的沿程水头损失λ2=0.025；折角θ=30°；90°弯管d/R=1；插板阀门的开度e/d=0.5；管中流量Q=31.4L/s，试求所需的水头H。

解：

（1）水头损失hw计算

管路中流速为：

管路中沿程水头损失为：

管路中局部水头损失：

首先按表5.9.1查出各局部水头损失系数如下。

总水头损失为：

（2）水头H 的计算

以过管路出口的水平面为基准面，写上游水箱水面和管路出口断面的能量方程，则

即水箱水面到管路出口断面的铅垂距离为8.93m。