水力學(xué)主要知識(shí)點(diǎn)

1、 1 水力學(xué) 水力學(xué)主要 主要知識(shí)點(diǎn) 知識(shí)點(diǎn) （水工專(zhuān)業(yè) （水工專(zhuān)業(yè)） 緒 論 （一）液體的主要物理性質(zhì) 1．慣性與重力特性 2．粘滯性：液體的粘滯性是液體在流動(dòng)中產(chǎn)生能量損失的根本原因. 描述液體內(nèi)部的粘滯力規(guī)律的是牛頓內(nèi)摩擦定律 : 注意牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：1)牛頓流體， 2)層流運(yùn)動(dòng) 3．可壓縮性。 在研究水擊時(shí)需要考慮 4．表面張力特性。 進(jìn)行模型試驗(yàn)時(shí)需要考慮 水力學(xué)的

2、兩個(gè)基本假設(shè)： (二)連續(xù)介質(zhì)和理想液體假設(shè) 1.連續(xù)介質(zhì)：液體是由液體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體,可以用連續(xù)函數(shù)描述液體運(yùn)動(dòng)的物理量. 2．理想液體：忽略粘滯性的液體 （三）作用在液體上的兩類(lèi)作用力 第 1 章水靜力學(xué) 章水靜力學(xué) 水靜力學(xué)包括靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。通過(guò)靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的計(jì) 算，可以求作用在建筑物上的靜水荷載。 (一) 靜水壓強(qiáng)： 靜水壓強(qiáng)： 主

3、要掌握靜水壓強(qiáng)特性,等壓面,水頭的概念，以及靜水壓強(qiáng)的計(jì)算和不同表示方法. 1．靜水壓強(qiáng)的兩個(gè)特性： （1）靜水壓強(qiáng)的方向垂直且指向受壓面 （2）靜水壓強(qiáng)的大小僅與該點(diǎn)坐標(biāo)有關(guān)，與受壓面方向無(wú)關(guān)， 2.等壓面與連通器原理：在只受重力作用,連通的同種液體內(nèi), 等壓面是水平面. (它是靜水壓強(qiáng)計(jì)算和測(cè)量的依據(jù)） 3．重力作用下靜水壓強(qiáng)基本公式（水靜力學(xué)基本公式） p=p0+ g ? h 或

4、 其中 z—位置水頭，p/ g ? —壓強(qiáng)水頭 （z+p/ g ? ）—測(cè)壓管水頭 請(qǐng)注意， “水頭”表示單位重量液體含有的能量。 4．壓強(qiáng)的三種表示方法：絕對(duì)壓強(qiáng) p′，相對(duì)壓強(qiáng) p， 真空度 pv, 它們之間的關(guān)系為：p= p′-pa pv=│p│（當(dāng) p＜0 時(shí) pv存在） 相對(duì)壓強(qiáng):p= g ? h,可以是正值，也可以是負(fù)值。要求掌握絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空度三者的概

5、念和它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。 c gp z ? ? ?dy du ? ? ?3 （二）液體運(yùn)動(dòng)基本方程 （二）液體運(yùn)動(dòng)基本方程 1. 1.恒定總流連續(xù)方程 v 1A1= v 2A2 , Q=vA 利用連續(xù)方程，已知流量可以求斷面平均流速，或者通過(guò)兩斷面間的幾何關(guān)系求斷面平均流速。 2.恒定總流能量方程

6、 J= —水力坡度 ，表示單位長(zhǎng)度流程上的水頭損失。 能量方程是應(yīng)用最廣泛的方程， 能量方程中的最后一項(xiàng) hw是單位重量液體從 1 斷面流到 2 斷面的平均水頭損失 （1） 能量方程應(yīng)用條件： 恒定流，只有重力作用，不可壓縮 漸變流斷面，無(wú)流量和能量的出入 （2）能量方程應(yīng)用注意事項(xiàng): 三選：選擇統(tǒng)一基準(zhǔn)面便于計(jì)算

7、 選典型點(diǎn)計(jì)算測(cè)壓管水頭 : 選計(jì)算斷面使未知量盡可能少 （ 壓強(qiáng)計(jì)算采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)） （3）能量方程的應(yīng)用： 它經(jīng)常與連續(xù)方程聯(lián)解求 ：斷面平均流速，管道壓強(qiáng)，作用水頭等。 文丘里流量計(jì)是利用能量方程確定管道流量的儀器。 畢托管則是利用能量方程確定明渠（水槽）流速的儀器。 當(dāng)需要求解水流與固體邊界之間的作用力時(shí)，必須要用到動(dòng)量方程， 3.恒定總流動(dòng)量方程

8、 ∑Fx=ρQ（β2 v 2x-β1 v 1x） 投影形式 ∑Fy=ρQ（β2 v 2y -β1 v 1y） ∑Fz=ρQ（β2 v 2z -β1 v 1z） β—?jiǎng)恿啃拚禂?shù)，一般取β=1.0 式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz 是作用在控制體上所有外力沿各坐標(biāo)軸分量的合力，V1i,V2i是進(jìn)口和出口斷面上平均流速在各坐標(biāo)軸上投影的分量。 動(dòng)量方程的應(yīng)用條件與能量方程相似，恒定流和計(jì)算斷面應(yīng)位于漸變流段。