水力学基本概念

目录

绪论：1

第一章：水静力学1

第二章：液体运动的流束理论3

第三章：液流形态及水头损失3

第四章：有压管中的恒定流5

第五章：明渠恒定均匀流5

第六章：明渠恒定非均匀流6

第七章：水跃7

第八章：堰流及闸空出流8

第九章：泄水建筑物下游的水流衔接与消能9第十一章：明渠非恒定流10

第十二章：液体运动的流场理论10

第十三章：边界层理论11

第十四章：恒定平面势流11

第十五章：渗流12

第十六章：河渠挟沙水流理论基础12

第十七章：高速水流12

绪论：

1 水力学定义：水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。b5E2RGbCAP

2 理想液体：易流动的，绝对不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，也没有表面张力特性的连续介质。

3 粘滞性：当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点见要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性。可视为液体抗剪切变形的特性。<没有考虑粘滞性是理想液体和实际液体的最主要差别）p1EanqFDPw

4 动力粘度：简称粘度，面积为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s做相对运动所产生的内摩擦力。

5 连续介质：假设液体是一种连续充满其所占空间毫无空隙的连续体。

6 研究水力学的三种基本方法：理论分析，科学实验，数值计算。第一章：水静力学

要点：<1）静水压强、压强的量测及表示方法；<2）等压面的应用；<3）压力体及曲面上静水总压力的计算方法。DXDiTa9E3d

7 静水压强的两个特性：1）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面2）任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。RTCrpUDGiT

8 等压面：1）在平衡液体中等压面即是等势面2）等压面与质量力正交3）等压面不能相交4）绝对静止等压面是水平面5）两种互不

相混的静止液体的分界面必为等压面6）不同液体的交界面也是等压面5PCzVD7HxA

9 静水压强的计算公式：p=p0+

10 绕中心轴作等角速度旋转的液体：

11 绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强，称为绝对压强。

12 相对压强：

13 真空度：是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值，

14 压强的测量：测压管，U型水银测压计, 差压计

15 静止液体内各点，测压管水头等于常数，

16 作用在矩形上的静水总压力：<画图是考点）1）按一定比例，用线段长度代表改点静水压强的大小2）用箭头表示静水压强的方向，并与作用面垂直 P37jLBHrnAILg

17 静水总压力的计算：(为平面形心在点C液面下的淹没深度>

<）

18 矩形，绕形心轴的面积惯矩：。圆形平面绕圆心轴线的面积惯矩

19作用在曲面上的静水总压力：，，

, tan xHAQX74J0X

20 沉体：如果质量力大于上浮力，物体就会下沉，直到沉到底部才停止下来，这样的物体称为沉体。

浮体：如果质量力小于上浮力，物体就会上浮，一直要浮出水面，且使物体所排开的液体的重量和自重刚好相等后，才能保持平衡状态，这样的物体我们称为浮体。<定倾中心要高于重心）LDAYtRyKfE

潜体：质量力等于上浮力，物体可以潜没于水中任何位置而保持平衡，这样的物体称为潜体。<重心位于浮心之下）Zzz6ZB2Ltk

21 平衡的稳定性：是指已处于平衡状态的潜体，如果因为某种外来干扰使之脱离平衡位置时，潜体自身恢复平衡的能力。dvzfvkwMI1 22 压力体剖面图：1）受压曲面本身2）液面或者液面的延长面3）通过曲面的四个边缘向液面或液面的延长面所做的铅锤平面。rqyn14ZNXI

第二章：液体运动的流束理论

要点：<1）能量方程的应用条件和应用方法；<2）动量方程的应用条件和应用方法

23 恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变。

非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，这种流称为非恒定流

24 流线：某一瞬时在流场中绘出的一条曲线，在该曲线上所有各点的速度向量都与该曲线相切。

迹线：某一液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所练成的线称为迹线。

25 恒定总流得连续性方程：

26 均匀流：水流的流线为相互平行的直线。

非均匀流：水流的流线不是互相平行的直线。渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近于平行直线时成为渐变流<流线之间夹角很小或流线曲率半径很大）。 EmxvxOtOco 若流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小，这种水流称为急变流。

27 不可压缩液体恒定总流得能量方程：

SixE2yXPq5条件：恒定流，只有质量力，断面符合渐变流，两个断面之间，流量保持不变，没有加入或者流出

注意：同一基准面，压强必须采用相同的标准，管道选管轴中心，明渠选自由液面，可以取1

28 J总水头线坡度：简称水力坡，总水头线沿流程的降低值与流程长度之比。

29 恒定总流的动量方程：

注意：首先确定投影轴，并表明轴的方向，必须是输出的动量减去输入的动量

第三章：液流形态及水头损失

要点：<1）层流及紊流的概念；<2）沿程水头损失与局部水头损失的概念；<3）圆管均匀层流断面平均流速及切应力的分布规律

r为距圆管轴的距离，为圆管半径4）圆管均匀流沿程水头损失与切应力之间的关系6ewMyirQFL

30 水头损失的必备条件：1）液体具有粘滞性2）由于固体边界的影响，液流内部质点之间产生相对运动。宽浅明渠：

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31 湿周：液流过水断面与固体边界接触的周界线

水力半径R：过水断面的面积与湿周的比值

32 水头损失公式：，达西公式

33 雷诺Re=；粘性底层的厚度：

34 层流：当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂