0744 水力学
2024版水力学ppt课件
根据计算结果，分析管道的水力性能是否满足设计要求，提出改进建议。
21
减少流动损失措施探讨
优化管道设计
通过合理布置管道走向、减少弯 头数量、选用合适的管径等措施
降低沿程损失和局部损失。
采用高效节能设备
选用低阻力阀门、高效水泵等设 备降低流动损失。
2024/1/25
加强管道维护管理
定期清洗管道内壁、更换损坏的 管道附件等措施保持管道畅通， 减少流动阻力。
03
特性比较
恒定流具有稳定的流动特性，便于分析和计算；非恒定流 的流动特性复杂多变，需要采用动态分析方法。
15
流线、迹线和染色线概念辨析
流线
在某一瞬时，流场中每一点都与 速度矢量相切的曲线。流线反映 了该瞬时流场中速度的分布状况。
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迹线
某一质点在流动过程中不同时刻所 在位置的连线。迹线反映了该质点 在流动过程中的运动轨迹。
判别方法
通过计算雷诺数Re来判断流动类型。当Re小于临界雷诺数Rec时，流动为层流；当 Re大于Rec时，流动为湍流。
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14
恒定流与非恒定流特性比较
01
恒定流
流场中各点的流速、压强等流动参数不随时间变化，即流 动处于稳定状态。
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02
非恒定流
流场中各点的流速、压强等流动参数随时间变化，即流动 处于不稳定状态。
7
02 流体静力学分析
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8
静止液体中压强分布规律
液体内部压强随深度 的增加而增大。
液体的压强与液体的 密度和深度有关，密 度越大、深度越深， 压强越大。
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在同一深度，液体向 各个方向的压强相等。
水力学课件：3第三章 水动力学基础
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
1
Z1 1
0
Yangzhou Univ
V 2 总水头h线w
2g
测压管水头线
2
2 Z2
0
位压 流 置强 速 水水 水 头头 头
测总 压水 管头 水 头
H1 H 2hw
Yangzhou Univ
流线图
《水力学》
第三章 水动力学基础
§2 欧拉法的若干基本概念
2.2 过水断面 过水断面是指与水流运动方向成正交的横断面
过水断面的水力要素——影响水流运动的物理指标 例如：断面几何形状、过水断面面积、湿周和水力半径等
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基础
2
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
dL dL
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
水流必需是恒定流；
在所选取的两个过水断面上，水流应符合渐变流的条件， 但所取的两个断面之间，水流可以不是渐变流；
流程中途没有能量H输入或输出。否则，修正方程式：
z1
p1
1V12
水力学课件：3第三章 水动力学基础
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
dL dL
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
z1
p1
1V12
2g
z2
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2V22
2g
单单 位位 位压 能能
单水 位头 动损 能失
单单 位位 势总 能机
械
E1 E能2hw
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
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z2
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2V22
2g
hw
1
Z1 1
0
Yangzhou Univ
V 2 总水头h线w
2g
测压管水头线
全国水文水资源专业进修班
水力学
熊亚南
扬州大学水利与能源动力工程学院
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基本原理
§1 描述液体运动的两种方法 §2 欧拉法的若干基本概念 §3 恒定总流的连续性方程 §4 恒定总流的能量方程 §5 能量方程式在水流量测方面的应用
Yangzhou Univ
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
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2V22
2g
hw
2024年水力学课件
水力学课件1.引言水力学是研究流体静力学和流体动力学的科学，主要研究液体在力的作用下的运动规律和液体与固体边界的相互作用。
水力学广泛应用于水利工程、海洋工程、环境工程、地质工程等领域。
本课件旨在介绍水力学的基本原理、方法和应用，为读者提供水力学的系统学习和研究。
2.流体静力学流体静力学主要研究在静止的流体中，流体粒子所受的力以及流体粒子之间的相互作用。
流体静力学的核心内容是压强、液体的浮力和静力平衡。
2.1压强压强是单位面积上所受到的力的大小，其计算公式为p=F/A，其中p表示压强，F表示作用在面积A上的力。
在液体中，压强随深度的增加而增大，其关系式为p=ρgh，其中ρ表示液体的密度，g 表示重力加速度，h表示液体的深度。
2.2浮力浮力是指液体对浸入其中的物体所产生的向上的力。
浮力的大小等于物体所排开液体的重量，其计算公式为F_b=ρVg，其中F_b 表示浮力，ρ表示液体的密度，V表示物体排开液体的体积，g表示重力加速度。
2.3静力平衡静力平衡是指在静止的流体中，作用在流体上的各个力相互平衡，使流体保持静止状态。
静力平衡的条件是作用在流体上的各个力的合力为零，即∑F=0。
3.流体动力学流体动力学主要研究在力的作用下，流体的运动规律以及流体与固体边界的相互作用。
流体动力学的核心内容是流体的流动、伯努利方程和流体的阻力。
3.1流体的流动流体的流动可以分为层流和湍流两种类型。
层流是指流体以平行层的形式流动，流体粒子之间的相互作用力较小，流动速度分布均匀。
湍流是指流体粒子之间的相互作用力较大，流体粒子呈无序运动，流动速度分布不均匀。
3.2伯努利方程伯努利方程是描述在不可压缩、稳定流动的流体中，流体的总能量守恒的方程。
伯努利方程的表达式为p+1/2ρv^2+ρgh=常数，其中p表示流体的压强，ρ表示流体的密度，v表示流体的速度，h表示流体的位置高度，常数表示流体的总能量。
3.3流体的阻力流体的阻力是指流体在流动过程中，由于与固体边界的相互作用而产生的阻碍流体运动的力。
水力学课后题解析
目录1 (1)（4） (1)（6） (2)3.1 (3)（2） (3)3.2 (3)（2） (3)1（4）一半球体，其半径为R，它绕竖直轴旋转的角速度为ω，半球体与凹槽之间隙为δ，如图所示，槽面涂有润滑油，其动力粘性系数为μ。
则半球体旋转时，所需的旋转力矩为（）πR rμωδ- 未答复4/311/21/3[explanation]【知识点】牛顿内摩擦定律。
【解析】显然球面上任意点到转轴的距离为Rsinθ，该点的切应力为τ=μωRsinθΔ，则旋转力矩为M=∬AτRsinθd A=∫π/20τRsinθ⋅2πRsinθ=43πR4μωδ。
[explanation]（6）如图所示，有一很窄的缝隙，高为h，其间被一平板隔开，平板向右拖动速度为u，平板一边液体的动力粘性系数为，另一边液体动力粘滞系数为。
则要使拖动平板的阻力最小，平板放置的位置y应为（）A.y=h2B.y=μ2hμ1+μ2C.y=μ1hμ1+μ2D.y=h1+μ1μ2√A. B. C. D. D. - 正确[explanation]【知识点】牛顿内摩擦定律。
【解析】由牛顿内摩擦定律可写出τ1=μ1uh−y，τ2=μ2uy，总切应力τ=μ1uh−y+μ2uy，由极值原理dτdy=0即可得出结果。
3.13.2（2）渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。
（）对对- 正确错3.3（1）液体作有势运动时（）作用于液体的力必须是有势的液体的角变形速度为零液体的旋转角速度为零液体沿流向的压强梯度为零液体沿流向的压强梯度为零- 不正确（2）一壁面附近的均匀流的速度分布为u y=u z=0，u x=0，则流动是（）恒定流, 有旋流, - 正确恒定流非恒定流有旋流有势流[explanation]【知识点】恒定流与非恒定流，有旋流与无旋流。
【解析】流动要素与时间t无关，是恒定流。
∂u y/∂x≠∂u x/∂y，是有旋流。
（3）已知圆管层流流速分布为{u x=γJ4μ[r20−(z2+y2)] ,u y=0 ,y z=0（y、z 轴垂直管轴），则（）流动无线变形，无角变形，是无旋流流动有线变形，无角变形，是有势流流动无线变形，有角变形，是有旋流流动无线变形，有角变形，是有旋流- 正确流动有线变形，有角变形，是有旋流（4）流体微团旋转角速度与流速场无关。
《水力学》课程标准
《水力学》课程标准一、课程说明注：1.课程类型（单一选项）：A类（纯理论课）/B类（理论＋实践）/C类（纯实践课）2.课程性质（单一选项）：必修课/专业选修课/公共选修课3.课程类别（单一选项）：公共基础课/专业基础课/专业核心课4.合作者：须是行业企业人员，如果没有，则填无二、课程定位《水力学》是水利类水利水电建筑工程、水利工程、建设工程监理、给排水工程技术、水文与水资源等专业的专业基础课程。
开课时间为大一下学期，计划安排64个学时讲授，计4个学分。
本课程与其他相关课程紧密衔接，是《工程水文与水利计算》、《水工建筑物》、《工程地质与土力学》、《水利施工》等课程的基础。
《水力学》是研究水体平衡和运动规律的一门学科。
旨在使学生掌握水体平衡和运动的一般规律和有关的基本概念与基本理论，学会水力学的分析和计算方法，能对简单的水利问题进行水力计算。
符合水利水电建筑工程、水利工程、建设工程监理、给排水工程技术、水文与水资源等专业人才的培养目标，使学生能够运用所学知识解决基层水利单位的工程实际问题。
培养学生的自主学习能力、归纳表达能力等，促进其养成认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风及其他良好的科学文化素质、专业素质。
三、设计思路以科学发展观为指导，全面贯彻党的教育方针，遵循教育教学规律和人才成长规律；立足于建设一流高职院校的目标，遵循“打好扎实的理论基础、培养实践和创新能力、拓宽专业且反映学科特点”的原则，树立跨学科培养，通识教育与专业教育相结合，融入创新教育、创业教育、素质教育、绿色教育和终身教育的理念；以深化学分制为抓手，创新人才培养模式和教学运行机制，积极探索学分制下弹性学习制度和个性化人才培养方案，尊重学生选择权，培养学生自我负责意识；积极探索分类招生、分流、分段、分模块的多元化人才培养模式，努力提高职业人才培养质量，提升学校人才培养为地方经济社会发展服务的能力。
坚持以下基本原则：整体优化原则；深化学分制原则；体现学生主体原则；加强实践教学原则；符合时代要求原则。
水力学第4版复习资料整理汇编
学习 -----好资料水力学一、概念1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。
水力学的任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其实际应用。
2.水力学：分为水静力学和水动力学。
3.水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。
4.水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体的运动特性与能量转换等。
5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。
6.连续介质：一种咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。
7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质。
8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、其大小与液体的质量与比例的力。
如重力、惯性力。
9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。
10.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。
p’ >011.相对压强：把当地大气压 Pa 作为零点计量的压强。
p12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对压强为负值时，则称该点存在真空。
也称负压。
真空的大小用真空度 Pk 表示。
13.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，这种水流称为恒定流。
14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时间而变化的，这种水流称为非恒定流。
15.流管：在水流中任意取一微分面积 dA，通过该面积周界上的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。
16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。
17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。
18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。
19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。
天津市考研水利工程复习资料水力学核心知识点整理
天津市考研水利工程复习资料水力学核心知识点整理天津市考研水利工程复习资料：水力学核心知识点整理水力学是研究水的运动、水流的变化规律以及水与固体物质相互作用的力学学科。
它是水利工程领域的核心学科之一，对于水利工程的设计、建设和管理具有重要意义。
本文将对天津市考研水利工程复习中的水力学核心知识点进行整理，帮助考生系统学习和掌握。
一、水力学基本概念1. 水力学的定义及研究对象水力学是研究水的运动、水流的变化规律以及水与固体物质相互作用的力学学科。
研究对象包括水流的稳定性、液体的运动规律、水流与固体物质之间的相互作用等。
2. 流体的基本性质流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
流体的基本性质包括密度、粘度、压力和流速等。
3. 流体静力学流体静力学研究的是静止的流体及其受力情况。
根据帕斯卡原理，流体中的每一点受到的压力相等。
流体静力学的关键概念包括压强、大气压和压力之间的关系。
二、亚声速流动和超声速流动1. 亚声速流动亚声速流动是指流体流动速度小于声速的情况。
亚声速流动的特点是流体的运动速度相对较小，流速变化较缓慢，流动中没有明显的压力波。
2. 超声速流动超声速流动是指流体流动速度大于声速的情况。
超声速流动的特点是流体的运动速度相对较大，流速变化剧烈，流动中存在明显的压力波。
三、水的运动方程与动量方程1. 水的连续性方程水的连续性方程是基于质量守恒定律推导出来的，用于描述流体的质量守恒。
连续性方程可以表达为质量流量在流体流动中的守恒。
2. 水的动量方程水的动量方程描述了水体受力及其对周围环境造成的作用。
动量方程包括质量力和体积力对水体的作用，在水力学分析中具有重要的应用价值。
四、流体流动的稳定性与失稳性1. 流动的稳定性稳定性是指流体流动在不受外力干扰的情况下，流动状态是否保持不变。
流动的稳定性受到多种因素的影响，如雷诺数、流速分布的均匀性以及外界条件的变化等。
2. 流动的失稳性流动的失稳性是指流动状态的微小扰动会引起原来的流动模式发生变化的情况。
《水力学课后习题答案第四版(吴持恭)
水力学课后习题答案0 绪论0.1 ρ＝816.33kg/m 3 0.2 当y =0.25H 时Hu dy dum 058.1≈ 当y=0.5H 时Hu dy dum 84.0≈ 0.4 f = g0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 21.3 h 1=2.86m h 2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m ，外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m 。
1.4 Pc=27.439KN/m 2 1.5 P M =750.68h KN/m 2 1.6 P 2-p 1=218.05N/m 21.7 γ=BA Br A r B A ++1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P ＝0 1.9 W=34.3rad/s W max =48.5rad/s1.10 a=Lh H g )(2-1.12 当下游无水 P ξ=3312.4KN(→) P 2=862.4KN(↓)当下游有水 P ξ=3136KN(→) P 2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3=h 2=1.73m 时 T ＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN1.19 P ＝45.54KN 总压力与水平方向夹角φ＝14º28´ 1.20 P ξ=353KN P ζ=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm 3/s V ＝7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3γ2p =2.35m2.4 P K 1=63.8KN/m 2 2.5 Q=0.00393m 3/s 2.6 Q=0.0611m 3/s 2.7 μ=0.985 2.8 Q=0.058m 3/s2.9 S 点相对压强为－4.9N ／cm 2，绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R ξ=391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角β＝37º8´ 2.13 R ξ=98.35KN(→) 2.14 R ξ=2988.27KN(→) 2.15 R ξ=1.017KN(←) 2.16 R ξ =153.26KN(→)2.17 α=2 34=β2.18 F=Rmv 22.19 Q=g 2μH 2.5 2.20 F=C d L222ρμ2.21 m p A44.2=γm p B44.4=γ2.22 Q 1=+1(2Q cos )α )cos 1(22α-=QQ 2.23 R=2145KN α=54º68´ 2.24 m=3.12kg2.25 T 充＝24分34秒 T 放＝23分10秒3. 液流型态及水头损失3.1 d 增加，Re 减小 3.2 R e =.8>2000 紊流 3.3 R e =64554>500紊流 3.4 cm 0096.00=δ 3.5320=u v 当时v u x = h y m 577.0≈ 3.6 Q3min1654.0m =/s 20/24.33m N =τ3.7 当Q=5000cm 3/s 时，Re=19450紊流2.00=∆δ 光滑管区027.0=λ当Q ＝20000cm 3/s 时 Re=78200紊流775.00=∆δ 过渡粗糙区026.0=λ当Q ＝cm 3/s 时 Re=紊流1.70=∆δ 粗糙区 023.0=λ若l ＝100m 时Q ＝5000 cm 3/s 时 h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q ＝ cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 λ＝0.042 3.9 n=0.011 3.10 ξ=0.29 3.11 Q=0.004m 3/s 3.12 ∆h=0.158m 3.13 Z=11.1m3.14 ξ=24.74 有压管中的恒定流4.1 当n=0.012时Q=6.51 m3/s 当n=0.013时Q=6.7m3/s当n=0.014时Q=6.3 m3/s4.2 当n=0.0125时Q=0.68 m3/s 当n=0.011时Q=0.74 m3/s当n=0.014时Q=0.62 m3/s=0.0268 m3/s Z=0.82m4.3 Qm ax4.4 当n=0.011时H=7.61 m 当n=0.012时H=7.0 m4.5 H t=30.331m=5.1m4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s hm axv＝21.5m水柱高4.7 n取0.0125时HA4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s ∇=135.21m4.9 H=0.9m4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m=10.57KN/m24.13 Q=0.0105 m3/s PB4.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲＝1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求5.8 当n=0.011时i=0.0026 ∇=51.76m当n=0.012时i=0.0031 当n=0.013时i=0.0036当n=0.014时i=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允满足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 当n=0.025时b=7.28m h=1.46m当n=0.017时b=6.3m h=1.26m当n=0.03时b=7.8m h=1.56m5.12 h f=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 h m=2.18m b m=1.32m i=0.000365.162∇=119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s6 明渠恒定非均匀流6.1 V w=4.2m/s Fr=0.212 缓流6.2 h k1=0.47m h k2=0.73m h01=0.56m> h k1缓流h02=0.8m> h k2缓流6.3 h k=1.56m V k=3.34m/s V w=5.86m/s h k > h0缓流V w>V缓流6.5 i K=0.00344> i缓坡6.7 L很长时，水面由线为C0、b0 b2型。
水力学课件：2第二章 水静力学
1.按一定比例，用线段长度代表该点静水压强的大小
2.用箭头表示静水压强的方向,并与作用面垂直
pa A
相对压强分布 图
Yangzhou Univ
Pa+ρgh
B
《水力学》 第二章 水静力学
A
§7 作用在平面上的静水总压力
A B
B A
C A
B
B
Yangzhou Univ
《水力学》 第二章 水静力学
作用点距门底 e 1 h 1 4 1.33m 33
《水力学》 第二章 水静力学
§7 作用在平面上的静水总压力
7.3 解析法 ——适用于任意形状的平面
静水总压力的大小为
P pc A
P α
hc
DC
O （x）
pc为受压面形心点的压强
ω为受压面的面积
y
C
yC
x
D
静水总压力的作用点位置：
yD
yc
Yangzhou Univ
《水力学》 第二章 水静力学
§5 静水力学原理在水文测验中的应用
5 静水力学原理在水文测验中的应用
5.1 自记水位计测井
水位自记室的测井与 河道相连通，测井水 面和河道水面均为大 气压强，即两者压强 相等，所以两水面高 程相等
Yangzhou Univ
《水力学》 第二章 水静力学
E
A
pc AAB
FRx
gVAABB
FRz
FR
pB ABB ghB ABB gVBBFG
❖曲面上静水总压力的水平分力等于曲面在铅垂投影面上 的静水总压力。
Px pc AAB hc AAB
Yangzhou Univ
《水力学》 第二章 水静力学
(0744)《水力学》网上作业题及答案
（0744）《水力学》网上作业题及答案第一次作业[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。
参考答案：正确[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合参考答案：错误[单选题]管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向( )A：增大B：减小C：不变D：不定参考答案：B[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[填空题]紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布参考答案：均匀[填空题]当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是 .参考答案：光滑区→过渡粗糙区→粗糙区[填空题]明渠均匀流的力学特征是 .参考答案：重力沿流程的分量=边壁摩阻力[填空题]水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F 为。
参考答案：F=ρQβv (方向水平向右)第二次作业[单选题]水的动力粘度随温度的升高而A：增大B：减小C：不变D：不定参考答案：B[判断题]层流均匀流断面动量修正系数为２参考答案：错误[判断题]水深相同的静止水面一定是等压面。
参考答案：错误[单选题]牛顿流体具有A：扩散并充满整个容器的特性B：在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性C：实际上绝对不可压缩的性质D：切应力与运动状态无关的性质参考答案：B[判断题]恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
参考答案：错误[论述题]“恒定流一定是均匀流”，这种说法是否正确？为什么？参考答案：答：这种说法错误的。
均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。
当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。
[论述题]何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？参考答案：答：连续介质模型：假设液体是一种充满其所占据空间的毫无空隙的连续体。
2024版水力学课件(精选)
01水力学基本概念与原理Chapter水力学定义及研究对象水力学的定义研究对象液体性质与分类液体的性质液体的分类静压力与动压力概念静压力动压力指液体在运动状态下，由于流体的动能而产生的压力。
动压力的大小与流体的速度、密度以及流动状态有关。
连续性方程与伯努利方程连续性方程伯努利方程02流体静力学分析Chapter静止液体中压强分布规律压强随深度增加而增大在静止液体中，压强随深度的增加而线性增大，符合帕斯卡定律。
等压面概念在连通器内，同一深度各点的压强相等，这些点构成的面称为等压面。
压强计算静止液体中某点的压强可通过液体密度、重力加速度和该点距液面的垂直距离计算得出。
表面张力作用浸润与不浸润现象毛细现象030201液体相对平衡时表面形状确定浮力与沉浮条件分析阿基米德原理沉浮条件密度与浮沉关系潜水艇、气球等应用实例潜水艇工作原理气球升空原理03流体动力学基础Chapter恒定总流能量方程及其意义恒定总流能量方程是描述流体在管道中流动时，各种能量之间转换关系的方程。
该方程表明，在不可压缩流体恒定流动的情况下，流体的位能、压能、动能之间可以相互转换，但总能量保持不变。
恒定总流能量方程的意义该方程是水力学中最基本的方程之一，对于理解和分析管道中水流运动特性具有重要意义。
通过该方程，可以计算出水流在管道中的流速、流量、水位等参数，为工程设计提供理论依据。
非恒定总流能量方程简介非恒定总流能量方程是描述流体在非恒定流动情况下，各种能量之间转换关系的方程。
与恒定总流能量方程相比，非恒定总流能量方程考虑了时间因素对流体运动的影响。
非恒定总流能量方程的应用该方程适用于分析水库放水、河流洪水演进、潮汐河口的水流运动等非恒定流动问题。
通过该方程，可以预测水流在不同时间点的运动状态，为防洪、水资源调度等提供决策支持。
沿程损失和局部损失计算方法沿程损失局部损失管道中水流运动特性分析管道水流运动类型管道水流运动特性04明渠均匀流与非均匀流计算Chapter$v = Csqrt{RJ}$，其中$v$为流速，$C$为谢才系数，$R$为水力半径，$J$为水面比降。
2024版水力学全套课件
水力学全套课件contents •引言•水静力学•水动力学基础•水流阻力与水头损失•有压管道中的恒定流•明渠恒定流•堰流与闸孔出流目录引言水力学概述水力学的定义研究液体（主要是水）的平衡和机械运动规律及其应用的科学。
水力学的重要性在水利、能源、交通、环保等领域有广泛应用，对于国民经济和社会发展具有重要意义。
水力学与其他学科的关系与流体力学、水文学、水利工程学等学科密切相关，相互促进、共同发展。
水力学的研究对象和任务研究对象01研究任务02实际应用03发展历史现状发展趋势030201水力学的发展历史与现状课程内容及学习方法课程内容学习方法水静力学静水压强及其特性静水压强的特性静水压强的定义静水压强具有方向性，垂直于受压面并指向该面；在同一点上，静水压强的大小与受压面的方位无关。
压强的表示方法1 2 3液体平衡微分方程的概念液体平衡微分方程的建立液体平衡微分方程的应用液体平衡微分方程重力作用下液体平衡重力作用下液体平衡的概念等压面的概念重力作用下液体平衡的应用液体的相对平衡液体的相对平衡的概念液体相对平衡的原理液体相对平衡的应用液体作用在平面上的总压力的概念总压力的计算方法总压力的应用液体作用在曲面上的总压力的概念01总压力的计算方法02总压力的应用03水动力学基础描述液体运动的方法宏观描述微观描述欧拉法与拉格朗日法欧拉法拉格朗日法以流体质点为研究对象，追踪流体质点的运动轨迹，考察其在运动过程中各物理量的变化规律。
流场流线迹线流管液体运动的基本概念连续性方程实质质量守恒定律在流体力学中的具体表述。
意义反映了流体运动在空间上的连续性，即流体不可能在某一区域内突然消失或出现。
应用用于求解流体的密度、速度等物理量在空间和时间上的变化规律。
伯努利方程及其应用实质意义应用动量方程及其应用实质意义应用水流阻力与水头损失由于水流与固体边界之间的摩擦而产生的阻力，其大小与水流速度、边界粗糙度等因素有关。
摩擦阻力形状阻力兴波阻力涡流阻力由于物体形状对水流的阻碍而产生的阻力，与物体的形状、尺寸和在水流中的位置有关。
计算水力学04资料
其中均由初值计算，所以方程组为常系数线性方程组。 对一条具有Ｌ２-Ｌ１个河段的河道，有2·(L2-L1＋1） 个未知变量，可以列出２·(L２-L１)个方程，加上河 道两端的边界条件，形成封闭的代数方程组，可唯一 求解未知量 。
李光炽
格式的稳定条件和精度
计算水力学
计算水力学
第四章 河道水流计算
李光炽
计算水力学
天然河道水流:一维流动 基本方程:圣维南方程组 双曲线型微分方程有两类基本求解方法: 一是基于方程的特征线形式的特征线法 二是基于偏微分方程的有限差分法 介绍适用于河道水流计算的有限差分法
李光炽
第一节 蛙跳格式
计算水力学
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计算水力学
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计算水力学
第二节 Lax－Wendroff格式
Ｌａｘ和Wｅｎｄｒｏｆｆ提出了有限 差分格式写成守恒形式的一阶微分方程 系统为：
该方程首先应用于气体动力方程的系统。
李光炽
计算水力学
应用台劳级数展开 保留表达式的头三项，并应用原方程
李光炽
计算水力学
式中Ａ=A(Ｕ) 是Ｆ(Ｕ)关于Ｕ的雅可比行列式： 展开式变成
李光炽
计算水力学
第三节 Ａｂｂｏｔｔ隐式格式
Ａｂｂｏｔｔ格式应用的微分方程形式 与常用的有所不同，在连续方程中用 “存储宽度 ”的概念，在动量方程中 用“计算宽度Ｂ”的概念
李光炽
计算水力学
李光炽
计算水力学
离散格式
f x
x j1
1
x
j
1
{1 2
(
f
n j 1
f
n1 j 1
)
1 2
水力学期末复习指导
《水力学》期末复习指导一、课程说明《水力学》是中央广播电视大学水利水电工程专业专升本的补修课。
采用由李国庆教授主编、刘之平副主编编写的“水力学”为文字教材(2001年6月，中央电大出版社)。
二、考试说明1.期末考试采取笔试形式。
中央广播电视大学高等专科水利水电工程专业开放教育试点的学生2.课程复习要求本课程考试着重考核学员对水力学基本概念、基本理论和水力计算技能的掌握情况。
本考核说明对各章内容规定了考核知识点和考核要求，考试按了解、理解和掌握三个层次提出学生应达到的考核标准。
“了解”是最低层次的要求，凡是属于需要了解的知识点，要求对它们的概念有基本的了解。
“理解”是较高层次的要求，对待水力学基本概念，水流运动现象和基本理论的有关知识点，在理解的基础上要对相关问题能进行分析和判断并得到正确的结论。
“掌握”是最高层次，凡是需要掌握的知识点，要求学员能运用所学的知识和方法能正确地分析水流运动并进行实际工程的水力计算，这是学习水力学最终目标，并将在今后专业课学习和工作中经常用到。
大纲中的某些内容，要求掌握程度达到熟练。
3.试题题量比例、题型和结构试题中各种能力层次的试题题量比例为：了解＜10%，理解20~30%，掌握60~70%。
试题类型可分两类：基本概念题(判断题、选择题、问答题)和应用计算题（包括计算题和作图题）。
以上两类题型的组成比例约为50:50。
三、复习内容和重点要求第一章绪论考核知识点：1.液体运动的基本特征，连续介质和理想液体的概念。
2.液体主要物理性质：惯性、万有引力特性（重力）、粘滞性、可压缩性和表面力特性。
3.量纲的概念。
4.作用在液体上的力：质量力、表面力。
考核要求1.了解液体流动基本特征，理解连续介质与理想液体的概念和在水力学研究中的作用。
2.理解液体5个主要物理性质的特征和度量单位，重点掌握液体粘滞性、牛顿内摩擦定律及其适用条件。
了解什么情况下需要考虑液体的可压缩性和表面张力特性。
水力学第四版复习资料
移项得
在不可压缩液体恒定总流中，任意两个过水断面，其平均流速的大小 与过水断面面积成反比，断面大的地方流速小，断面小的地方流速大。 19.不可压缩理想液体恒定流微小流束的能量方程（伯努利方程）
单位重量液体位能
单位重量液体压能
单位重量液体动能 通常 不可压缩实际液体恒定总流的能量方程
水力学 一、 概念
1. 水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的 任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其 实际应用。
2. 水力学：分为水静力学和水动力学。 3. 水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或
相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。 4. 水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时，
11.巴斯加原理
p=p0+ρ(U-U0) 平衡液体中，边界上的压强 p0 将等值地传递到液体内的一切点上; 即当 p0 增大或减小时，液体内任意点的压强也相应地增大或减小同
样数值。
12.静止液体中任意点的静水压强计算公式(由 z+ =C)
p=p0+ρgh 或 p=p0+ρg(z0-z)
这一结论只适用于质量力只有重力的同一种连续介质。 z 为静止液体内任意点在坐标平面以上的几何高度，称为位置水头；
ζ为局部水头损失系数 v 为发生局部水头损失以后（或以前）的断面平均流速
三、 整理 1. 研究粘滞性的意义 粘滞性是发生一切能量损失的根源。
2.
很小，这种水流称为急变流。 24. 水头损失：因实际液体具有粘滞性，在流动过程中会产生
水流阻力，克服阻力就要耗损一部分机械能，转化为热能， 造成水头损失。 25. 沿程水头损失：在固体边界平直的水道中，单位重量的液 体自一断面流至另一断面所损失的机械能就叫做两断面之 间的水头损失，这种水头损失是沿程都有并随沿程长度而增 加的，所以又叫做沿程水头损失。 26. 湿周：液流过水断面与固体边界接触的周界线叫做湿周。 27. 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，这种型态的流动叫做层流。 28. 湍流：当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流 动过程中，互相混掺，这种型态的流动叫做湍流。 29. 运动要素的脉动：当一系列参差不齐的涡体连续通过湍流 中某一定点时，必然会反映出这一定点上的瞬时运动要素 （如流速、压强等）随时间发生波动的现象。 30. 绝对粗糙度：固体边界的表面总是粗糙不平的，粗糙表面 凸出高度叫做绝对粗糙度。△ 31. 水力光滑面 32. 水力粗糙面 33. 过渡粗糙面 二、 公式
水力学总复习
14
合成
a a
a
a
b
b
b
b
c
c
c
c
左侧水的作 用
右侧水的作 用
abc曲面( abc曲面(虚 曲面 压力体) 压力体)
15
第一章 水静力学
5:对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力 对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力. 例5:对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力. 铅垂分力方向向上
P = ρgV = ρg(V 柱 V 球 ) z 圆 半 2 d 1 3 = ρgπR h + πd 2 12
水力学(工程流体力学) 水力学(工程流体力学) 复 习 要 点
1
课 程 主 要 内 容
液体的主要物理性质 连续介质,密度,粘滞性,压缩性, 连续介质,密度,粘滞性,压缩性,表面张力
连续介质的假说
基本理论 牛顿内摩擦定律 水静力学 水动力学 液流型态与水头损失
应用部分 有压管道中的恒定流 明渠恒定流 明渠非恒定流(含水跃) 明渠非恒定流(含水跃) 堰流和闸孔出流
2
一,流体静力学复习要点 静水压强概念,特性, 静水压强概念,特性,分布规律 等压面的定义及特性 绝对压强,相对压强,真空度 绝对压强,相对压强, 静水压强及静水总压力的计算 静水压强分布图的绘制 压力体图的绘制
3
静水压强特性, 1,静水压强特性,分布规律 方向垂直并且指向受压面 各向等值性
p = p0 + ρgh
所以:PA-PB=ρ2 (Z2-Z1+ Z4-Z3)g-ρ1(Z2-Z3)g 所以:
8
试绘制图中壁面上的压强分布图. 例2:试绘制图中壁面上的压强分布图.
A h h h 油 水 B
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一、
单项选择题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分)
1.
共轭水深是指（ ）
A.水跃的跃前水深与跃后水深
B.溢流坝下游水流收缩断面水深
C.均匀流水深
D.临界水深
2.
按是否考虑液体的粘滞性，可将液体分为（ ）
A.牛顿液体与非牛顿液体；
B.连续液体与非连续液体
C.可压缩液体与不可压缩液体
D.理想液体与实际液体
3.
在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量（ ）
A.大
B.小
C.相等
D.不定
4.
长管的总水头线与测压管水头线( )
A.相重合
B.相平行，呈直线；
C.相平行，呈阶梯状；
D.以上答案都不对。
5.
在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线（）
A.重合
B.相交
C.相切
D.平行
6.
图示容器中有两种液体，密度r2 > r1 ，则 A、B 两测压管中的液面必
为( )
A.B 管高于 A 管；
B.A 管高于 B 管；
C.AB 两管同高。
D.都有可能
7.
明渠水力最优断面的水力半径R（）
A.等于水深的一半；
B.等于底宽的一半；
C.等于水面宽度的一半；
D.等于湿周的一半。
8.
水的动力粘度随温度的升高而（）
A.增大
B.减小
C.不变
D.不定
二、
填空题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分)
1.
输水管中水流速为1.70m/s，阀门的局部水头损失为1.2m，其局部阻力系数为______。
8.14
2.
应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_________断面，但二断面之间可以存在_ ______流。
渐变流、急变
3.
水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程______________，动水压强沿程______________。
不变，减小
4.
常用的薄壁堰的堰口形状有 ______ 和 _______ 两种。
矩形、三角形
5.
在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强_________零。
(填写大于、等于或小于) 如在小孔处装一测压管，则管中液面将________。
(填写高于、或低于)小孔的位置。
小于，低于
6.
水力学中最基本的、贯穿始终的假定是 ________________________假定。
连续性介质模型
7.
明渠底面纵向倾斜的程度称为______ 。
底坡
8.
两根串联管道，小管管径为D1 大管径D2=2D1,大管平均流速V=1ｍ／ｓ，小管平均流速V为 ________ 。
0.25
三、
问答题(本大题共3小题，每道题6.0分，共18.0分)
1.
理想流体的运动微分方程求解的假定前提是什么？
答：（1）不可压缩理想流体的恒定流动；（2）沿同一微元流束（也就是沿流线）积分；（3）质量力只有重力；（4）无黏性流体。
2.
简述研究堰流的目的。
答：探讨堰的过水能力，即分析流经堰的Q，及其与堰流其它特征量之间的关系，从而解决工程实际中提出的有关水力学问题
3.
流线和迹线的区别和联系是什么？
答：（1）区别：迹线是单个液体质点在某一时间段内不同时刻的流动轨迹线；流线是同一瞬时由连续的一系列液体质点所构成的流动方向线。
（2）联系：恒定流时流线与迹线重合。
四、
判断题(本大题共5小题，每道题2.0分，共10.0分)
1.
临界流一定是均匀流
对
错
2.
管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。
对
错
3.
毕托管是用来测量液体点流速的一种仪器。
对
错
4.
均匀流的同一过水断面上，各点流速相等。
对
错
5.
体积模量K值越大，液体越容易压缩。
对
错
五、
计算题(本大题共3小题，每道题8.0分，共24.0分)
1.
一底面积为45×50cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.62° （见图示），求油的粘度。
2.
从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2cm。
水头H =5.
5 m。
由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N/cm2。
如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R。
行近流速v0=0，取动能校正系数和动量
校正系数均为1。
3.
图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l=50 m ，两个 30°折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H=3m 。
若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。