水力学基础知识共88页
《水力学基础》各章重要知识点
《水力学基础》各章重要知识点一、绪论1.液体的力学特性2.密度与容重，水力计算中的取用值情况3.粘滞性，影响粘性的主要因素4.理想液体与实际液体二、水静力学1.静水压强的特性2.静力学基本方程及各项含意3.压强的单位，相互之间如何换算4.绝对压强与相对压强5.水力意义上的“真空”6.压力式水位计的工作原理7.静水压强分布图、压力体8.静水总压力的计算三、水动力学基本原理1.流线2.过水断面、湿周、水力半径3.流量、断面平均流速4.恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流、5.连线性方程、能量方程式的物理意义及应用6.利用能量方程式分析水流运动的动、势能转换。
7.水力坡度、水面坡度8.均匀流、非均匀渐变流过水断面上z +四、水流型态和水头损失1.水头损失的分类2.雷诺试验，层流与紊流，雷诺数3.紊流的特征4.沿程水头损失的计算5.局部水头损失的计算五、明渠恒定均匀流1.明渠的类型：顺坡、平坡与逆坡明渠；棱柱体明渠与非棱柱体明渠2.明渠均匀流的特性及产生条件3.明渠均匀流的计算公式及水力计算4.明渠均匀流中各水力因素间的变化关系5.水力最佳断面六、明渠恒定非均匀流1.明渠水流的缓流与急流流态及其特征2.佛汝德数3.临界水深及主要影响因素4.临界底坡、缓坡与陡坡p γ=c5.水跌现象与水跃现象6.河渠水面线计算的基本思路7.弯道水流特点七、明渠非恒定渐变流明渠非恒定流的基本特性八、泄水建筑物过水流量的计算1.堰流与闸孔出流的异同点2.堰流的分类3.利用堰闸测流的基本思路。
水力学--主要知识点
第5章 明渠恒定均匀流 （一）明渠恒定均匀流 1. 均匀流特征： （1）水深，底坡沿程不变 （过水断面形状尺寸不变）
（2）断面平均流速沿程不变 （3）三线平行J = Jz= i (总水头线、水面线、渠底) 2. 均匀流形成条件：恒定流，长直棱柱体渠道，正坡渠道，糙率沿程不变
第6章 明渠恒定非均匀流 明渠水流的流态和判别 1.明渠水流三种流态：
其中 z—位置水头，p/ρg—压强水头，z+ p/ρg—测压管水头
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv, 它们之间的关系为：p= p′-pa pv=│p│（当p＜0时pv存在） 相对压强:p=ρgh 可以是正值，也可以是负值。。 计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面 和曲面两类。 根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都 可以用解析法进行计算。 静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力
3. 圆管层流流动 (1)断面流速分布特点 ：抛物型分布，不均匀
(2) 沿程阻力系数： 64 层流流动的沿程水头损失Re系数λ只是雷诺数的函数，而且与雷诺数成 反比。 4. 紊流运动特性 紊流的特征—液层间质点混掺，运动要素的脉动 紊流内部存在附加切应力： 紊流边界有三种状态：
紊流中：当Re较小 ＜ 0.3 水力光滑
合力方向：α=arctg Pz
Px
第2章 液体运动的流束理论 1. 流线的特点:反映液体运动趋势的图线
流线的特征:流线不能相交；恒定流流线形状位置不变；恒定流 迹 线和流线重合。
2 .流动的分类:
液
非恒定流 均匀流
流 恒定流
非均匀流 渐变流
水力学基础知识
一、基本概念
流体
是液体和气体的总称 是由大量的、 是由大量的、不断地作热运动而且无固定平衡 位置的分子构成的， 位置的分子构成的，它的基本特征是没有一定 的形状和具有流动性
一、基本概念
1 连续介质假设
流体是比分子大很多的，微观上充分大而宏 流体是比分子大很多的， 观上充分小的， 观上充分小的，可以近似地看成是几何上没有 维度的一个点的质点所组成， 维度的一个点的质点所组成，质点之间没有空 连续地充满流体所占有的空间。 隙，连续地充满流体所占有的空间。 将流体的运动作为由无数个流体质点所组成 的连续介质的运动， 的连续介质的运动，它们的物理量在时间或空 间上都是连续的
du τ =µ dy
2 流体的主要物理性质
粘性
运动粘度（ 运动粘度（Pa.s） ） 动力粘度(m2/s) 动力粘度
ν＝
u
ρ
2 流体的主要物理性质
压缩性和膨胀性 表面张力特性
在液体自由表面的分子作用半径范围内， 在液体自由表面的分子作用半径范围内，由于 分子引力大于斥力， 分子引力大于斥力，在表层沿表面方向产生张 力这种张力称表面张力
流动阻力
沿程阻力和局部阻力
能量损失
沿程损失和局部损失
3 沿程损失与切应力的关系式
均匀流基本方程
hf
τ 0l = γR
τ 0＝γRJ
适用于有压管流、明渠均匀流， 适用于有压管流、明渠均匀流，层流和紊流
3 沿程损失与切应力的关系式
沿程损失的普遍表示公式－ 沿程损失的普遍表示公式－达西公式
τ0 = λ
流束
流管内的流体
2 描述流体运动的基本概念
过流断面
沿流体流动方向，在流束上取一横断面， 沿流体流动方向，在流束上取一横断面，使它 在所有各点上都和流线正交。 在所有各点上都和流线正交。这一横断面称过 流断面。 流断面。
绪论第二章水力学基础
目录
• 水力学基本概念与原理 • 流体静力学原理及应用 • 流体动力学基础知识 • 黏性流体动力学原理 • 管路中水流运动特性分析 • 明渠恒定流与非恒定流研究
01
水力学基本概念与原理
水力学定义及研究对象
水力学定义
水力学是研究液体（主要是水） 在静止和运动状态下的平衡、变 形和流动规律的科学。
拉格朗日法得到的方程是常微分方程， 而欧拉法得到的方程是偏微分方程。
适用范围不同
拉格朗日法适用于质点数量较少、运 动较简单的情况；欧拉法适用于质点 数量较多、运动较复杂的情况。
连续性方程建立及其物理意义
建立过程
基于质量守恒定律，考虑流体微元体中质量的流入流出关系，得到连续性方程。
物理意义
连续性方程反映了流体运动中质量守恒的基本规律，即单位时间内流入和流出流体微元体的质量差等 于微元体内质量的变化率。
静止流体中压强分布规律
01
同一水平面上各点压强相等
在静止流体中，同一水平面上的各点压强相等，这是由于流体静压力是
垂直作用于流体元素上的，水平方向上没有压力差。
02
压强随深度增加而增大
在重力作用下，静止流体中的压强随深度的增加而增大。这是由于流体
柱的重量随深度的增加而增大，导致下方流体元素受到的压强增大。
04
黏性流体动力学原理
牛顿内摩擦定律及黏度概念
牛顿内摩擦定律
阐述流体内部相邻两层间内摩擦力与速 度梯度成正比的定律，即黏性流体的内 摩擦力大小与流体的性质有关，与相邻 两流层间的速度差和接触面积成正比， 而与接触面上的压力无关。
VSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
黏度概念
衡量流体黏性大小的物理量，表示流体流 动时分子间内摩擦阻力的大小。黏度越大 ，流体流动时内摩擦力越大，流动阻力也 越大。
水力学基础知识.
（四）膨胀性
水的体积随水温升高而增大的性质为
水的膨胀性。
根据试验，10-20℃的水在常压下，水
温升高1℃，体积增加万分之一点五，
其体积变化较小。
（五）溶解性 溶质在水中的扩散称为溶解。物质能否在水 中溶解，与物质分子的极性有关。凡是由 极性分子或与水分子结构相似的分子组成 的物质均易溶于水，如食盐、糖等。与水 分子极性不同的物质不易溶于水或者不溶 于水，如：汽油、煤油、柴油等。
用水可以扑灭易溶于水的固体物质火灾； 用水可以扑救比水重且不溶于水的可燃液 体； 也可以稀释溶于水的可燃液体，使火灾得
到控制或扑灭。
（六）水的导电性
水的导电性能与水的密度、射流形式等有关。
水中含有杂质越多，电阻率越小，导电性
能越大。纯净水电阻率很大，为不良导体。
天然水源一般都含有各种杂质，因而被称
(三）水的冰点
纯净的水温度下降到0℃时，开始凝结成冰。 水结成冰时，释放出溶解热335KJ/L。水结成
冰，由液体状态变成固体状态，水分子间 距离增大，因而体积随之扩大。
因此，对消防给水管道和储水容器在冬季进行 保温，防止结冰，以免水结成冰时体积扩大， 致使消防设备损坏。
处于流动状态的水不易结冰，因为水的部 分动能转化为热能。因此，为了不使水带 内结冰，在冬季火场上，当消防队员需要 转移阵地时，不要关闭水枪。若需要关闭
时，应关小射流，使水仍处于流动状态。
二、水的主要物理性质
密度和容重
水的导电性
溶解性 黏滞性 膨胀性 压缩性
（一）密度和容重
液体单位体积内所具有的质量称为密度， 液体单位体积内所具有的重量为容重(也指 作用在单位体积上的重力)。 不同液体的密度和容重各不相同、同一种 液体的密度和容重又随温度和压强而变化。
水力学主要知识点课件
水洞实验的主要设备包括水洞、水泵、压力计、速度测量仪等。
实验步骤
首先，开启水泵，使水流通过水洞并测量相关参数；然后，根据 测量结果计算水流的动力学特性和水力性能。
压力管实验基础
实验原理
压力管实验是通过测量压力管中的压力、流量等参数，研究水流 的压力变化和能量损失。
实验设备
压力管实验的主要设备包括压力管、水泵、流量计、压力计等。
实验设备
水槽实验的主要设备包括水槽、水泵、流量计、压力计、速度测量 仪等。
实验步骤
首先，将水槽中的水抽至一定高度，然后开启水泵，使水流通过实验 设备并测量相关参数；最后，根据测量结果计算水力学参数。
水洞实验基础
实验原理
水洞实验是通过测量水洞中的水流状态、压力等参数，研究水流 的动力学特性和水力性能。
现代水力学
20世纪中叶至今，水力学 研究领域不断扩大，涉及 水资源的开发、利用、保 护和管理等方面。
水力学的研究对象和任务
研究对象
水流的运动规律、水与边界的相 互作用以及水对物体的作用力等。
研究任务
为水利工程、土木工程、环境工 程等领域的实际应用提供理论支 持和设计依据。
水力学的应用领域
土木工程
实验步骤
首先，开启水泵，使水流通过压力管并测量相关参数；然后，根据 测量结果计算水流的压力变化和能量损失。
THANKS。
桥梁、隧道、港口、机场等工 程设施的水力学问题分析和设 计。
自然地理
研究地球上水的循环、河流、 湖泊和海洋的动力学特征。
水利工程
水库、水电站、堤防等水利设 施的设计、建设和运行管理。
环境工程
水污染控制、水资源保护、城 市排水和洪水控制等环境水力 学问题。
水力学 主要知识点
（一）水头损失的计算方法
1.总水头损失： 沿程水头损失： 达西公式 圆管
l 2 hf 4R 2g
hw= ∑hf + ∑hj
l 2 hf d 2g
λ—沿程水头损失系数 R—水力半径 R A 圆管 R d 4 局部水头损失 ζ—局部水头损失系数
V2 hj 2g
3.恒定总流动量方程 F Q
2 2 1
∑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—动量修正系数，一般取β=1.0
式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz是作用在控制体上所有外力沿各坐标轴分量的合力，
请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p， 真空度pv, 它们之间的关系为：p= p′-pa 相对压强:p=ρgh 可以是正值，也可以是负值。。 pv=│p│（当p＜0时pv存在）
计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面
和曲面两类。 根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都
的几何关系求断面平均流速。
恒定流
非均匀流
2 p1 1v12 p2 2v2 2.恒定总流能量方程 z1 g 2 g z2 g 2 g hw
hw J= l —水力坡度 ，表示单用最广泛的方程，能量方程中的最后一项hw是单位 重量液体从1断面流到2断面的平均水头损失 （1）能量方程应用条件： 恒定流，只有重力作用，不可压缩渐变流断面，无流量和能量 的出入 （2）能量方程应用注意事项: 三选：选择统一基准面便于计算p 选典型点计算测压管水头 : z g 选计算断面使未知量尽可能少 （ 压强计算采用统一标准） （3）能量方程的应用： 它经常与连续方程联解求 ：断面平均流速，管道压强，作用水头等。 文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。 毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。 当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用到动量方程，
0B 水力学基础知识
（图3-8）
48
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
7 水动力学三大方程
恒定流连续性方程——质量守恒
恒定流能量方程——能量守恒 恒定流动量方程——动量守恒
水动力学的任务——建立三大方程，求解 p、v、R ， 即压强、流速及液流对边壁的作用力
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
B.恒定流能量方程
元流方程推导过程
27
（图3-2）
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
6 欧拉法的有关概念
过水断面——垂直于流线簇所取的断面。
过水断面特性：
1. 沿过水断面方向流速为零。 2. 流线不平行时，过水断面为曲面。（如图c） 3. 流线平行时，过水断面为平面。（如图3d）
28
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
A.恒定流连续性方程
按质量守恒原理
应有 dm1＝dm2 对于不可压缩流
体ρ1=ρ2 ，有：
u1dA1 u2dA2
45
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
A.恒定流连续性方程
总流连续性方程
单一水道
m dm
A
对于总流，有：
A
udA Q vA
水力学与桥涵水文
水力学基础知识
A. 恒定流连续性方程
元流连续性方程
流入断面的水力要 素为 dA1、u1、ρ1 流出断面的水力要 素为 dA2、u2、ρ2 则：流入、流出质 量为
dm1 ρ1dQdt ρ1u1dA1dt dm2 ρ2 dQdt ρ2u2 dA2 dt
44
在常压下，水的值与温度t的关系式为：
水力学基本知识
第一章水力学基本知识1.惯性：具有维持它原有运动状态的特性、质量越大，运动状态越难改变，因而惯性越大2.单位体积内液体所具有的重量称为该液体的容重（重度）3.内摩擦力f=黏滞力4.谬u：动力粘滞系数与液体性质有关5.u液体表面与底面流速差6.液体粘滞性还可用运动粘滞系数v表示v=谬u/破p7.压缩性：液体不能承受拉力，可以承受压力。
液体受压缩后体积缩小，密度增加，同时液体内部会产生压力抵抗压缩变形，这种性质被称为液体的压缩性；压力解除后消除变形，恢复原状，这种性质称为液体弹性8.表面张力：表面张力仅在液体表面存在，液体内部不存在9.连续介质假说：假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无间隙的连续体，水力学所研究的液体运动是连续介质的连续运动10.理想液体概念：水是不可被压缩，没有粘滞性，没有表面张力的连续介质11.质量力：常见的重力和惯性力皆属于质量力，单位质量液体所受的质量力为单位质量力m第二章水力静学1.等压面：静止液体中凡压强相等的各点连接起来组成的面（平面或曲面）称为等压面2.等压面重要性质：作用于静止液体上任意一点的质量力必须垂直于通过该点的等压面3.重力液体的等压面是重力加速度g互相垂直的曲面4.所以平衡液体的自由表面是等压面，即液体静止时的自由表面是水平面，静止液体中两种不同液体的分界面是等压面5.等压面概念：相连通的两种液体6.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7.相对压强：把当地大气压作为零点计量的压强8.p’绝对压强p相对压强Pa当地大气压强9.Yh为液体自重产生压强，与水呈线性关系，沿水深的压强分布图为直角三角形10.压强分布图中各点压强方向恒垂直指向作用面，两受压面交点处的压强具有各向等值性11.z—位置高度，即计算点距计算基准面的高度，称位置水头12.p/y—压强高度测压管中水面至计算点的高度，称压强水头13.z+p/y—测压管中水面至计算点的高度，称测压管水头（单位重量液体的势能，简称单位势能）第三章水力学基础1.迹线：是单个液体质点在某一时间段内的运动轨迹线2.流线：是在某一瞬时的空间流场中，表示各质点流动方向的曲线流线上所有各点在该瞬时的厉害矢量都和该流线相切，流线不能相交和转折3.元流，总流，过水断面：充满微小流管内的液体称为元流；充满流管内的液体称为总流，总流是无数元流的总和；与元流或总流中所有流线相正交的截面称为过水断面4.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积5.恒定流，非恒定流：所有水流运动要素均不随时间变化的液流称恒定流；水流任一运动要素随时间变化的液流称非恒定流6.无压流，有压流：凡过水断面的部分周线为自由表面的液流称为无压流；凡过水断面的全部周线均于固体壁面相接触的液流称为有压流7.毕托管：一种测量液体点流速的仪器8.文丘里管：测量管道中液体流量的常用仪器9.雷诺数：表征了惯性力与黏滞力的比值雷诺数Rek≈2300是一个相当稳定的数值10.层流底层：液体作紊流运动时，紧邻壁面液体层的流速很小，流速梯度很大，黏滞力处于主导地位，且质点的横向混掺受到很大约束，因此总存在有保持层流流动的薄层，称为层流底层11.紊流切应力：在紊流中的水流阻力除了粘性阻力t1外，液体质点混参和运动量交换还将产生附加的切应力t2，简称紊流的附加应力12.重力流，无压流：明渠中水流是直接依靠重力作用而产生的，称重力流；同时它具有自由表面，相对压强为零，故称为无压流13.明渠均匀流形成条件①必须是顺坡渠道i>0并在较长一段距离保持不变②必须是长而直的棱柱形渠道③渠道表面的糙率n应沿程不变④渠道中的水流应是恒定流14.水力最佳断面：矩形渠道水力最佳断面的底宽为水深的两倍即水力半径为水深的1/215.水文资料应有以下四性①可靠性②代表性③独立性④一致性16.水位观测：水位是河流最基本的水文要素12.我国统一规定用青岛验潮站的黄海平均海平面作为水准基面17.水位观测通常用水尺和自记水位计，水尺读数加水尺零点高程就是水位18.水文调查：步骤是先建立水文断面，通过洪水调查，确定各种洪水位和洪水比降，进而确定水文断面的流速和流量19.洪水调查：访问调查洪痕调查20.其他调查：其他调查主要有冰凌调查和既有涉河工程调查21.堰流和堰：在明渠流中，为控制水位或控制流量而设置构筑物，使水流溢过构筑物的流动称为堰流，该构筑物称为堰22.堰水力特性：①堰的上游水流受阻，水面壅高，势能增大;在堰顶上由于水深变小，流速变大，使动能增大，在势能转化为动能过程中，水面有下跌的现象。
第一章 水力学基础知识
γ = G / V = mg / V = ρg
第一章 水力学基础知识
液体的粘滞性 定义： 定义：运动状态下的液体具有抵抗切应变能 力的特性称为液体的粘滞性。 力的特性称为液体的粘滞性。 判断：静止状态下的液体不具有粘滞性。 判断：静止状态下的液体不具有粘滞性。
第一章 水力学基础知识
液体的压缩性 定义：液体受压时体积压缩变形， 定义：液体受压时体积压缩变形，压力除去 后又恢复原状， 后又恢复原状，液体的这种性质称为压缩 性。
（ （
形） 形） 形） 形）
形Re 形 k=2320
3、水流形态及水流损失 、
沿程阻力（均匀流或渐变流）： 沿程阻力（均匀流或渐变流）：
h f = il
（2）水头损失 ）
非均匀流或急变流）： 局部阻力（非均匀流或急变流）：
v2 hj = ζ 2g
总水头损失： 总水头损失：hw = ∑ h f + ∑ h j
3、室外排水管网 、
2、液体的力学概念 、
）、水动力学概念 （2）、水动力学概念 ）、
过水断面、 过水断面、流量和流速 过水断面A：与流线正交的液流横断面。 过水断面 ：与流线正交的液流横断面。 注：过水断面可能是平面也可能是曲面。 过水断面可能是平面也可能是曲面。 流量Q：单位时间内通过过水断面的液体体积。 流量 ：单位时间内通过过水断面的液体体积。 单位： 单位：m3 / s 断面平均流速 v ： v = Q / A
2、液体的力学概念 、
）、水静力学概念 （1）、水静力学概念 ）、 静止状态的理解 静水压强： 静水压强： 静水压强的基本方程
p = p0 + γh
静水压强的特性 • 静水压强的方向； 静水压强的方向； 静水压强分布图的画 • 静水压强的大小 静水压强的大小. 法。
水力学知识
三、液体流动的类型
3. 恒定流—液体在运动过程中，所有空间点的流速 和压强等运动要素不随时间而变化，仅与空间位 置有关。 4. 非恒定流—液体空间各点的流速、压强等运动要 素不仅与空间位置有关，而且随时间变化。 5. 均匀流—液体质点流速的大小、方向没程不变的 流动。 6. 非均匀流—液体质点流速的大小、方向沿程变化 的流动。 7. 渐变流—流线沿流程变化缓慢的流动。
一、静水压强及其性特
3. 静水压强特性 a) 方向：垂直指向受压面 b) 大小：作用于液体中任一点静水压强的大小 在在各个方向上均相等
二、静水压强的表示方法
1. 绝对压强 2. 相对压强 3. 真空压强
三、液体流动的类型
1. 有压流 a) 又称压力流 b) 液体沿流程的整个周界都与固体壁面相接触， 无自由表面，并且对固体壁面具有一定的压力， 其任意点的动水压强值一般不等于大气压 c) 靠压力差流动。 2. 无压流 a) 又称重力流 b) 液体沿流程的部分周界与固体壁面相接触，另 一部分界与大气相接触，具有自由液面 c) 靠液体本身的重力作用而流动
• 局部阻力
– 液流因固体边界急剧变化引起速度分布变化 的局部区段上，集中产生的流动阻力。
水头损失的两种形式 • 沿程水头损失
– 定义
• 由沿程阻力作功而引起的水头损失，用“hf”表 示。 l v2
– 公式
hf=λ
d 2g水头损失的两种形式• 局部水头损失– 定义
• 由局部阻力作功而引起的水头损失，用“hj”表示。
水流阻力
液体具有粘滞性
⑴流层间存在内摩擦力，它与液体的性质、温度有关。 ⑵用动力粘滞系数或运动粘滞性系数表示
μ――动力粘滞系数（亦称动力粘度），N· s/m2 υ――运动粘滞性系数，cm2/s。
第2章水力学基本知识
过流断面的几何要素
d--管径 h--水深 α--充满度, α=h/d θ--充满角,水深h所对应的圆心角。 由几何关系可得水力要素导出量： 过水面积 A d ( sin ) 湿周 d 水力半径
2
8
2
R
d sin (1 ) 4
2 1
流速
1 d sin 3 2 v [ (1 )] i n 4
b 2h 1 m 2
R
A
明渠均匀流的形成条件
1.渠底必须是顺坡，平坡和逆坡渠道中不 可能产生均匀流。 2.渠道必须是棱柱形长直渠道；因为非棱 柱形渠道会导致非均匀流。 3.底坡及粗糙系数沿程不变，且渠中无弯 道、阀门、滚水坝等障碍物。 4.水流为恒定流，流量沿程不变。
明渠均匀流计算式
2-2之间的水体为控制面，可得水跃方程：
Q 2
gA1
yc1 A1
Q 2
gA2
yc 2 A (h)
共轭水深的计算
对于矩形断面的棱柱形渠道，有
h" ' 2 h ( 1 8 Fr2 1) 2 ' h " h ( 1 8 Fr12 1) 2
急流与缓流
明渠水流有两种不同的流动状态：缓流和急流。 缓流常见于底坡平缓的灌溉渠道、枯水季节的平原河道中，缓流 的水流徐缓，遇到障碍物阻水，则障碍物前水面发生壅高，逆流动方 向向上游传播，如左图所示。 急流多见于陡槽、瀑布、险滩中，急流的水流湍急，遇到障碍物 阻水，则障碍物上的水面隆起，上游水面不发生壅高，即障碍物对上 游无干扰影响作用，如右图所示。
max 0
max 0
无压圆管的水力计算可分为三类问题: 1.验算输水能力 2.确定管道底坡 3.计算管道直径 在进行无压管道的水力计算时，还要遵从一些有关规定： 1.污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度按下表采 用。 2.雨水管道和合流应按满流管计算。 3.排水管的最小设计流速：对污水管道(在设计充满度时)， 当管径d≤500mm时，为0.7m/s；当管径d＞500mm 时，为0.8m/s。
第1章 水力学基础知识
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
1.2.5 静水压强分布图
主要内容
由于建筑物都处在大气中，各个方向的大气压互相抵 消，计算中只涉及相对压强，所以只需画出相对压强分布 图。由静水压强方程可知，压强与水深呈线性函数关系， 把受压面上压强与水深的这种函数关系用图形来表示，称 为静水压强分布图。其绘制原则是： 1)用有向线段长度代表该点静水压强的大小。 2)用箭头方向表示静水压强的作用方向，作用方向垂 直指向受压面。 因压强与水深为一次方关系，故在水深方向静水压强 系直线分布，只要给出两个点的压强即可确定此直线。
返回目录
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
1.2.5 静水压强分布图
主要内容
工程中常见的几种情况，如图1-4所示。矩形受压面 的静水压强分布图，因其放置位置不同，有直角三角形、 直角梯形、矩形三种基本图形。当受压面上边缘恰在水面， 下边缘在水面以下时，不论受压面是垂直安放还是倾斜安 放，其压强分布图均为三角形；当受压面上、下边缘都在 水面以下，上边缘高于下边缘时，其分布图为梯形；当受 压面在水中水平放置时，其压强分布图为矩形。其它复杂 图形都是上述三种图形的组合。
返回目录
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
Hale Waihona Puke 1.1.3 液体的压缩性主要内容
1．液体的压缩性 液体不能承受拉力，只能承受压 力，液体受压时体积压缩变形，当压力除去后又恢复原状， 液体的这种性质称为液体的压缩性。 2. 液体的体积压缩系数 液体压缩性的大小可用体 积压缩系数来表示。由于液体的体积总是随压强的增大而 减小的,故压缩系数值愈小愈不易压缩。
返回目录
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
1.2.2 静水压强的基本方程
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。
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）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。
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。
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。