水力学复习资料

呈单一的降落曲线。 实用堰流：th 宽顶堰流： 水流在重力作用下自由跌落。 h䁥 h䁥h由于堰坎加厚，水舌下缘与堰顶呈面接触，水舌受到堰顶的约束和顶托。
向的约束，过水断面减小，流速增大，由于动能增加，势能剑侠，再加上水流进入堰顶时的局部损失， 所以进口出出现跌落。
缓流:水流断面平均流速小于微波相对速度，Fr 小于 1，水深大于临界水深。 临界流:干扰波恰不能向上传播，Fr 等于 1，水深等于临界水深。 判断方法①当 v＜vw，水流为缓流，干扰波能向上游传播 当 v＝vw，水流为临界流，干扰波恰不能向上游传播 当 v＞vw，水流为急流，干扰波不能向上游传播 ②当 Fr＜1，水流为缓流 当 Fr＝1，水流为临界流 当 Fr＞1，水流为急流 ③当 dh ＞ ，水流为缓流
第三章 液体运动的流束理论
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 恒定流：如果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。 非恒定流： 如果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， 这种水流称为恒定流。 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连成的线称为迹线。 恒定流时流线的形状和位置不随时间改变；恒定流时液体质点运动的迹线与流线相重合。 均匀流：当水流的流线为相互平行 的直线 时，该水流称为均匀流。 ．．．． ．． 非均匀流：若水流的流线不是相互平行的直线该水流称为非均匀流。 均匀流特性：①过水断面的形状和尺寸沿程不变②断面平均流速相等③均匀流过水断面上的动水压强 分布规律与静水压强分布规律相同，即在同一断面上各点测压管水头为一常数。 渐变流：水流的流线的曲率半径很大，过水断面上动水压强的分布规律可近似看作与静水压强分布规 律相同。 急变流：若水流的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。
8. 9.
动能修正系数：α =
能量方程的各个部分分别表示单位重量液体（对某一基准面的位置势能） （具有的压强势能） （过水断 面上所具有的平均动能） （从一个过流断面流至另一个过流断面克服水流阻力作功所损失的平均能量）
；动量修正系数：β =
10. 对于河渠中的渐变流，其测压管水头线就是水面线。 11. 抽水 =
是不可能是平行直线。 （2）流量应沿程不变，即无支流的汇入或分出;（3）渠道必须是长而直的棱柱体顺 坡明渠，粗糙系数沿程不变;（4）渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰。 5. 6. 7. 8. 9. Q=AC ( Q=K )
边坡系数 m=cotα 梯形水力最佳断面的 值仅与边坡系数 m 有关 = h Rm =
th
8.
等角速度旋转运动：①自由面方程： 积的一半。
=t
−
②旋转抛物体的体积为同底、等高的圆柱体
9.
静水总压力
大小：F=PC·A 位置： LD=LC+ bD=
·
（
(圆)
=
;
(矩形)
=
） （到水面的长度）
·
10. 压力体为水体所充实，称为实压力体；压力体内并无水体，称为虚压力体；压力体部分充有液体，称 为半虚半实压力体。
αQ g
13. 棱柱体明渠非均匀渐变流的微分方程式
= BK（BK 为宽）
K
A
迭代法
h
=
t
t
㘮
h
14. 断面比能:把参考系选在渠底这个位置， 把对通过渠底的水平面 0’-0’所计算得到的单位能量称为断面
=
h
比能。Es=
15. 临界水深就是相应于断面比能最小值的水深。 17. 明渠非恒定渐变流能量方程
10. 水击：当有压管中的流速因某种外界原因发生急剧变化时，将引起液体内部压强产生迅速交替升降的 现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或其他管路元件上好像锤击一样，故称为水击。如何发生： 当压力管道的阀门突然关闭或开启时，当水泵突然停止或启动时，因瞬时流速发生急剧变化，引起液体动 量迅速改变，而使压力显著变化。管道上止回阀失灵，也会发生水击现象。在蒸汽管道中，若暖管不充分， 疏水不彻底，导致送出的蒸汽部分凝结成水，体积突然缩小，造成局部真空，周围介质将高速向此处冲击， 也会发出巨大的音响和振动。
d d d
当 dh ＜0，水流为急流
④当 h＞hK 时，Fr＜1，为缓流 当 h＝hK 时，Fr＝1，为临界流 当 h＜hK 时，Fr＞1，为急流
当 dh ＝0，水流为临界流
⑤当 ＜ K，为缓坡，其均匀流为缓流 当 ＝ K，为临界坡，其均匀流为临界流 当 ＞ K，为陡坡，其均匀流为急流 12. 临界水深 hk 的计算
η㐶 tt
㐶
,发电：
12. 小孔口： ≤0.1
=
ttηt
t
（P 为功率，η是总机械效率）
第四章 流动阻力与水头损失
1. 2. 3.
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，这种型态的流动叫作层流。 紊流: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， 这种型态的流动叫作紊流。 紊流形成过程：由于液体的黏滞力和边界的滞水作用，相邻各层之间的液体质点就有相对运动发生，
使各流层之间产生内摩擦切应力，有构成力矩使流层发生旋转的倾向。由于外界的微小干扰或来流中残存 的扰动导致局部流速和压强的重新调整，使得在波峰上面的压强降低，波峰下面的压强增大，这样就使发 生微小波动的流层各段承受不同方向的横向压力，将使波峰愈凸，波谷愈凹，形成涡体。涡体形成以后， 涡体旋转方向与水流流速方向一致的一边流速变大，相反的一边流速变小。这样就使涡体上下两边产生压 差，形成作用于涡体的升力，这种升力就有可能推动涡体脱离原流层而渗入流速较高的邻层，从而扰动邻 层进一步产生新的涡体，如此发展下去，层流就转化为了紊流。 4. 5. 雷诺数 Re =
η
=
。物理意义:在流体运动中惯性力对黏滞力比值的无量纲数。 ；对于二维明渠其沿程阻力系数λ = 。
对于圆管沿程阻力系数 λ =
第五章 有压管道流动
1. 2. 3. 4. 5. 虹吸管最高安装高程主要取决于其最大允许真控值。 Q= μC A t ( μC=
tttη t t λ h t h
)
动力机械功率:Pp=
tபைடு நூலகம்
。 （作
15. 水面振荡:ω=
（s 为管道中水柱长）
第六章 明渠流动
1. 2. 3. 在非棱柱渠道中，水流不可能形成均匀流。 只有顺坡明渠才有可能产生均匀流。 明渠均匀流的特性:（1）过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变。 （2）过水断面上的流速分布、断面
平均流速沿程不变;因而，水流的动能修正系数及流速水头也沿程不变;（3）总水头线、水面线及坡底线三 者相互平行，即 J=Jz= 4. 明渠均匀流的形成条件:（1）水流应为恒定流。因为在明渠非均匀流中必然伴随着波浪的产生，流线
11. 水击相：水击弹性波由阀门至水库来回所需时间，水击计算中称为相长，并以 T 来表示， = 用:直接水击与间接水击的判断标准） 12. 周期：全管中压强、流速、液体及管壁都恢复到水击发生前的状态，为相长的两倍。 13. Ts≤ ，阀门处的压强不受阀门关闭时间长短影响，称作直接水击。 14. Ts> ，阀门处的水击压强与阀门关闭的时间长短 Ts 有关，称作间接水击。
第一章 绪论
1. 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， 则质点间要产生内摩擦力以抵抗其 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。 2. 切应力：相邻液层单位面积上所产生的内摩擦力 τ=η dy （流速梯度） = η dt （剪切变形速度）
η du dθ
3. 4. 5.
不计的管道。短管：局部损失及流速水头在总水头中占有相当的比重， 计算时不能忽略的管道。(判断标准： 局部损失是否大于百分之五) 6. 如果某管道是短管，但想按长管公式计算，应该引入当量管长，即在管长 L 处乘一个大于 1 的系数。
（长管计算时忽略局部水头损失，因此计算出结果偏小） 7. 8. 9. 通常吸水管的允许流速为 0.8~1.25m/s，一般就取 1m/s。 各并联支管的水头损失相等。 沿程均匀泄流管道 HAB= h th䁥䁥耀 （Q 为管道末端流出的通过流量）
㐶
7. 8.
每增加一个大气压，水的体积相对压缩值约为两万分之一（体积模量 K 为 2.11×109N/m2） 表面张力系数:指在自由面（把这个面看作一个没有厚度的薄膜一样）单位长度上所受拉力的数值，
=
㐶
= （K 为体积模量）
用σ表示，常用单位 N/m。 9. 毛细管内水面升高值 h 的大小和管径大小及液体性质有关。
η为动力粘度（单位：N/m2·s 或 Pa·s）ν= 为运动粘度（单位：m2/s） 。 随着温度升高，动力粘度η和运动粘度ν都减小。 理想宾汉流体（泥浆、血浆） 、伪塑性流体（尼龙、橡胶的溶液、颜料、油漆） 、牛顿流体、膨胀性流
体（生面团、浓淀粉糊） 、(理想流体) 6. 体积压缩率κ是液体体积的相对缩小值与压强的增值只比： κ =−
10. 当液体中某处的压强低于当地温度条件下的汽化压强时， 液体汽化产生的气泡将不断膨胀， 体积变大， 产生空化现象。 11. 理想液体：把水假定为绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质。 若表面力与作用面垂直，称为压应力或压强；若表面力与作用面平行，称为切应力。 13. 质量力：大小与质量成正比的力，如重力、惯性力。 12. 表面力： 作用于液体表面， 并与受作用的表面面积成比例的力， 常用单位面积上所受的表面力来量度。
hc =
h
J(h)=
第七章 堰流及闸孔出流
t
+
19. 闸孔出流:闸门部分开启， 水流受到闸门控制而从建筑物顶部与闸门下缘间的孔口流出时， 这种水流叫 作闸孔出流。 20. 当顶部闸门完全开启， 闸门下缘脱离水面， 闸门对水流不起控制作用时， 水流从建筑物顶部自由下泄， 这种水流状态称为堰流。 21. 平顶堰时， ≤0.65，为闸孔出流； （ 为相对开度） ＞0.65，为堰流。 曲线形堰时， ≤0.75，为闸孔出流； ＞0.75，为堰流。 22. （根据过流堰顶的水流形态随堰坎厚度与堰顶水头之比 分成） 薄壁堰流： th ,越过堰顶的水舌形状不受堰坎厚度的影响。水舌下缘与堰顶只有线接触，水面