山东交通学院土木工程专业水力学复习资料

第一章

1、水力学三大假定：理想液体假定、连续介质假定、不可压缩液体假定。

2、液体具有运动状态下抵抗剪切变形的能力，称为液体的黏滞性。

3、凡通过这种接触面(自由面)而起作用的力，称为表面力。作用于每个液体质点并通过液体的质量而起作用的力，称为质量力。

第二章

1、切取一部分静止液体，作用面面积为△W，其上作用力为△P，则当面积缩小到一点时，平均压强△P/△W的极限值定义为该点的静水压强，即p=lim△P/△W。

2、静水压强两个特性：一是它的方向和作用面的内法线方向一致；二是任意一点上各个方向的静水压强的大小都相等。

3、液体中压强相等的各点所组成的面叫做等压面。

4、静水压强的表示（1）以设想的不存在任何气体的绝对真空状态作为计算零点的压强称为绝对压强。以当地的大气压作为计算零点的压强称为相对压强。（2）①以应力形式表示，单位：②以液柱高度表示，单位是m水柱或m汞柱③用大气压的倍数来表示，单位

三个表示方法的关系是：1工程大气压=760mm汞柱=10m水柱=98kPa

5、水静力学基本方程：p=p0+γh

第三章

1、描述液体运动有两种不同的方法：一是研究个别液体质点在不同时刻的运动情况（拉格朗日法），另一种是描述同一时刻液体质点在不同空间点的运动情况（欧拉法）。

2、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。某一瞬时，在流场画出这样一条光滑曲线，这条曲线上任意一点在该瞬时的速度矢量在该点处与曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。

3、与元流或总流的流线相垂直的横断面，称为过水断面。单位时间内通过某一过水断面的液体的数量，称为流量。

4、若流场中的任何空间点上的所有运动要素都不随时间而变化，这种流动称为恒定流。若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，这种流动称为非恒定流。当流场中的所有流线是相互平行的直线时，该流动称为均匀流。当流场中的流线不是相互平行的直线，该流动称为非均匀流。当流场中的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近似于平行直线的流动，称为渐变流。若水流的流线之间夹角很大或流线弯曲较大，这种水流称为急变流。

5、不可压缩液体恒定一元流的连续性方程：dQ1=dQ2=dQ。

恒定总流的连续性方程：Q1=Q2=Q

不可压缩理想重力液体恒定元流的能量方程：z+p/γ+u²/2g=常数。

考虑能量损失的不可压缩实际液体恒定元流的能量方程：z1+p1/γ+u1²/2g=z2+p2/γ+u2²/2g+h′6、实际液体流动的总水头沿流程的降低值与流程长度之比，称为总水头线坡度，也称水力坡度。

7、

因均匀流沿流程的流动情况不变，则过水断面上切应力的大小及分布沿流程不变，这种切应力称为沿程阻力。在流动过程中，要克服这种摩擦阻力就需要做功，单位质量液体由于沿程阻力做功所引起的机械能损失称为沿程水头损失。

8、在急变流段上所产生的流动阻力称为局部阻力，相应的水头损失称为局部水头损失。

9、液体流动存在两种形态，即层流和紊流。

10、流态的判别标准：ReRec，则v>vc，流动是紊流；Re=Rec，则v=vc，流动是临界流。

第四章

1、明渠均匀流的水力特性：（1）过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变，过水断面上流速的大小、方向及分布沿程不变，因此过水断面上的平均流速v、动能修正系数α、动量修正系数β也能沿流程不变，所以流速水头αv²/2g也沿流程不变。（2）由于流线为平行直线，所以过水断面上压强满足静水压强分布规

律。（3）基于上述原因，总水头线为平行于水面的直线；而水深流程不变，水面线又平行于底坡。所以总水头线坡度J、测压管水头线坡度Jp、渠底坡度i这三个坡度相等，即J=Jp=i。

2、明渠均匀流产生的条件：（1）渠底高程必须沿程降低，即i>0（顺坡），且i沿程不变；（2）渠道必须是长而直的棱柱形渠道，过水断面的大小及形状、渠道表面的粗糙系数n都应沿程不变；（3）渠道中的流量应恒定不变。

3、当渠道的i、n及过水断面面积w一定时，使渠道所通过的流量最大的那种断面形状称为水力最优断面。

4、所谓允许流速，是指对渠身不会产生冲刷，也不会使水中悬浮的泥沙在渠道中发生淤积的断面平均流速。

第五章

1、佛汝德数Fr是明渠水流的重要判别数，可以作为判别缓流、急流和临界流的标准。即Fr<1，则明渠水流为缓流；Fr>1,则明渠水流为急流；Fr=1，则明渠水流为临界流。

2、Es=h+αv²/2g，断面比能Es是指某一过水断面以最低点为基准起算的液流所具有的平均比能。

其特点：（1）临界流的断面比能最小，缓流和急流的断面比能都比较大，并且可能是缓流，也可能是急流（2）缓流的水深愈大，则断面必能愈大；急流的水深愈小，断面比能愈大；临界流则水深稍有变动，断面比能不变；（3）缓流的断面比能中，动能只占很小一部分；急流的断面比能中，动能占较大部分；临界流中的动能约占1/3(矩形断面恰好占1/3,其他形状的断面接近于1/3)。

3、Q=w（2g（Es—h））½，流量为最大值，所对应的水深恰好等于临界水深hk。当正常水深恰等于临界水深时，其相应的渠道底坡称为临界坡度ik。

4、明渠缓流向急流过渡时水面急剧下降的局部水力现象，称为水跌。水跃是明渠水流从急流转变到缓流时，水面突然升高的一种局部水力现象。

5、水流从构造物顶上溢流的水力现象称为堰流，这种构造物称为堰。

6、堰的类型：（1）薄壁堰：δ/H<0.67。（2）实用堰：0.67<δ/H<2.5。（3）宽顶堰：2.5<δ/H<10。

7、按堰下游水位对堰的过流能力的影响程度，将堰的出流分为自由出流和淹没出流两类：（1）自由堰（2）淹没堰。

8、消能方式：（1）底流式消能（2）面流式消能（3）挑流式消能。