绪论-水力学 PPT
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水力学PPT精品课程课件全册课件汇总
⑵专门水力学： 为各种工程实践服务
第一章 绪论
二、水力学和流体力学
水力学：以水为研究对象，在理论上遇到困难 时， 通过观测和实验的方法来解决问题。
流体力学：以一般流体（液体和气体）为研究对象 ，偏重于从理论概念出发，掌握 流体运动的基本规 律，但解决实际 工程时，会遇到很大的困难，在应 用上受到一定的限制。
第一章 绪论
4、牛顿内摩擦定律：
du FA dy
du F A dy
单位面积上的力，称为切应力τ。
F du A dy
μ——液体性质的一个系数，称为粘性系数或动力粘 性系数 （单位：N· S/m2) 运动粘性系数：
ν
单位：米2/秒（m2/s)
第一章 绪论
对液体来说，温度升高，则μ降低， μ
第一章 绪论
三、单位：表征物理量的大小。
国际单位制（SI）：米、秒、公斤。
第一章 绪论
§1-4 液体的主要物理性质
一、液体的密度：ρ
1、均质液体单位体积内所含的质量 即： M-----均质液体的质量 M
V
V-----该质量的液体所占的 体积
国际单位：公斤/米3 （ kg/m3）
工程单位：公斤· 秒2/米4 （kg · s2/m4）
第一章
§1-1 绪 论
绪论
§1-2 液体的连续介质模型
§1-3 量纲、单位
§1-4 液体的主要物理性质 §1-5 作用在流体上的力
第一章 绪论
§1-1绪
一、水力学的定义：
论
水力学是研究液体的运动规律，以及如何运用这 些规律来解决工程实际问题的科学。
水力学包括： ⑴水力学基础：
主要是研究液体在各种情况下的平衡运动规律，为 研究的方便起见，该内容又分为流体静力学和流体动力 学。
水力学 (完整版)PPT
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第一章 绪论
1.3 作用在液体上的力
1.3.1 表面力定义
表面力是作用于液体的表面上的力，是相邻液体 或其他物体作用的结果，通过相互接触面传递。
表面力按作用方向可分为： 压力： 垂直于作用面。 切力： 平行于作用面
lim p
P
A0 A
lim
T
A0 A
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第一章 绪论
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1
第一章 绪论
第1章 绪 论 第2章 水静力学 第3章 液体运动学 第4章 水动力学基础 第5章 流动阻力和水头损失 第6章 量纲分析与相似原理 第7章 孔口、管嘴出流和有压管流 第8章 明渠均匀流 第9章 明渠非均匀流 第10章 堰流及闸孔出流 第11章 渗流
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第一章 绪论
11
第一章 绪论
Isaac Newton(1642-1727)
➢ Laws of motion
➢ Laws of viscosity of Newtonian fluid
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第一章 绪论
19th century
Navier (1785-1836) & Stokes (1819-1905)
N-S equation
viscous flow solution
Reynolds (1842-1912) 发现紊流（Turbulence） 提出雷诺数（ReynoldsNumber）
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第一章 绪论
20th century
Ludwig Prandtl (1875-1953) Boundary theory(1904)
水力学第三版PPT模板
§4-1概述
§4-3沿程水头损失的 公式及影响因素
§4-5沿程水头损失系 数的试验研究
§4-2恒定均匀流的切 应力
§4-4层流、紊流及其 判别
§4-6紊流特征及紊流 内部结构
第四章液 流形态和 水头损失
§4-7谢才公式及谢才系数 §4-8边界层概念及其分离现象 §4-9局部水头损失 习题
06
第五章层流和紊流的水力特性
10
第九章明渠水流的两种流态及水跃
第九章明渠水流的两种流态及 水跃
§9-1明渠水流的流动状态
§9-2断面单位能量、临界水深、 临界底坡
§9-3明渠水流流态转换的局部水 力现象——水跌与水跃
§9-4水跃基本方程及水跃的水力 计算
习题
11
第十章明渠非均匀流
第十章明渠非均匀流
§10-1概述
1
§10-2棱柱形明渠水面曲
05 §6 - 1 1边界层理论 06 习 题
08 第七章有压管流
第七章有压管流
§7-1概述 §7-2短管的水力计算 §7-3长管的水力计算 §7-4有压管道非恒定流 简介 习题
09 第八章明渠均匀流
第八章明渠均匀流
§8-1概述 §8-2明渠均匀流的水力计算 §8-3明渠均匀流水力计算的其它 问题7恒定平面渗流的流网解法 习题
15
第十四章水力模型试验基本原理
第十四章水力模型 试验基本原理
§14-1概述 §14-2水力相似基本原理 §14-3量纲分析 §14-4水力模型试验的优缺点 习题
16
第十五章综合水力计算实例
第十五章综合水力 计算实例
§15-1水闸水力计算实例 §15-2拦河溢流坝水力计算实例 §15-3河岸溢洪道水力计算实例 §15-4有压隧洞水力计算实例
第一章水力学绪论ppt课件
的液体质量成比例的力。
• 单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。
fF M
X Fx ,Y Fy , Z Fz MMM
第四节 水力学的研究方法
1.理论分析（经典力学为基础） 2.科学试验 （1）原型观测 （2）模型试验 （3）系统实验 3.数值模拟和数值计算
1.理解连续介质和理想液体的概念。 2.掌握液体的基本特征和主要物理性质，特 别是液体的黏滞性和牛顿内摩擦定律及其应 用条件。 3.理解作用在液体上的两种力。
3）了解连续介质模型以及粘度随温度的变化规律。
第一节 课程概述 •水力学的学科性质
研究对象 力学问题载体
流体力学
流体
强调水是主要研究对象 比较偏重于工程应用
水力学
水
力学
宏观力学分支 遵循三大守恒原 理
力学
1.水力学的概念 水力学就是研究以水为代表的液体机械运动规
律及其在实际应用的科学。 水力学所研究的基本规律：两大主要组成部分，水 静力学和水动力学。
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。
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等。
定义概括了三个涵义：
第一:水力学虽以水为研究对象，但其基本原理同 样适用于一般常见的液体和可以忽略压缩性影响的 气体。 第二:水力学的主要研究内容是在外力作用下，静 止与运动的规律，液体与边界的相互作用。 第三:水力学研究的目的在于应用。
流体运动的三大要素：流体、运动、力
水力学中研究的液体是一种易流动、不易压缩、 粘性很小、均质等向的连续介质。
2.水力学的任务及其在工程中的应用
• 单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。
fF M
X Fx ,Y Fy , Z Fz MMM
第四节 水力学的研究方法
1.理论分析（经典力学为基础） 2.科学试验 （1）原型观测 （2）模型试验 （3）系统实验 3.数值模拟和数值计算
1.理解连续介质和理想液体的概念。 2.掌握液体的基本特征和主要物理性质，特 别是液体的黏滞性和牛顿内摩擦定律及其应 用条件。 3.理解作用在液体上的两种力。
3）了解连续介质模型以及粘度随温度的变化规律。
第一节 课程概述 •水力学的学科性质
研究对象 力学问题载体
流体力学
流体
强调水是主要研究对象 比较偏重于工程应用
水力学
水
力学
宏观力学分支 遵循三大守恒原 理
力学
1.水力学的概念 水力学就是研究以水为代表的液体机械运动规
律及其在实际应用的科学。 水力学所研究的基本规律：两大主要组成部分，水 静力学和水动力学。
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。
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等。
定义概括了三个涵义：
第一:水力学虽以水为研究对象，但其基本原理同 样适用于一般常见的液体和可以忽略压缩性影响的 气体。 第二:水力学的主要研究内容是在外力作用下，静 止与运动的规律，液体与边界的相互作用。 第三:水力学研究的目的在于应用。
流体运动的三大要素：流体、运动、力
水力学中研究的液体是一种易流动、不易压缩、 粘性很小、均质等向的连续介质。
2.水力学的任务及其在工程中的应用
水力学课件：第一章 绪 论
静水压强的特性
2、大小上：静止液体内部任意一点不同方向上静水压强的大
小相等。
z
px
•
1 2
dzdy
pn
•
S ABC
•
cos(n
x)
0
A
px pn
px
dz
pn
py
pz
•
1 2
dxdy
pn
•
S ABC
•
cos(n
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•
1 6
dxdydz
•
g
0
O dx dy
C
y
B
x
pz
二、水力学有何用？
认识自然： 利用改造自然： 环境工程专业后续课程的理论基础
水的粘滞性很小，水几乎不能承受拉力或剪力
Hale Waihona Puke 水 利 水 电 工 程我国水电资源已开发20%,预计开发到60%,发达 国家70-80%。
金沙江干流水电开发规划
金沙江干流分为上、中、下三段，共规划20个梯级， 总装机容量7274万kW。
牛顿内摩擦阻力
F= μA du/dy τ=F/A= μ du/dy
μ：动力粘滞系数； υ=μ/ρ：运动粘滞系数；
液体的分类：牛顿液体、非牛顿液体、理想液体
静止液体有无粘滞性？理想液体有无粘滞性？
注意事项
课程很紧凑，注意及时调整，及时解决疑难问题（课 堂、习题、实验）
课堂笔记-内容要比参考书少得多
B
P B
A
P
lim pA A0 A
D
C
A
A a
C
D
静水压强的单位：
P4
P5
P4
P5
水力学课件 第1章绪论
A0 A dA
作用于单位面积上的切力称为切应力，以τ表示
A
lim d
A0 A dA
压强和切应力的单位：N/m2（Pa），KN/m2（KPa）
54
1.4.2质量力
质量力是作用于液体的每一个质点上且与 质量成正比的力。
❖ 对于均质流体，质量力与体积成正比， 又称体积力。
❖ 质量力包括重力和惯性力。质量力又称 超距力
33
2 对于μ和ν=μ/ρ的定义及解释
μ称为粘度或者粘滞系数，是粘滞性的度量。 μ随压强和温度的变化而变化，但是压强影响比较小，可以 不加考虑。温度是影响μ的主要因素。对于液体，温度升高， μ降低，对于气体，温度升高， μ加大。 μ：单位是pa•s ，称为动力粘度 ν： 单位是m2/s，称为运动粘度
水动力学：关于液体运动的规律，它研究 液体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 能量转换等等。
4
5
◇机械运动 求解运动要素（v,a,Q,h,p,P,R等运动要素） 依据三大基本方程： 质量守恒——连续方程 动能定理——能量方程 动量定理——动量方程
6
应用 管道水流、明渠水流、堰流等；渗流等
51
1.4作用于液体的力
表面力 作用于液体的力
质量力
52
1.4.1表面力 表面力是作用在液体的表面或截面上且与 作用面的面积成正比的力。 表面力也称面积力、接触力
53
❖ 表面力包括压力和切力。如：摩擦力、水压力、边界对 液体的反作用力
作用于单位面积上的压力称为压强，以p表示
p P A
P dP p lim
20
研究的最小物质单元为“质点”，而不是分子。 同牛顿质点的不同：这些质点有形状变化 质点特点：
作用于单位面积上的切力称为切应力，以τ表示
A
lim d
A0 A dA
压强和切应力的单位：N/m2（Pa），KN/m2（KPa）
54
1.4.2质量力
质量力是作用于液体的每一个质点上且与 质量成正比的力。
❖ 对于均质流体，质量力与体积成正比， 又称体积力。
❖ 质量力包括重力和惯性力。质量力又称 超距力
33
2 对于μ和ν=μ/ρ的定义及解释
μ称为粘度或者粘滞系数，是粘滞性的度量。 μ随压强和温度的变化而变化，但是压强影响比较小，可以 不加考虑。温度是影响μ的主要因素。对于液体，温度升高， μ降低，对于气体，温度升高， μ加大。 μ：单位是pa•s ，称为动力粘度 ν： 单位是m2/s，称为运动粘度
水动力学：关于液体运动的规律，它研究 液体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 能量转换等等。
4
5
◇机械运动 求解运动要素（v,a,Q,h,p,P,R等运动要素） 依据三大基本方程： 质量守恒——连续方程 动能定理——能量方程 动量定理——动量方程
6
应用 管道水流、明渠水流、堰流等；渗流等
51
1.4作用于液体的力
表面力 作用于液体的力
质量力
52
1.4.1表面力 表面力是作用在液体的表面或截面上且与 作用面的面积成正比的力。 表面力也称面积力、接触力
53
❖ 表面力包括压力和切力。如：摩擦力、水压力、边界对 液体的反作用力
作用于单位面积上的压力称为压强，以p表示
p P A
P dP p lim
20
研究的最小物质单元为“质点”，而不是分子。 同牛顿质点的不同：这些质点有形状变化 质点特点：
水力学的公式.ppt
水力学所研究的基本规律：两大主要组成 部分，水静力学和水动力学。
研究对象：液体及不可压缩气体。
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。
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等。
5．理想液体的概念：无粘性的液体。
6．作用在液体上的力：质量力和表面力。
（1）质量力：作用在液体内部每个质点上， 并且与液体质量成正比。
（2）表面力：作用在液体上，并且与表面积 成正比。
第1章 绪论
力
欢迎提问
学
➢ 如果您有任何问题，
讲
请毫不犹豫地提出 !
义
In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me !
第1章 绪论
本章小结
1. 水力学的定义。 2．水力学的任务：研究以水为代表的机 械运动规律及其在工程中的应用。 3．液体的基本特性：易流动性、不易压 缩、均匀等向的连续介质。 4．液体的主要物理特征：惯性.重力特 性.均质液体的质量与密度.粘滞性.压缩性. 表面张力特性.和汽化压强。
第1章 绪论
其中粘滞性是本章的重点，掌握牛顿内摩 擦定律的物理意义，其适用条件是层流运动和 牛顿液体。
1.表面力 作用于液体的表面，其大小与受作用的表
面面积成比例的力，称为表面力。如摩擦力、 水压力、边界对液体的反作用力
第1章 绪论
第1章 绪论
2.质量力
质量力是作用在每个液体质点上其大小与 液体的质量成正比。如重力、惯性力。
单位质量液体所受到的质量力，称为单位 质量力，用 f 表示。 f F
研究对象：液体及不可压缩气体。
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。
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等。
5．理想液体的概念：无粘性的液体。
6．作用在液体上的力：质量力和表面力。
（1）质量力：作用在液体内部每个质点上， 并且与液体质量成正比。
（2）表面力：作用在液体上，并且与表面积 成正比。
第1章 绪论
力
欢迎提问
学
➢ 如果您有任何问题，
讲
请毫不犹豫地提出 !
义
In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me !
第1章 绪论
本章小结
1. 水力学的定义。 2．水力学的任务：研究以水为代表的机 械运动规律及其在工程中的应用。 3．液体的基本特性：易流动性、不易压 缩、均匀等向的连续介质。 4．液体的主要物理特征：惯性.重力特 性.均质液体的质量与密度.粘滞性.压缩性. 表面张力特性.和汽化压强。
第1章 绪论
其中粘滞性是本章的重点，掌握牛顿内摩 擦定律的物理意义，其适用条件是层流运动和 牛顿液体。
1.表面力 作用于液体的表面，其大小与受作用的表
面面积成比例的力，称为表面力。如摩擦力、 水压力、边界对液体的反作用力
第1章 绪论
第1章 绪论
2.质量力
质量力是作用在每个液体质点上其大小与 液体的质量成正比。如重力、惯性力。
单位质量液体所受到的质量力，称为单位 质量力，用 f 表示。 f F
环境水力学--绪论 ppt课件
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4）学习本课程目的
• 了解污染物在河流中混合输移规律 • 掌握基本原理和实用的估算方法 • 为后继课程和今后工作打下坚实基础
•学习要求：
–上课要主动参与、发现、探究
•将上课时的多媒体教案从教师手中转化为自己的认知工具 ， 主动参与、发现、探究。
•独立完成作业
•同学之间相互交流，一起讨论，但一定要独立完成作业。
i. 射流 污水相对于环境水体具有附加动量
ii. 羽流 污水密度小于环境水体的密度，因而 具有浮力。
iii.浮射流 污水同时具有动量和浮力。
iv. 随流 没有附加动量和浮力，污染物进入水
环境后就随同水流一起作迁移运动。
ppt课件
21
4、环境水力学研究进展
我国从50年代起，就已对火电厂的冷却水问题、 河口的盐水入侵问题和地下水的溶质运移问题等进 行了研究。
• 环境水力学（污染水 力学）则主要是研究 水体中所含物质的运 动规律，如浓度场。
ppt课件
7
1）环境水力学及其研究内容
扩散、输移作用在排放口近区主要是射流运动性 质，在远区则属随流扩散性质。
近区 远区
排污口
ppt课件
8
1、环境水力学有关概念
1）环境水力学及其研究内容
• 研究内容
1.水流紊流混合的基本理论 2.河流中污染物的混合与输移规律 3.潮汐河口及沿海岸地带污染物的混合与输移规律 4.湖泊及水库中污染物的混合与输移规律 5.河流水质模型
• 2）保守物质 Conservative Substances 指
扩散过程中污染物本身既不增生，也不衰减。
–环境水力学中又称为示踪物质（Tracer），即不考虑 化学和生化因素而产生的转化和降解作用，有关化学 和生化降解问题是水质动力学研究的重点。
水力学ppt课件
设计原则
泄水建筑物设计应遵循安全、经济、适用等原则，同时考虑地形、 地质、水文等因素。
实例分析
以某水库溢洪道设计为例，介绍泄水建筑物设计的步骤和方法，包 括选址、确定设计标准、选择泄流方式、计算泄流量等。
经验总结
结合实例分析，总结泄水建筑物设计的经验和教训，提出改进和优化 建议。
2024/1/25
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5
静压力与动压力概念
静压力
静止液体作用在与其接触的某个平面上法向的总压力。
动压力
运动液体作用在与其接触的某个平面上法向的总压力。
2024/1/25
6
连续性方程与伯努利方程
连续性方程
单位时间内流入、流出控制体的质量流量之差，等于控制体 内质量的变化率。
2024/1/25
伯努利方程
理想液体在重力场作稳态流动时，具有压力能、位能和动能 三种形式，它们之间可以相互转化，且总和保持不变。
气球通过改变自身体积来实现浮沉。当气球受到的空气浮力 大于自身重力时，气球上升；当空气浮力小于自身重力时， 气球下降。因此，通过改变气球的体积，可以调节气球所受 的空气浮力，从而控制气球的浮沉。
2024/1/25
12
03 流体动力学基础知识
2024/1/25
13
流动类型及判别方法
层流与湍流
根据流体微团的运动轨迹是否规则，将流动分为层流和湍流。层流中流体微团运 动轨迹规则，而湍流中流体微团运动轨迹不规则。
A
沿程损失产生原因
流体在管道内流动时，由于摩擦阻力的作用， 使得流体能量逐渐减小。
沿程损失计算方法
采用达西公式或海曾-威廉公式进行计算， 根据管道长度、管径、流速等参数确定沿 程损失。
水力学PPT
第1章 绪论
• 1.1 水力学的任务 • 水力学是用实验和理论分析的方法研究以 水为代表的液体的平衡和机械运动规律及 其在工程中应用的一门学科。 • 本课程的主要内容包括三大部分：(1)水静 力学，研究液体平衡的规律，即液体处于 静止状态时，作用于液体上各种力之间的
关系；(2)水动力学，研究液体处于运动状 态时，作用于液体上的力与各运动要素(例 如速度、加速度等等)之间的关系，液体的 运动特性以及能量转换规律等； (3)土建工 程中的水力计算问题，例如管流、明渠流、 堰流以及地下水的水力计算问题等。 • 1.2 液体的连续介质模型 • 液体是由大量的不断作无规则热运动的分 子所组成，从微观的角度看，分子之间的 空隙随机地变化，并且，其尺度远大于分
体受压时，宏观体积减小，密度增大，去 掉压力则能消除变形而恢复原有体积和密 度，这种性质称为液体的压缩性。当温度 升高时，液体体积增大，这称为液体的膨 胀性。 • 液体的压缩性以体积压缩系数β度量。
• 忽略其压缩性的液体称为不可压缩液体， 这又是一种简化分析模型，称为“不可压 缩液体模型”。 • (5)表面张力与表面张力系数
图1.5
第2章 水静力学
• 水静力学研究液体处 于静止状态下的平衡 规律及其在工程中的 实际应用。其主要任 务是探讨静止液体压 强分布规律、液体测 压计原理、并根据诸 作用力的平衡关系
图2.1
研究各种固体边壁上静水总压力的计算 方法。
• 2.1 静水压强特性
• 静水压强有两个特性：一是它的方向与作 用面的内法线方向一致，即，静水压强总 是垂直指向受压面的；二是在静止液体中 任何一点处沿各个方向的静水压强的大小 都相等，与作用面的方位无关。 • 2.2 液体的平衡微分方程及其积分
• 满足式 (2.3) 的函数 W(x ， y ， z) 称为力的势 函数，具有势函数的质量力称为有势力。 • (3)等压面 • 在静止的同种液体中，压强相等的各点所 组成的面 ( 平面或曲面 ) 称为等压面，例如
• 1.1 水力学的任务 • 水力学是用实验和理论分析的方法研究以 水为代表的液体的平衡和机械运动规律及 其在工程中应用的一门学科。 • 本课程的主要内容包括三大部分：(1)水静 力学，研究液体平衡的规律，即液体处于 静止状态时，作用于液体上各种力之间的
关系；(2)水动力学，研究液体处于运动状 态时，作用于液体上的力与各运动要素(例 如速度、加速度等等)之间的关系，液体的 运动特性以及能量转换规律等； (3)土建工 程中的水力计算问题，例如管流、明渠流、 堰流以及地下水的水力计算问题等。 • 1.2 液体的连续介质模型 • 液体是由大量的不断作无规则热运动的分 子所组成，从微观的角度看，分子之间的 空隙随机地变化，并且，其尺度远大于分
体受压时，宏观体积减小，密度增大，去 掉压力则能消除变形而恢复原有体积和密 度，这种性质称为液体的压缩性。当温度 升高时，液体体积增大，这称为液体的膨 胀性。 • 液体的压缩性以体积压缩系数β度量。
• 忽略其压缩性的液体称为不可压缩液体， 这又是一种简化分析模型，称为“不可压 缩液体模型”。 • (5)表面张力与表面张力系数
图1.5
第2章 水静力学
• 水静力学研究液体处 于静止状态下的平衡 规律及其在工程中的 实际应用。其主要任 务是探讨静止液体压 强分布规律、液体测 压计原理、并根据诸 作用力的平衡关系
图2.1
研究各种固体边壁上静水总压力的计算 方法。
• 2.1 静水压强特性
• 静水压强有两个特性：一是它的方向与作 用面的内法线方向一致，即，静水压强总 是垂直指向受压面的；二是在静止液体中 任何一点处沿各个方向的静水压强的大小 都相等，与作用面的方位无关。 • 2.2 液体的平衡微分方程及其积分
• 满足式 (2.3) 的函数 W(x ， y ， z) 称为力的势 函数，具有势函数的质量力称为有势力。 • (3)等压面 • 在静止的同种液体中，压强相等的各点所 组成的面 ( 平面或曲面 ) 称为等压面，例如
《水力学》课堂ppt-2024鲜版
井群与集水廊道联合应用 在某些复杂条件下，可将井群与集水廊道相结合， 形成联合集水系统，提高集水效率。
2024/3/27
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基坑排水和降低地下水位方法
基坑排水方法
明沟排水、盲沟排水、井点降水等。
降低地下水位方法
通过井点降水、轻型井点、喷射井点等方式降低地下水位，以满足 工程施工要求。
注意事项
在排水和降低地下水位过程中，需考虑对周围环境的影响，防止引发 地面沉降等不良后果。
实例一
梯形断面明渠均匀流水力计算。通过已知条件，如渠道底宽、边坡系数、糙率等，求解过水断面面积、湿周、水 力半径等水力要素。
实例二
矩形断面明渠非均匀流水力计算。通过已知条件，如渠道宽度、水深、糙率等，求解沿程各断面的流速、流量等 水力要素。
2024/3/27
26
堰流和闸孔出流现象探讨
堰流现象
当水流经过堰顶时，由于堰的阻挡作用， 水流在堰上游形成壅水现象，同时在堰下 游形成跌水现象。根据堰的类型和过堰水 流形态的不同，堰流可分为薄壁堰流、实 用堰流和宽顶堰流等。
10
液体内部压强传递原理
01
02
03
帕斯卡原理
在密闭容器内，施加于静 止液体上的压强将以等值 同时传到液体各点。
2024/3/27
连通器原理
在连通器内，同一液体的 液面保持在同一水平面上。
液压传动原理
利用液体传递压强和流量 的特性进行动力传递。
11
大气压强对液体影响
大气压强对液体有压强作用， 使液体受到一个向上的力。
2024/3/27
非恒定流动
流动参数既随空间位置变 化，也随时间变化。
分类依据
流动参数是否随时间变化。
2024/3/27
30
基坑排水和降低地下水位方法
基坑排水方法
明沟排水、盲沟排水、井点降水等。
降低地下水位方法
通过井点降水、轻型井点、喷射井点等方式降低地下水位，以满足 工程施工要求。
注意事项
在排水和降低地下水位过程中，需考虑对周围环境的影响，防止引发 地面沉降等不良后果。
实例一
梯形断面明渠均匀流水力计算。通过已知条件，如渠道底宽、边坡系数、糙率等，求解过水断面面积、湿周、水 力半径等水力要素。
实例二
矩形断面明渠非均匀流水力计算。通过已知条件，如渠道宽度、水深、糙率等，求解沿程各断面的流速、流量等 水力要素。
2024/3/27
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堰流和闸孔出流现象探讨
堰流现象
当水流经过堰顶时，由于堰的阻挡作用， 水流在堰上游形成壅水现象，同时在堰下 游形成跌水现象。根据堰的类型和过堰水 流形态的不同，堰流可分为薄壁堰流、实 用堰流和宽顶堰流等。
10
液体内部压强传递原理
01
02
03
帕斯卡原理
在密闭容器内，施加于静 止液体上的压强将以等值 同时传到液体各点。
2024/3/27
连通器原理
在连通器内，同一液体的 液面保持在同一水平面上。
液压传动原理
利用液体传递压强和流量 的特性进行动力传递。
11
大气压强对液体影响
大气压强对液体有压强作用， 使液体受到一个向上的力。
2024/3/27
非恒定流动
流动参数既随空间位置变 化，也随时间变化。
分类依据
流动参数是否随时间变化。
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。
水力学第一章 绪论PPT课件
其中粘滞性是本章的重点，掌握牛顿内摩擦定律的物 理意义，其适用条件是层流运动和牛顿液体。
4．理想液体、实际液体的概念：有无粘性的区别。
5．作用在液体上的力：质量力和表面力。
（1）质量力：作用在液体内部每个质点上，并且与液 体质量成正比。
（2）表面力：作用在液体上，并且与表面积成正比。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
水力学研究：
1、把水看作不可压缩、没有表面张力， 连续介质假设下忽略粘滞性的理想液体；
2、或把水看作不可压缩、没有表面张力， 连续介质假设下，粘滞性不忽略的实际液 体。
五.作用在液体上的力
按物理性质：重力、惯性力、压力、 拉力、摩擦力、表面张力。
按特点分：表面力和质量力。
1.表面力
作用于液体的表面，其大小与受作用的表 面面积成比例的力，称为表面力。如液体内部 摩擦力、水压力。
长期的生产和科学实验证明：利用连续 介质假定所得出的有关液体运动规律的基本 理论与客观实际是十分符合的。
四.液体的主要物理性质的物共质同三性态
质 1.惯性，质量与密度
惯性力：当液体受外力作用使运动状态发 生改变时，由于液体的惯性引起对外界抵 抗的反作用力。
Fma 单位：N
密度：是指单位体积液体所含有的质量。
用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感表面张力示意图毛细管现象用一个半导体功率器件作为开关该器件不断地重复开启和关断使得输入的直流电压在通过这个开关器件后变成了方波该方波经过电感综上所述液体的惯性重力特性和粘滞性对液体运动有重要的影响而液体的可压缩性表面张力等只有在特殊问题中才需要考虑请注意区分
The foundation of success lies in good habits
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dy 3 H 3 0.25
H
(1)当 y 0 .50H 时，
du 2 u m 1 0 .84 u m
dy 3 H 3 0.5
H
8
• 0.3水箱中盛有静止液体，试问此时液体所受的单 位质量力为多少？
• 解：作用于液体的质量力有重力和惯性力，而此 液体又为静止，所以惯性力等于0，只有重力
• 因此，液体所受的单位质量力即为单位重力，单 位重力有等于重力加速度即f=g
绪论思考题解答
• 0.1
质量：是表现物体惯性大小的物理量， M， Kg；
其它略。
1
• 0.3 固体的摩擦只在固体边界上产生，而液
体质点之间的内摩擦力存在于整个液体内 部和边界；而且其产生摩擦的物理本质也 不同：前者是由电磁力引起的，后者是由 粘滞力引起的。
牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体作层 流运动的情况。
5
• 0.1解： • 根据ν的经验公式
10.03307.0 t1 707.0 500221t2
t3 o C 时 0 .0 1 6 0 9t 1 5 o C 时 0 .0 1 1 4 1 t7 o C 时 0 .0 1 4 2 4t 2 5 o C 时 0 .0 0 8 9 6 t9 o C 时 0 .0 1 3 4 3t 3 5 o C 时 0 .0 0 7 2 4
解得dp1.96103kPa 即需要增加压强1.96103kPa
14
9
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问
10
•
0.4若 h =p gຫໍສະໝຸດ ，ρ为液体的密度， p的量纲
为L1MT2 ，试问h的量纲是什么？
• 解：的量纲为ML3
重 力 加 速 度 g 的 量 纲 为 L T 2
h的量纲M LL13M T LT22 L
11
0-5 如图所示有一0.8m×0.2m的平板在右面上作水平 运动，已知运动速度u=1m/s，平板与固定边界的距离 δ=1mm，有的动力粘度为1.15Ps·s，由平板所带动的 油的速度成直线分布，试求平板所受阻力。
6
0-2
已知某水流流速分布函数为：u
um
y H
2
3
， 式中H为水深，um为液面流速，若距壁面
的距离为y，试计算y/H=0.25及0.50处的流速梯
度。
7
解：
u
u
m
y H
2
3
du dy
2 3
um
3
1 H 2y
(1)当 y 0 .25H 时，
du 2 u m 1 1.058 u m
• 解：（1）体积模量K等于体积压缩率k的倒数
dV k V
dp
K Vdp dV
K V d d V p 4 1 5 0 9 38 1 .9 6 1 0 6k P a
13
• （2）体 积 相 对 压 缩1即 dV1
1000 V 1000
由公式KV dp1000dp1.96106kPa dV
解：du u dy
1 1
10001s
1000
du u 1.1510001150N/m2 dy
Ff A11500.80.2184N
12
• 0.6（1）容积为4m3的水，当压强增加了5个大气 压时容积减少1升，试求该水的体积弹性系数K。
• （2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增 大多少压强？
2
• 0.2 粘滞力对相对运动中较快的一层起阻碍
作用，对较慢的一层起推动作用。
3
0.5 原因两点： 1.水力学研究液体的宏观运动而不研究其微
观运动； 2.分子间空隙的距离较研究的液流尺度极为
微小。
4
绪论习题解答
• 0.1 计算水温t=3°，7°，9°，15°， 25°，35°（C）时水的运动粘滞系数v值， 并根据计算结果点绘成t~v的关系曲线。