水力学1~3章知识小结
《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。
水力学部分章节知识点
绪论1、密度是指单位体积液体所含有的质量 量纲为[M/L3]，单位为kg/m32、容重是指单位体积液体所含有的重量 量纲为[F/L3]，单位为N/m3一般取ρ水=1000 kg/m3，γ水=9800N/m3=9.8kN/m3第一章 水静力学1、静水压强的特性：①静水压强垂直指向受压面②作用于同一点上各方向的 静水压强的大小相等2、3、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，用p ′表示（绝对压强恒为正值）相对压强——以当地大气压作为零点计量的压强，用p 表示。
（相对压强可正可负） 4、真空——当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强pa ， 即其相对压强为负值时，称为水力意义上的“真空”真空值（或真空压强）——指绝对压强小于大气压强的数值，用pk 来表示 5、压强的单位：1个工程大气压=98kN/㎡ =10m 水柱压=735mm 水银柱压6、压强的测量①测压管②U 形水银测压计③差压计7、静水压强分布图的绘制规则：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 8、平面的静水总压力的计算 ①图解法②解析法9、作用于曲面上的静水总压力（投影） 第二章 液体运动的流束理论1、迹线——某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。
流线——是指某一瞬时，在流场中绘出的一条光滑曲线，其上所有各点的速度向量都与该曲线相切。
/流管——由流线构成的一个封闭的管状曲面 微小流束——充满以流管为边界的一束液流总流——在一定边界内具有一定大小尺寸的实际流动的水流，它是由无数多个微小流束组成2、水流的分类（1）按运动要素是否随时间变化①恒定流——运动要素不随时间变化②非恒定流——运动要素随时间变化（2）按同一流线上各质点的流速矢是否沿流程变化①均匀流——同一流线上流速矢沿流程不发生变化②非均匀流 a 、渐变流b 、急变流 3、均匀流的重要特性（1）过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变(2) 同一流线上不同点的流速应相等，从而各过水断面上的流速分布相同，断面平均流速相等(3) 均匀流（包括非均匀的渐变流）过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律p z C gρ+=0p p ghρ=+相同，即在同一过水断面上各点的测压管水头为一常数推论：均匀流（包括非均匀的渐变流）过水断面上动水总压力的计算方法与静水总压力的计算方法相同。
河海大学水力学考研讲义（重要知识点总结）
河海大学水力学考研讲义（重要知识点总结）第1章概论内容提要本章主要介绍水力学的定义及研究内容。
同时介绍了连续介质模型、波体的特征及主要物理力学性质和作用在波体上的力。
1.1 液体的连续介质模型液体是由无数没有微观运动的质点组成的没有空隙存在的连续体,并且认为表征液体运动的各物理量在空间和时间上都是连续分布的。
在连续介质模型中,质点是最小单元,具有“宏观小”、“微观大”的特性。
1.2 液体的主要物理性质液体的主要物理性质有质量和重量、易流性、黏滞性、压缩性、表面张力等。
液体单位体积内所具有的质量称为液体的密度,用ρ表示。
一般情况下,可将密度视为常数，水银的密度p=13600 kg/m3。
2.黏滞性易流性: 液体受到切力后发生连续变形的性质。
黏滞性：液体在流动状态之下抵抗剪切变形的性质。
切力、黏性、变形率之间的关系可由牛顿内摩擦定律给出3．压缩性液体受压后体积减小的性质称为液体的压缩性。
用体积压缩系数来衡量压缩性大小，K值越大，液体越难压缩。
4．表面张力表面张力是液体自由表面在分子作用半径一薄层内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方向产生的拉力。
通常用表面张力系数来度量，其单位为N/m。
1.3 作用于液体的力(1)无论是处于静止或运动状态都受到各种力的作用，这些力可以分为两类。
表面力：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，如压力P、切力F。
表面力又称为面积力。
质量力：作用在脱离体内每个液体质点上的力，其大小与液体的质量成正比。
如重力、惯性力。
对于均质液体，质量力与体积成正比，故又称为体积力。
第2章水静力学内容提要水静力学研究液体平衡（包括静止和相对平衡）规律及其在工程实际中的应用。
其主要任务是根据液体的平衡规律，计算静水中的点压强，确定受压面上静水压强的分布规律和求解作用于平面和曲面上的静水总压力等。
2.1 静水压强及其特性在静止液体中，作用在单位面积上的静水压力定义为静水压强，用字母p表示。
水力学主要知识点.
水力学主要知识点（水工专业2008）绪 论（一）液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因. 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性。
在研究水击时需要考虑4．表面张力特性。
进行模型试验时需要考虑水力学的两个基本假设：(二)连续介质和理想液体假设1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量. 2．理想液体：忽略粘滞性的液体 （三）作用在液体上的两类作用力第1章水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。
(一) 静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法. 1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面.(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）p=p 0+g ρh 或其中 z —位置水头，p/g ρ—压强水头 （z+p/g ρ）—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p v , 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）相对压强:p=g ρh,可以是正值，也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
c gpz =+ρd y d u μτ=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。
水力学知识点讲解
水力学第一章绪 论(一)液体的主要物理性质1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ；2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。
描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。
4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。
下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。
2．理想液体：忽略粘滞性的液体。
（三）作用在液体上的两类作用力第二章 水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。
（一）静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。
1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。
(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头，p/γ—压强水头（z+p/γ）—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p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。
要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。
1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m2下面我们讨论静水总压力的计算。
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。
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第三章水力学一、水静力学1. 粘性液体的内摩擦力与其速度梯度成正比，与液层的接触面积A成正比，与流体性质有关，而与接触面压力无关。
温度是影响μ值的主要因素。
υ=μ/ρ；υ为运动粘度，单位为m2/s2. 静水压强基本方程式：P2=P1+γ(h2-h2); z+p/γ=C(常数)1MPa≈10个大气压≈100mH2OU形管：PA =ρHggh -ρ水gb压差计：PA -PB= (γHg-γ水)×h+γ水×s3. 静水压力（1）平面上的静水压力（2）曲面上的静水压力二、水动力学理论1.伯努利方程α是动能修正系数，大于1，常常取1。
均匀流或者渐变流2. 总水头线/测压管水头线总水头线：测压管水头线：3. 水动力学应用毕托管流速公式： v B=√2g[(Z A+p Aρg )−(Z B+p Bρg)] =√2g×12.6ℎ文丘里流量计：Q=μ×K×√(Z1+p1ρg )−(Z2+p2ρg)三、水流阻力和水头损失1.水头损失公式沿程水头损失：局部水头损失：（1）突然扩大管（2）突然缩小管水管进入水池为1；水池进入水管为0.52.液体流动的两种状态（1）d为特征长度，只适用于圆管流；非圆管用当量直径圆管R=d/4边长为a和b矩形断面的水力半径R=ab/2(a+b)底宽为b，水深为h的矩形断面渠道的水力半径：R=bh/(b+2h) 当量直径d=4R (R为水力半径)（3）圆管层流的流速分布沿程阻力系数λ=64/Re 注：λ与Re成反比，而与管径粗糙度无关（4）圆管紊流λ=f(Re，K/d)层流区（L线）：Re临界过渡区（T线）：Re紊流光滑区（S线）：Re；λ=0.3164/ Re0.25, h∝v1.75f紊流过渡区（SR区）： Re，K/d∝v2紊流粗糙区（R区）：K/d；hf四、孔口、管嘴出流和有压管路1. 薄壁小孔口出流a.恒定出流：/A=0.64（1）自由出流收缩系数ε=Ac（2）淹没出流b.变水头出流泄空时间2.圆柱形外管嘴恒定出流L=（3-4）D3.有压管路的水力计算 （1）有压短管水力计算（2）有压长管的水力计算：忽略局部水头损失和流速水头简单管路：串联管路：串联管路总水头损失等于各管段水头损失之和；串联管路总阻抗等于各管路的阻抗之和；即流量相等，损失相加，抗阻相加并联管路：即流量相加，损失相等123HH H H SS S S =++并联管路各管段中阻抗越大，流量越小；五、明渠均匀流1. 特征只有在底坡、断面形状和尺寸、粗糙系数都不变的顺坡棱柱形渠道中形成均匀流。
水力学课程总结
九. 局部水头损失的计算
计算局部水头损失的公式
hj
v2 2g
hj
(v1
v2)2 2g
hj 2 v 1 g 2(1v v 1 2)2(1A A 1 2)22 v 1 g 212 v 1 g 2 hj 2 v2 g 2(v v 1 2 1 )2(A A 1 2 1 )22 v2 g 222 v2 g 2
第一章 小节
量纲、单位；
液体的主要物理性质：
惯性与万有引力特性- 、、S
粘性-牛顿内摩擦定律
du
dy
压缩性与表面张力特性
作用在液体上的力
1
第二章 小节
一.静水压强的特性
1.沿受压面的内法线；
2.作用在同一点各方向的静水压强大小相等.
二.液体平衡微分方程
X
1
p x
0
Y
1
p y
0
Z
1
dy dy dy dy
紊流时均切应力
dux dy
ux' u'y
牛顿粘滞切应力
紊流附加切应力 23
六.紊流中的流速分布
1. 层流底层
紊流中靠近固体边界处，粘滞力起主要作用作层流运动的极 薄层，叫做层流底层或粘性底层（厚度l）。在层流底层，粘性 应力占主导地位；在紊流区，由流体微团的脉动流速引起各层 流体间动量交换产生的紊流附加切应力占主导地位。
p z
0
综合式 d p(X dYxd Z y)dz
积分式
pC
2
等压面方程 Xd Yxd Z yd 0 z
等压面的性质 （1）等压面也是等势面； （2）等压面与质量力正交。
三.重力作用下静水压强的分布规律
1.水静力学基本方程
水力学 主要知识点
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
急变流 在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足： z p c
hf
l 2
d 2g
达西公式
圆管
hf
l 2
4R 2g
λ—沿程水头损失系数
R—水力半径 R A 圆管 R d
局部水头损失
4
ζ—局部水头损失系数
hj
V2 2g
从沿程水头损失的达西公式可以知道，要计算沿程水头损失，
关键在于确定沿程水头损失系数λ。而λ值的确定与水流的
流态和边界的粗糙程度密切相关。
图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积
方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。
静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例 线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水 压强分布图 解析法：大小：P=pcA, pc—形心处压强
g （二）液体运动基本方程
1.恒定总流连续方程
v 1A1= v 2A2
,
v2 A1 v1 A2
Q=vA
利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间
的几何关系求断面平均流速。
2.恒定总流能量方程
z1
p1g 1v12来自2gz2
p2
g
2v22
2g
hw
hw
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。
水利学院期末复习 水力学各章重要考点
水力学各章重要考点液体的力学特性液体的密度粘滞性、粘度的单位及其影响因素牛顿内摩擦定律理想液体与实际液体液体的压缩性、不可压缩液体1水静力学静水压强及其特性绝对压强、相对压强及真空度（真空压强）压强的单位z+p/ρg=c的几何意义及能量意义等压面的概念及应用静水压强的计算公式及应用静水压强分布图及其绘制平面静水总压力的计算（解析法、压力图法）曲面静水总压力的计算（压力体及其绘制）2液体运动的流束理论（液体一元恒定总流的基本原理）描述液体运动的方法流线及其特性过水断面、流量、断面平均流速恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流和急变流、均匀流及非均匀渐变流过水断面上动水压强的分布规律连续性方程、能量方程、动量方程的物理意义、应用条件、注意点及其实际工程应用用能量方程式分析解释流体现象3液流型态及水头损失水头损失分类雷诺试验、沿程水头损失和流速的关系层流和湍（紊）流及其判别、雷诺数的定义及物理意义均匀流沿程水头损失与切应力的关系式、达西公式（沿程水头损失通用计算式）层流运动的基本结论紊流的脉动现象及时均的概念、紊流的切应力、紊流的粘性底层、紊流的壁面、紊流的流速分布、水头损失系数的试验（尼古拉兹试验）研究结论谢才公式局部水头损失及其计算4有压管中的恒定流长管、短管的概念短管的计算长管的计算串联与并联的概念及水力计算特征5明渠恒定均匀流明渠的底坡及其分类明渠的横断面、棱柱体明渠与非棱柱体明渠明渠均匀流的特性及产生条件均匀流的计算水力最佳断面明渠的允许流速6明渠恒定非均匀流急流与缓流及其判别方法弗劳德数的定义及物理意义断面比能及断面比能曲线临界水深的概念、影响因素及计算临界底坡、缓坡与陡坡水面曲线的定性分析（分区、命名、规律）7水跃水跌与水跃现象矩形棱柱体平坡明渠中共轭水深的计算8堰流堰流与闸孔流的判别堰的分类堰的淹没出流判别堰流的基本公式及水力计算闸孔出流的基本公式及水力计算9泄水建筑物下游的水流衔接与消能三种消能方式底流消能的计算10有压管中的非恒定流水击现象、水击的周期与相直接水击与间接水击直接水击压强的计算减小水击压强的工程措施11明渠非恒定流明渠非恒定流的特性及波的分类明渠非恒定流连续性方程12液体运动的流场理论流线方程液体质点运动的基本形式无涡流与有涡流液体运动的连续性方程14恒定平面势流流函数及其性质流速势及等势线流函数与流速势的关系15渗流水在土中的存在形式渗流模型及其必须遵守的三个基本原则达西定律及其适用条件渗透系数的确定方法地下河槽中的均匀渗流地下河槽中非均匀渐变渗流棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润线。
水力学整理版
水力学整理版第1章绪论1水力学的研究对象以水为代表的液体的均衡和机械运动的规律及其在工程中的应用领域。
包括：水静力学水动力学2液体流动的基本特征（自己整理）物质的三态（固体、液体、气体）3连续介质假定假设液体质点之间没空隙，液体质点已连续充满著所占到的空间，其物理性质和运动要素都就是已连续原产的。
水力学中认为液体是易流动、不可压缩、均匀等向的连续介质。
4国际单位制（si）和工程单位制1.量纲和单位量纲：表示物理量性质的属性。
如：长度[l]，时间[t]，质量[m]，力[f]分为基本量纲和诱导量纲两种单位：量度各种物理量数值大小的标准。
例如：长度需用mm,m,km等则表示。
αβγ任何一个物理量的量纲需用三个基本量纲的指数乘积去则表示：[x]=[ltm]5国际单位制和工程单位制的差别和换算关系差别：选好的基本量纲相同，从而诱导量纲相同国际单位制度（si）:基本量纲选[l]、[t]、[m]诱导量纲：如果长度、时间、质量的单位采用：m、s、kg,则：力的单位：kgm/s2工程单位制：基本量纲选[l]、[t]、[f]诱导量纲：如果长度、时间、力的单位采用：m、s、kgf,则：质量的单位：kgfs2/m6液体的主要物理性质1.惯性、质量和密度设液体质量为m,加速度为a，则惯性力为f=-ma液体单位体积内所具备的质量称作密度，用ρ则表示。
均质液体：ρ=m/v非均质液体：??lim?m?v?0?v2.万有引力、重量、土壤湿度物体之间相互具有的吸引力称为万有引力。
地球对物体的引力称为重力（或重量g）g=mg液体单位体积内所具有的重量称为容重，用γ表示。
均质液体：γ=g/v 非均质液体：??lim?g?v?0?v3.粘滞性和粘滞系数在运动状态时，液体质点之间或流层之间就存有相对运动，此时，液体质点之间或流层之间会抗拒相对运动而产生质点之间的内摩擦力，内摩擦力做功而消耗有效机械能。
液体的这种特性称为粘滞性。
表征液体粘滞性质的系数称为粘滞系数。
《水力学》课程复习提纲汇总
《水力学》课程复习提纲2010-2•第1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．物理量量纲的概念和单位；4．作用在液体上的两种力：质量力、表面力。
考核要求：1．了解液体的基本特征，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个主要物理性质及其特征值和度量单位，重点掌握液体粘滞性及粘滞系数、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；3．了解量纲的概念，并且能表示各种物理量的量纲和单位；4．了解质量力、表面力的定义，理解单位表面力（压强、切应力）和单位质量力的物理意义。
• 第2章静力学考核知识点：1.静水压强及其两个特性，等压面概念；2.静水压强基本公式及其物理意义；3.静水压强的表示方法、单位和水头的概念；4.静水压强的量测和计算；5.作用于平面上静水总压力的计算；6.作用在曲面上静水总压力的计算。
1．理解静水压强的两个特性和等压面的概念和性质；2．掌握静水压强基本公式，理解公式的物理意义；3.理解静水压强三种表示方法（绝对压强，相对压强，真空度）及它们间的相互关系，注意真空度的概念，理解表示压强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头的概念；4．了解静水压强量测原理和方法，掌握静水压强的计算；5．掌握绘制静水压强分布图和计算作用在平面上静水总压力的图解法和解析法。
6．掌握压力体剖面图的绘制和计算作用在曲面上的静水总压力水平分力和铅垂分力的方法。
•第3章液体运动的基本理论考核知识点：1．描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；2．液体运动的分类和基本概念；3．恒定总流连续性方程及其应用；4．恒定总流能量方程及其应用；5．有势流动和有涡流动的概念。
考核要求：1．了解描述液体运动的拉格朗日方法和欧拉法；2．理解液体流动的分类和基本概念（恒定流与非恒定流，均匀流与非均匀流，渐变流与急变流；流线与迹线，元流，总流，过水断面，流量与断面平均流速，一维流动、二维流动和三维流动等），并能在分析水流运动时进行正确判断和应用；3．掌握恒定总流连续性方程的不同形式和应用；4．掌握恒定总流能量方程的形式、应用条件和注意事项，理解能量方程的物理意义、水头线绘制方法和水力坡度的概念，能熟练应用恒定总流能量方程进行计算；5．掌握恒定总流投影形式的动量方程、应用条件和注意事项，正确分析作用在控制体上的作用力和确定作用力及流速投影分量的正负号，能熟练应用恒定总流动量方程、能量方程和连续方程求解实际工程中的水力学问题；6．了解有势流动和有涡流动的概念及特点。
水力学1~3章知识小结
对压强分布图为梯形分布总压力的大小：
p1 p2 P ab 2
对于梯形压心距平面底部的距离为：
a 2h1 h2 e 3 h1 h2
2.6 作用于曲面上的静水总压力
首先分析作用于具有水平母线的二 向曲面上的静水总压力。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1静水总压力的大小
Px = ρ· · c · x g h A
Pz dPz ghdAz g hdAz gV
式中: Ω为压强分布图的面积;b为作用面的宽度。
矩形平面上静水总压力 P 的作用线 通过压强分布体的重心。（也就是矩形 半宽处的压强分布图的形心），垂直指 向作用面，作用线与矩形平面的交点就 是压心D。
例：对三角形的压强分布图
1 其大小为： P gh 2 b 2
其压心位于水面下2h/3处。
理想液体的概念
在水力学中液体分为理想液体和实际 液体。
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。
有没有考虑粘滞性：是理想液体和实 际液体的最主要差别。
例：一极薄的平板，在厚度分别为4cm的两种 油层中以 u 0.8 m s 的速度运动。已知上层 动力粘滞系数为下层的动力粘滞系数2倍，两 油层在平版上产生的总切应力为 30 N m 2 。试求上、下油层的动力粘滞系数。
若水学堂系列活动之 水力学1—3章复习
陈学高 2012年04月16日
第 一 章
绪
论
一 液体的主要物理性质
（1）质量和密度（共有性质） 质量 ，用m表示，单位kg或g 密度 ，用ρ表示，单位为 kg/m3或g/cm3 ρ水=1000 kg/m3 ρ水银=13600 kg/m3（需要记住）
水力相关知识点总结
水力相关知识点总结一、水的运动规律1.1 流体的基本性质流体是一种没有固定形状的物质，它能够适应所容器的形状。
流体有两种基本形式：液体和气体。
在水力学中，液体是最常见的流体形式，它是水力学研究的主要对象。
1.2 流体的运动规律流体的运动受到许多因素的影响，如重力、惯性力、压力等。
在水流中，常见的运动规律有流速、流量、水头等参数，它们都可以通过数学模型来描述流体的运动情况。
1.3 流体的阻力流体在运动过程中会受到阻力的影响，这是因为流体与容器表面或其他流体之间存在摩擦力。
在水力学中，流体的阻力是一个重要的参数，它会影响水流的速度和流量。
1.4 流体的动能与静能流体有两种基本的能量形式：动能与静能。
动能是流体在运动过程中所具有的能量，它与流体的速度有关；静能是流体在停止运动时所具有的能量，它与流体的压力有关。
这两种能量形式都是水力学中重要的概念，它们对于水流的运动状态和能量转换具有重要影响。
二、水力工程设施2.1 水库水库是一种蓄水建筑，它可以储存大量的水资源，并且可以调节水流量和水位。
在水力学中，水库是重要的水利工程设施，它被广泛应用于灌溉、供水、防洪等方面。
2.2 水坝水坝是用来阻挡水流或者调节水位的工程结构，它在水力学中起着非常重要的作用。
水坝可以分为重力坝、拱坝、重力拱坝、土石坝等不同类型，不同类型的水坝有着不同的结构和功能。
2.3 水轮机水轮机是一种利用水流能量来驱动机械设备的装置，它是水力发电的核心设备。
水轮机根据其结构和工作原理可以分为垂直轴水轮机和水平轴水轮机，它们在水力发电中扮演着不同的角色。
2.4 水利工程水力工程是研究和应用水的相关知识和技术的学科，它涵盖了水库、水坝、水轮机、水渠、泵站等许多方面。
水力工程在农业灌溉、城市供水、水电发电、防洪抗旱等方面都有着重要的应用，对于社会经济的发展和人类生活的改善都起着至关重要的作用。
三、水力发电原理3.1 水力发电的概念水力发电是利用水流的动能进行能源转换，将水流能转化为电能。
水力学总结
第一章绪论1．连续介质假说：即认为液体和气体充满一个空间时，分子间没有间隙，是一种连续介质，其物理性质和运动要素都是连续分布的，在此基础上，一般还认为液体石均质的，其物理性质具有均匀等向性。
2．在标准大气压下，t=4时水的密度最大=1000kg/mmm;t=0时，冰的体积比水约大9%。
3．流动性：静止时，液体不能承受切力、抵抗剪切变形的特性，称为流动性。
4．粘滞性：在运动状态下，液体所具有抵抗剪切变形的能力，称为粘滞性。
是运动液体机械能损失的根源。
（牛顿平板实验）5．理想液体：没有粘滞性的液体。
6．实际液体：理想+修正。
7．质量力：作用在液体每一质点上，其大小与受作用液体质量成正比的力。
（常见有重力、惯性力）8．表面力：作用于液体隔离体表面上的力。
思考题：1．什么是连续介质模型？为什么要提出此模型？2．什么是单位质量力？为什么质量力常用单位质量力表示，举例说明。
3．液体内摩擦力有哪些特性？什么情况下需要考虑内摩擦力的影响？第二章静水力学1．静止：相对静止和绝对静止，相对静止下，液体内部质点间没有相对运动，其粘滞性不起作用。
2．静水压强特性：垂直指向作用面；同一点出，静水压强各向等值。
3．等压面：液体中压强相等各点所构成的曲面，如自由表面。
在静止液体中，质量力与等压面相互垂直。
4．基本方程：5．压强表示方法：单位面积上的力；液柱高度；工程大气压的倍数。
6．基本方程的几何、水力学、能量意义：pz+=Crz——计算点的位置高度；位置水头；单位位能；pr——=h，压强高度，即测压管中水面至计算点的高度；压强水头；单位压能；z+pr——计算点处测压管中的水面距计算基准面的高度；测管水头；单位全势能；z+pr=C——静止液体中各点位置高度和压强高度之和不变；各点测压管水头或静止水头不变；各点单位全势能不变。
7．待测点压强较小时：1，提高读书精确度；2，改用轻质液体；3，倾斜放置测压管。
8．压强较大时：水银U型管。
水力学小结
四、恒定总流动量方程
Fx Q(22 x 11x ) Fy Q(22 y 11y ) Fz Q(22z 11z )
三、作用在平面上静水总压力
掌握图解法（只适用矩形受压面）和解析法 （适用任意形状受 压面）求解平面上静水总压力。
步骤： 1.画出受压平面静水压强分布图
2.图解法FP=Ω b (也可用解析法FP=PC A=ρ ghc A
作用点:三角形分布
e L 3
梯形分布
e L 2h1 h2 3 h1 h2
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。
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。
水静力学 小 结
一.概念
1.静水压强及其特性
2.重力作用下的静水压强基本公式及意义
p = p0+ρ g h
3.绝对压强、相对压强和真空度
p= p＇- pa
4.压强单位有三种： （1）用应力单位表示：N /m2（Pa）或kN /m2（kPa）； （2）用大气压的倍数表示：即Pa =98kN /m2，用Pa的倍数表示； （3）用液柱高度：米水柱（mH2O）或毫米水银柱（mmHg）。
流 体 ， 质 力之间的关系 对 液 流 的 反 作
量力只有
用力、已知全部
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平版
u
4cm
du u 解： dy y 20 l s du 上 下 dy
du 上 下 dy
30 1.5上 20 20 上 1.0Pa s 20 1 下 下 0.5P a s 2
注意：若没有明确说明，液体沿厚度方向的速度为 线性的。即 du / dy=u / y
不沿流线变化 均匀流
沿流线变化
非均匀流
均匀流的特性
流线是相互平行的直线，过水断面是平面， 过水断面的面积沿程不变。 同一 根流线上各点的流速相等，流速分布 沿流不变，断面平均流速也沿流不变。 过水断面上的动水压强分布规律符合静水压
强分布规律 ，即 p C Z
g
需要注意的问题
式中: Ω为压强分布图的面积;b为作用面的宽度。
矩形平面上静水总压力 P 的作用线 通过压强分布体的重心。（也就是矩形 半宽处的压强分布图的形心），垂直指 向作用面，作用线与矩形平面的交点就 是压心D。
例：对三角形的压强分布图
1 其大小为： P gh 2 b 2
其压心位于水面下2h/3处。
须考虑水的压缩性。
例题解析
温度为4°c的水，若使体积压缩0.0005， 问压强需增加多少？ 解：查表得K=2.06×109，则β=1/K β=－dV/V/dp=0.0005/dp=1/K 6 解得dp=1.03×10 N/m2
表面张力(surface tension)
表面张力：处于液体表层的分子受到两侧分子
M
单位质量力在三个坐标轴的投影
Fx fx M
fy Fy M
Fx fz M
第 二 章
本章要点：
水静力学
静水压强的定义、特性、计算、分布 平面静水总压力的计算 曲面静水总压力的计算
一、 静水压强定义
平均压强 p P A 点压强
P p lim A 0 A
单位：N/m2，kN/m2 ，pa，kpa
两者之间的关系为 pr= pabs - pa
真空的概念：如果某点的压强小于大气 压强，则认为该点出现了真空。出现真空时 相对压强为负值，故又认为出现了负压。 真空压强用pv表示 pv= pa - p
(课本P20，图2.5)
3 水头与单位能量 对水静力学基本方程 z+ p/ρg = C 各 项的几何和能量意义的解释：
本书主要学习一元流的求解
流线
某一瞬时流场中绘出的曲线
曲线的切线方向为液体质点的速度方向
流线是光滑曲线或直线，流线一般不相交
流线
流线的形状与固体边界的形状有关 断面小处，流速大，流线密 断面大处，流速小，流线疏
迹线
质点运动的轨迹 在恒定流情况下，流线与迹线重合
过水断面
对压强分布图为梯形分布总压力的大小：
p1 p2 P ab 2
对于梯形压心距平面底部的距离为：
a 2h1 h2 e 3 h1 h2
2.6 作用于曲面上的静水总压力
首先分析作用于具有水平母线的二 向曲面上的静水总压力。
1静水总压力的大小
Px = ρ· · c · x g h A
Pz dPz ghdAz g hdAz gV
牛顿内摩擦定律：
du T A 或 dy
du dy
注意： 1 2 3 4 5
关于τ和T的说明 对于μ和ν=μ/ρ的定义及解释
du/dy为流速梯度
牛顿流体与非牛顿流体 适用条件:流体流动是层流 与第四章中的紊流的τ=ρgRJ区别联
系
B C A D
0
du dy
理想流体
流体的分类 其中，牛顿液体为线性关系且过原点 考点：给出图判断哪条曲线代表牛顿液体
的引力不同，在合力的作用下，液体表面仿佛
是一张拉紧的膜。
表面张力仅在自由表面存在，液体内部并不 存在。
h=30.2/d
毛细管现象
h=10.8/d
三 作用于液体的力
表面力如摩擦力、水压力、边界对液体的 反作用力 质量力如重力、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
1 p fx 0 x
同理可得y, z方向的平衡方程，一并 列出
fx fy fz 1 p 0 x 1 p 0 y 1 p 0 z
fx fy fz
1 p 0 x 1 p 0 y 1 p 0 z
重力：大小为：G＝mg， g：重力加速度。
液体的容重(重度）g：是指单位体积液体所具有的 重量。 国际单位： N／m3
G g V
m V g 9.81 KN m3
g g
（2）粘滞性μ
定义：在流动状态下液体抵抗剪切变形速率能力的度量为液体
的粘滞性。
远动粘度ν=μ/ρ
注意几点：1 课本表1-1 2 Re = vd/ν
若水学堂系列活动之 水力学1—3章复习
陈学高 2012年04月16日
第 一 章
绪
论
一 液体的主要物理性质
（1）质量和密度（共有性质） 质量 ，用m表示，单位kg或g 密度 ，用ρ表示，单位为 kg/m3或g/cm3 ρ水=1000 kg/m3 ρ水银=13600 kg/m3（需要记住）
m lim V 0 V
垂直于流线的液流
横断面
平面或曲面
流管、元流、总流
液流中取一封闭曲线，流 线与封闭曲线形成的管状 曲面，称为流管。 微小流管中的液流称为元 流。
无数元流集合成的过水断 面面积上的整股液流，称 为总流
液流不能穿过流管壁流动
流量、断面平均流速
单位时间内通过某一过水断面的液体体 积称为流量，用 Q 表示
二、静水压强的特性
静水压强垂直指向作用面。 静止液体中任一点各个方向的静水压强大
小都相等,与该作用面的方位无关，即任一
点的静水压强仅是空间坐标的的函数。 （后面画静水压强分布图的依据）
2.2 液体平衡微分方程及其积 分
液体平衡微分方程（了解即可）
p dx p dx (p )dydz ( p )dydz f x dxdydz 0 x 2 x 2
在静止液体内部，若在某一方向上有质
量力存在，那一方向就一定存在压强的变
化。
2.3.2液体平衡微分方程的积 分
将平衡方程中的各式分 别乘以dx, dy, dz然后相加得
1 p p p f x dx f y dy f z dz ( dx dy dz ) x y z
dp ( f xdx f y dy f z dz)
Az Az
V是压力体体积
压力体是由以下面组成：
曲面本身；
通过曲面周界的铅垂面；
自由液面或其延续面。
参考课本课后习题2.10
2静水总压力的方向 静水总压力P与水平面之间的夹角为θ，
Pz t an Px
求得θ角后，便可定出P 的作用线的
方向。
举例：课后习题2.12
第三章 液体一元恒定总流基本原理
2.3 重力作用下静水压强的分布规律
1 水静力学基本方程
工程实际中最常见的质量力是重力。当质量力只有重力时， 作用在静止液体上的单位质量力在各坐标轴上的分量分别为 X=Y=0，Z= -g。 代入液体平衡微分方程得 dp= -ρgdz
积分上式得 p=- ρgz+C1
式中C1为积分常数。等式两边同除以ρg，移项得
（3）液体的压缩性与弹性
液体的压缩性； 体积压缩系数 β=－dV/V/dp ，β的单位是 m2/N 液体的弹性(elasticity) 体积弹性系数, 用K=1/β ，K的单位是 N/m2（表1—1）
K值越大，表示液体愈不容易压缩。对一般水利工程来说，
可认为水不可压缩的。但在有压管道中水击计算时，则必
2.5 作用于平面上的静水总压力
一 解析法
解析法适用于置于水中任意方位和任意 形状的平面。
静水总压力的大小：
P =pcA。 静水总压力的方向：
静水总压力P 的方向垂直指向受压面
静水总压力的作用点 静水总压力P 的作用点称为压力中 心，以D表示。为了确定D的位置，必 须求其坐标xD和yD。 用理论力学中的合力矩定理求坐标
p 在动水中的压强称为动水压强 ， 2
同样适用于均匀流断面。 均匀流过水断面上
p Z C g
p1 gh
，仅适用于同
一断面，不同的断面上 C 值不同，并由上游向下 游递减。 只适用于有一定固体边界约束的均匀流。若管道
课本P21 结合图2.6分析
4等压面及其应用
等压面是压强相等的点构成的面。
等压面与质量力正交。
需要强调的是，静止液体内等压面
是水平面这一结论，只能适用于互相连 通的同一种液体。
5静水压强分布图 表示静水压强沿受压面分布情况的 几何图形称为静水压强分布图。
在工程中只需计算相对压强，所以
这里只绘制相对压强分布图。 按照 p =ρgh 绘制
第三节 液体运动的一些基本概念
一元流、二元流、三元流
恒定流、非恒定流
流线、迹线 过水断面、流管、元流、总流 流量、断面平均流速 均匀流、非均匀流
渐变流、急变流
系统、控制体积
一元流、二元流、三元流
根据运动要素与空间坐标变量的关系划分 空间流动 平面流动 沿流动方向 三元流 二元流 一元流
第一节 概述
重点：
1.描述液体运动的两种方法
2.描述液体运动的一些基本概念
3.一元恒定总流的三大方程的实际应用 连续性方程、能量方程、动量方程