水力学课件

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水力学 (完整版)PPT

水力学 (完整版)PPT

2020/4/5
16
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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17
第一章 绪论
2020/4/5
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
2020/4/5
2
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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12
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)
2020/4/5
13
第一章 绪论
20th century
Ludwig Prandtl (1875-1953) Boundary theory(1904)

水力学流体静力学PPT课件

水力学流体静力学PPT课件

在水利工程中,液体相对平衡 的原理被广泛应用于水坝、水 库等水工建筑物的设计和施工 中。
在医学领域,液体相对平衡的 原理也被应用于血液动力学和 药物输送等方面的研究。
04
液体内部压强与浮力
Chapter
液体内部压强的计算
压强定义
单位面积上所受的压力,用p表示 ,单位为Pa。
计算公式
p = F/A,其中F为压力,A为受力 面积。
了解液体运动的描述方法和基本方程 ;
能够运用所学知识分析和解决工程实 际问题。
教学方法与手段
01
02
03
教学方法
采用讲授、讨论、案例分 析等多种教学方法相结合 的方式。
教学手段
使用PPT课件、动画演示 、实验演示等教学手段辅 助教学。
考核方式
采用平时成绩、期末考试 成绩和实验成绩相结合的 考核方式。
的气体量来调节浮力大小。
05
流体静力学在水利工程中的应 用
Chapter
水库水位与坝体稳定性分析
水库水位确定
根据水库地形、库容曲线 及入库流量等资料,确定 水库在不同运行条件下的 水位。
坝体稳定性分析
运用土力学、岩石力学等 原理,分析坝体在静水压 力、扬压力等作用下的稳 定性,确保大坝安全。
渗流控制
液体相对平衡是流体静力学研究的基础。
等压面的形成与性质
等压面是指在液体内部,压强相等的各点所组成的面。
在重力场中,等压面是一个水平面,因为在同一水平面上,各点受到的重力作用相 同,所以压强也相等。
等压面具有传递压强的性质,即等压面上的压强可以传递到液体内部的任意一点。
液体相对平衡的应用
液体相对平衡的原理可以应用 于测量液体的密度和深度。

水力学经典教学课件PPT(83张)

水力学经典教学课件PPT(83张)
水面激起一微小波动,波高h,波以速度vw从右向左
传播。观察微波传播: 波形所到之处将带动水流运 动,流速随时间变化,是非恒定流,但可化为恒定流。
vw
∆h
h
• 选动坐标随波峰运动,假想随波前进来观察渠 中水流相对于动坐标系 波静止渠中原静止水
体以波速vw从左向右流动,整个水体等速度
向右运动,水流为恒定流,水深沿程变化,是 非均匀流。




v c, 急 流

一般断面渠道静水中波速c为
c gA/B gh
• 将一块石子投入静水中,水面以投石点为中心 产生一系列同心圆,其以一定速度离开中心向
四周扩散
vw
vw’
• 将石子投入等速运动的水流中,则波传播速度 是水流流速与波速向量和。当水流流速小于波 速(v < vw)时,微波向下游传播的绝对速度 为(v + vw),向上游传播的绝对 v
vw+ v
• 当水流的流速等于波速(v= vw)时,微波向
下游传播的绝对速度是 2 vw。
2 vw
• 当水流流速大于波速(v > vw)时,微波只向 投石点下游传播,对上游的流动没有影响。
vw + v
• 一平底矩形断面水渠,水体静止,水深为h,水中有
一个直立的平板。用直立平板向左拨动一下,板左边
弗劳德(Froude)数的物理意义:
v
v2
Fr 2
gh 2gh
表示过水断面单位重量液体平均动能与平均 势能之比的二倍开平方,Fr愈大,意味着水 流的平均动能所占的比例愈大。
[Fr]

[惯性力] [重力]
表示水流的惯性力与重力两种作用的对比关 系。急流时,惯性对水流起主导作用;缓流 时,重力对水流起主导作用。

2024年水力学课件

2024年水力学课件

水力学课件1.引言水力学是研究流体静力学和流体动力学的科学,主要研究液体在力的作用下的运动规律和液体与固体边界的相互作用。

水力学广泛应用于水利工程、海洋工程、环境工程、地质工程等领域。

本课件旨在介绍水力学的基本原理、方法和应用,为读者提供水力学的系统学习和研究。

2.流体静力学流体静力学主要研究在静止的流体中,流体粒子所受的力以及流体粒子之间的相互作用。

流体静力学的核心内容是压强、液体的浮力和静力平衡。

2.1压强压强是单位面积上所受到的力的大小,其计算公式为p=F/A,其中p表示压强,F表示作用在面积A上的力。

在液体中,压强随深度的增加而增大,其关系式为p=ρgh,其中ρ表示液体的密度,g 表示重力加速度,h表示液体的深度。

2.2浮力浮力是指液体对浸入其中的物体所产生的向上的力。

浮力的大小等于物体所排开液体的重量,其计算公式为F_b=ρVg,其中F_b 表示浮力,ρ表示液体的密度,V表示物体排开液体的体积,g表示重力加速度。

2.3静力平衡静力平衡是指在静止的流体中,作用在流体上的各个力相互平衡,使流体保持静止状态。

静力平衡的条件是作用在流体上的各个力的合力为零,即∑F=0。

3.流体动力学流体动力学主要研究在力的作用下,流体的运动规律以及流体与固体边界的相互作用。

流体动力学的核心内容是流体的流动、伯努利方程和流体的阻力。

3.1流体的流动流体的流动可以分为层流和湍流两种类型。

层流是指流体以平行层的形式流动,流体粒子之间的相互作用力较小,流动速度分布均匀。

湍流是指流体粒子之间的相互作用力较大,流体粒子呈无序运动,流动速度分布不均匀。

3.2伯努利方程伯努利方程是描述在不可压缩、稳定流动的流体中,流体的总能量守恒的方程。

伯努利方程的表达式为p+1/2ρv^2+ρgh=常数,其中p表示流体的压强,ρ表示流体的密度,v表示流体的速度,h表示流体的位置高度,常数表示流体的总能量。

3.3流体的阻力流体的阻力是指流体在流动过程中,由于与固体边界的相互作用而产生的阻碍流体运动的力。

水力学课件.ppt

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水工建筑物的渗流问题 水工建筑物的过水能力问题
前进
水力学的主要研究课题:
作用于建筑物表面上静水总压力 在压管中的恒定流 明渠恒定流 堰流及闸孔出流 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 渗流
前进 返回
连续介质的假说
假设液体是一种连续充满其所占据空间的毫无空隙 的连续体。水力学所研究的液体运动是连续介质的连 续流动。 意义:使描述液体运动的一切物理量在空间和时间上 连续,故可利用连续函数的分析方法来研究液体运动。
A线为牛顿液体,当液体种类一定、温
B
度一定时,η=const ,切应力与剪切
τ
C
变形速度成正比
A B线是理想宾汉液体,如泥浆、血浆等
D C线是伪塑性流体,如尼龙、橡胶的溶液、
η 1
颜料、油漆等
O
du/dy D线膨胀性流体,如生面团、浓淀粉糊等
(4)液体的粘滞性是液体运动产生能量损失的主要根源 实际液体与理想液体的概念
单位质量力
若一质量为M的均质液体,作用于其上的总质量力为F,则所受的
单位质量力为
f , F与加速度有一样的量纲[L/T2]
M
若总质量力F在空间坐标上的投影分别为Fx、Fy、Fz、,单位质量
力在相应坐标上的投影为fx、fy、fz,则有
X Fx ,Y Fy , Z Fz MMM
返回
具体说:是以数学、物理、理论力学为基础,采 用理论分析与实验研究的方法,研究液体平衡和机械 运动的规律及其实际应用。
水静力学 按液体的存在形式
水动力学
基本原理 按研究的内容
工程应用
前进 返回
实际工程中的水力学问题
前进
水对水工建筑物的作用力问题 水工建筑物的渗流问题

水力学(给排水基础)课件

水力学(给排水基础)课件
m h 4.23m
4Q v 2 2.73m / s d
设为层流


v
2 1 1
2g
z2
p2


2v2
2g
2
hw
适用条件:恒定流动、质量力只有重力、
不可压缩流体、所取过流断面为渐变流断 面、两断面间无分流和汇流。
水力坡度
水头线的斜率冠以负号
测压管坡度
d H d hw J ds ds
dH P JP ds
称为测压管坡度
称为水力坡度
水流阻力和水头损失
分 类
沿程水头损失——在均匀流段(包括渐变流)中产生
的流动阻力为沿程阻力(或摩擦阻力),由此引起的
水头损失,与流程的长度成正比,用hf表示;
局部水头损失——在非均匀流段(流动边界急剧变化)
中产生的流动阻力为局部阻力,由此引起的水头损失,
取决于管配件的形式,用hj表示;
整个管道中的水头损失等于各段的沿程水头损失和各
两者关系:
p pabs pa
真空度(真空值)——相对压强的负值。pV

pV pa pabs p
静压强的量测方法: 1.弹簧金属式 量测相对压强和真空度,表中心数值 2.电测式 压力传感器、电信号 3.液位式 测压管技术(测压管、微压计、U形管)
静水压力
作用在平面上的静水总压力P 1.解析法: 总压力
P pc A
作用点位置 惯性矩: 矩形断面 圆形断面
Ic y D yc yc A
1 3 I c bh 12
Ic

64
D4
2.图解法:
静水总压力P=

水力学主要知识点课件

水力学主要知识点课件
实验设备
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ppt课件

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染色线
在流体中注入染色剂,形成的染色 质点在流动过程中描绘出的曲线。 染色线可以直观地显示流动状况。
一维流动和二维流动特点分析
一维流动
流动参数仅沿一个坐标方向变化,其 他两个坐标方向上的变化可忽略不计 。一维流动具有简单的流动特性和明 确的数学描述。
二维流动
流动参数沿两个坐标方向变化,另一 个坐标方向上的变化可忽略不计。二 维流动比一维流动复杂,但仍可采用 适当的数学方法进行描述和分析。
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。
谢谢聆听
水力学ppt课件
目录
• 水力学基本概念与原理 • 流体静力学分析 • 流体动力学基础知识 • 管内流动与损失计算 • 明渠恒定均匀流与非均匀流分析 • 堰流、闸孔出流和泄水建筑物设计
原理
01 水力学基本概念与原理
水力学定义及研究对象
水力学的定义
研究液体在静止和运动状态下的 力学规律及其应用的科学。
非均匀流现象描述
在明渠中,若水流运动要素沿程发生变化,则称为非均匀流。非均匀流可表现为水面波动、流速分布不均等现象 。
分类方法
根据非均匀流产生的原因和表现形式,可将其分为渐变流和急变流两类。渐变流是指水流要素沿程逐渐变化,而 急变流则是指水流要素在较短时间内发生显著变化。
明渠恒定非均匀流水面曲线变化规律探讨
03
特性比较
恒定流具有稳定的流动特性,便于分析和计算;非恒定 流的流动特性复杂多变,需要采用动态分析方法。
流线、迹线和染色线概念辨析
流线
在某一瞬时,流场中每一点都与 速度矢量相切的曲线。流线反映 了该瞬时流场中速度的分布状况

迹线
某一质点在流动过程中不同时刻所 在位置的连线。迹线反映了该质点 在流动过程中的运动轨迹。

水力学讲获奖公开课课件

水力学讲获奖公开课课件

由连续方程
v 2
=v
A =v ( D )2= 4v
A2
d
解得水平管段:v =1.75m/s
拟定测压管高度Δh: 建立3-3和2-2断面旳能量方程
H 3 Δh
3
h
0 22 0
z3=h=1m z2 =0, v2=4 v3
z3 +
p
g
3
+
a
v2
33
=
2g
z2 +
p2
g
+
a
2
2v g
2 2
+
hw´
h´w=0.2m, z3=1m,v3=v=1.75m/s
R = Rx2+Ry2 = 2515 N
合力与水平方向夹角:
q
=
tg-
1Ry Rx
= 37.96 o
1
P1 v1
1
R Ryy R
Rxθ
Rx
y
x
F
H
hc
x
例4. 平底河道上设一弧形闸门,闸前水
深为H,闸下收缩水深为hc,闸门段水
头损失为闸前断面流速水头旳1.2倍。
求水流对闸门旳作用力F(床面摩阻力不计)
第二讲
液体运动基本概念 和基本方程
3.流动旳分类:
非恒恒定定流流——运运动动要要素素不随时间变化
3.流动旳分类:
均 匀 流—运动要素沿流程不变, 流线是平行旳直线
非均匀流—运动要素沿流程变化, 流线不平行或非直线
渐变流特点:流线间夹角较 小,边界变化平缓
急变流特点:流线间夹角较大, 边界变化急剧
满足渐变流断面条件)
3) 选代表点(拟定断面测压

水力学课件完整版

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产生条件
多孔介质中存在压差,且液体具 有流动性。
渗流分类
根据流动状态可分为层流和紊流 ;根据流动方向可分为一维、二
维和三维渗流。
达西定律和非达西定律适用范围
达西定律
适用于层流状态的渗流,描述液体在多孔介质中的流动速度与压 差之间的关系。
非达西定律
适用于紊流状态的渗流,此时流动速度与压差之间的关系不再符 合达西定律。
根据测量范围选择
不同仪表有不同的量程,应根据实际压力范围选择合适的仪表。
根据测量精度要求选择
不同仪表的精度不同,应根据实际需求选择精度合适的仪表。
根据使用环境选择
考虑温度、湿度、振动等环境因素对仪表的影响,选择适应性强的 仪表。
误差来源及减小误差措施
误差来源
仪器误差、环境误差、操作误差等。
减小误差措施
工程实例分析
实例一
油田注水开发过程中的渗流现象分析 。通过注水井向油层注水,提高油层 压力,驱动原油向生产井流动。在此 过程中,需要考虑注水井与生产井之 间的干扰问题,以及储层物性、流体 性质等因素对渗流的影响。
实例二
水利工程中的堤防渗透问题。堤防是 水利工程中的重要建筑物,其主要功 能是防洪。在洪水期间,堤防受到水 流的冲刷和渗透作用,可能导致堤防 失稳和溃堤。因此,在堤防设计和施 工过程中,需要考虑渗流对堤防稳定 性的影响,并采取相应的防渗措施。
重要意义。
表面张力
流体表面分子间相互吸引的力 ,影响流体的界面现象和毛细
现象。
流体静力学基础
1 2 3
静水压强及其特性
静水压强是静止液体中某点处单位面积上的垂直 作用力,具有方向垂直于作用面、大小与作用面 的方位无关等特性。

水力学由以下内容构成ppt课件

水力学由以下内容构成ppt课件



du dy
301.5上20 上22001.0Pa•s 下12下0.5Pa•s
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
4. 液体的压缩性
压缩性:液体受压后体积要缩小,压 力撤除后也能恢复原状,这种性质称为液 体的压缩性或弹性。
四.作用在液体上的力
按物理性质:重力、惯性力、弹性力、 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 摩擦力、水压力、边界对液体的反作用力
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
研究对象:液体及不可压缩气体。
(四)水力学的在工程中的应用
➢ 1.确定水工建筑物所受的水力荷载
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
F
v
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的,因 此,篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
m
V
国际单位:kg/m3
一个标准大气压下,温度为4℃,水密度 为1000kg/m3 。
2.万有引力特性,重力与容重
万有引力:是指任何物体之间相互具有吸引 力的性质,其吸引力称为万有引力。

水力学第三章水动力学基础PPT课件

水力学第三章水动力学基础PPT课件

斯托克斯定理
总结词
描述流体在重力场中运动时,流速与密 度的关系。
VS
详细描述
斯托克斯定理指出,在不可压缩、理想流 体中,流体的流速与密度之间存在一定的 关系。具体来说,流速大的地方密度小, 流速小的地方密度大。这个定理对于理解 流体运动的基本规律和解决实际问题具有 重要的意义。
06 水动力学中的流动现象与 模拟
设计、预测和控制等领域。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
静水压强
静止液体内部压强的分布规律。
液柱压力计
利用静止液体的压强测量压力的方法。
帕斯卡原理
静止液体中任意封闭曲面所受外力之和为零。
浮力原理
浸没在液体中的物体受到一个向上的浮力, 其大小等于物体所排液体的重量。
03 水流运动的基本方程
连续性方程
总结词
描述水流在流场中连续分布的特性
详细描述
连续性方程是水力学中的基本方程之一,它表达了单位时间内流场中某一流体 的质量守恒原理。对于不可压缩流体,连续性方程可以简化为:单位时间内流 出的流量等于该时间内流体的减少量。
湍流
水流呈现不规则状态,流线曲折、交 叉甚至断裂,流速沿程变化大,有强 烈的脉动现象。
均匀流与非均匀流
均匀流
水流在同一条流线上,速度和方向保持一致,过水断面形状和尺寸沿程保持不变 。
非均匀流
水流在同一条流线上,速度和方向发生变化,过水断面形状和尺寸沿程也发生变 化。
一维、二维和三维流动
一维流动
水流只具有一个方向的流动,如 管道中的水流。一维流动的研究 可以通过建立一维数学模型进行。
水力学第三章水动力学基础ppt课 件
目 录

水力学课件

水力学课件
1.<<水力学>> 西南交大编 高等教育出版社 2 .<<水力学>>(上,下) 清华大学编.高等教育出版社
3.<<水力学解题指导及习题集>> (第二版) 大连工 学院高等教育出版社。
第一章 绪论
§1-2 液体的连续介质模型
一、概念的建立
流体由不连续分布的大量分子组成 10-6 mm3 空气中含有大约2.71010个分子; 10-6 mm3 水中含有大约3.31013个分子。 1、概念:液体是没有空隙的,液体质点完全充满所占的空间。 “连续介质”概念的建立,使液体中的一切物理量(压强、 速度、密度等)都可视为空间坐标和时间的连续函数〔如: p=f(x,y,z,t)〕。这样就可以利用连续函数的数学分 析方法来解决液体平衡和运动的问题。
1 p 1 p dx)dydz X dxdydz 0 (p dx)dydz ( p 2 x 2 x
整理得:
同理,在x,y方向上可得:
1 p X 0 x
第二章 水静力学
1 p 0 X x 1 p 0 Y y 1 p 0 Z z
第一章 绪论
§1-5 作用在流体上的力
按物理性质分:重力、摩擦力、惯性力、弹性力、
表面张力 按隔离体的角度分:表面力和质量力 1、表面力: 作用在隔离体表面上的力, 是接触性力。 表面力可分为: 法向力P与作用面正交的应力 切应力τ与作用面平行的应力
第一章 绪论 2、质量力: 质量力是指作用在隔离体内每个液体微团上的力, 其大小与液体的质量成正比,也称为体积力, 是非接触性的力。 如:重力、惯性力。 质量力常用单位质量力来度量。
压力改变对μν的影响不大
(液体)

职业技能培训水力学PPT课件

职业技能培训水力学PPT课件


消防水枪根据射流形式和特征不同可分为直流水枪、喷雾水枪、多
功能水枪等,其中常用水枪为直流水枪和喷雾水枪。
• 1.直流水枪

(1)直流水枪的分类和构造

直流水枪分为普通直流水枪和开关式直流水枪。
• 直流水枪是由枪筒和喷嘴所组成。直流水枪密集射流的质量与水枪喷嘴有 密切关系。直流水枪喷嘴一般采用具有向出口断面方向收敛的圆锥体状喷嘴。 圆锥形喷嘴主要用途为增加水流的出口速度以形成动能较大的射流,并使射流 不分散。枪筒的构造要求有良好的水力条件,为减少从水带的水流涡流,迫使 枪筒内安装稳流器,使水流流过的截面积较小的孔洞,消除横向水流和旋转水 流,迫使枪筒内呈匀流状态,以提高枪筒结构的水力条件。
• 五、乳化作用
非水溶性可燃液体的初起火灾,在末形成热波之前,以较强的水雾射 流或滴状射流灭火,可在液体表面形成“油包水”型乳液,乳液的稳定程度随 可燃液体粘度的增加而增加,重质油品甚至可以形成含水油泡沫。水的乳化作 用可使液体表面受到冷却,使可燃蒸气产生的速度降低,致使燃烧中止。
2023/12/30
水与硅化镁、硅化铁等接触,会释放出自然物四氢化硅: MgSi + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4
四氢化硅易与空气中的氧反应,发生自然 5.水与碳金属反应
水与碳化钙、碳化钾、碳化铝等物质接触时,碳化物中的金属原子与水中 的氧原子结合,碳化物中的碳原子与水中的氢原子化合,发生易燃易爆的碳氢化 合物气体,并释放出大量热量:
职业技能培训课件水力学
学习提纲
第一节 水的性质 第二节 水的灭火作用 第三节 消防射流 第四节 消防水力学基本知识习题
2023/12/30
第一节 水的性质

水力学教程(第五版)全套教学课件pptx2024新版

水力学教程(第五版)全套教学课件pptx2024新版

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。
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。
02
流体静力学分析
静止液体中压强分布规律
静止液体中同一水平面上的压强相等。 静止液体中压强随深度的增加而增大。 静止液体中任意点的压强等于液柱高度对应的压强。
应用举例一
在水利工程中,利用达西定律可 以计算水库大坝的渗流量,为水 库的安全运行提供重要依据。
应用举例二
在石油工程中,达西定律被广泛 应用于油藏工程计算和油田开发 方案设计中,用以确定油井的产 量和预测油藏的开发动态。
井群干扰现象分析
井群干扰现象描述
当两口或多口井在同一含水层中开采时,由于各井之间存 在一定的距离,使得各井的流量、水位等发生变化,这种 现象称为井群干扰现象。
浮力的方向竖直向上,大小等于物体排开液体的重力。
计算浮力时,需要先确定物体在液体中的浸没深度和排开液体的体积,然 后根据阿基米德原理计算浮力大小。
潜水和承压水特性分析
潜水是指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由 水面的重力水。
潜水通过包气带与大气圈及地表各圈层发生联系,因此 具有季节性变化的特点。
度大小相等。
02
流管
在流场中,由一组流线所围成 的管状区域。
与非恒定流判别依据
恒定流
流场中各空间点上流体质点的物理量( 如速度、压强、密度等)不随时间变化 。
VS
非恒定流
流场中各空间点上流体质点的物理量随时 间变化。
一维流动和二维流动特点比较
03

水力学全套课件

水力学全套课件

明渠流动状态及判别标准
流动状态
明渠流动根据弗劳德数$Fr$的大小,可分 为缓流、临界流和急流三种状态。
VS
判别标准
当$Fr < 1$时,为缓流状态;当$Fr = 1$ 时,为临界流状态;当$Fr > 1$时,为急 流状态。其中,$Fr = frac{V}{sqrt{g times h}}$,$g$为重力加速度,$h$为水 深。
重力作用下液体平衡的应用 用于求解液体内部任一点的压强、等压面的形状等问题。
液体的相对平衡
液体的相对平衡的概念
当液体内部某点的压强发生变化时,其周围各点的压强也会相应 变化,但液体仍能保持平衡状态。
液体相对平衡的原理
基于帕斯卡原理,即密闭容器内液体任一点的压强变化将等值地传 递到液体各点。
液体相对平衡的应用
注意事项
需考虑管道阻力、水泵扬程和节点流量等因素对网络水力 计算的影响。同时,对于大型复杂的网络系统,可能需要 借助专业的水力计算软件进行求解。
06
明渠恒定流
明渠流动的特点与分类
特点
明渠流动是液体在重力作用下,具有自由表面的流动;流动过程中,液体质点不断 与空气接触并交换能量。
分类
根据流动状态,明渠流动可分为均匀流和非均匀流;根据水力要素是否随时间变化, 可分为恒定流和非恒定流。
用于解释和计算液体内部压强的变化、传递等问题。
液体作用在平面上的总压力
液体作用在平面上的总压力的概念
液体作用在某一平面上的合力称为总压力。
总压力的计算方法
通过求解液体对平面的压强分布积分得到总压力。
总压力的应用
用于计算液体对容器壁、闸门等结构的作用力。
液体作用在曲面上的总压力
01

教材水力学知识讲座课件

教材水力学知识讲座课件

一、城市消防
供水方面的问题
第一 部分
第一 部分
我国是个水源缺乏的国家,
人均水资源占有量只是世界人 均占有量的四分之一,全国六 百多个城市,有三百多个城市 缺水。导致城市供水不足,无 法满足消防用水的需要,这将 使市政消火栓给消防车加水时 间大大加长,有的消火栓根本 无法使用,满足不了火场用水 的需要。
第一 部分
我国城市的消防水源,大都是 来自城市给水管网,给水管网 大都是集生产、生活、消防 “三合一”的供水功能于一身。
随着城市的不断发展,城市消 防用水要求也不断提高,而这 样的城市供水方式难以满足消 防给水对压力和流量的要求, 以及消防管线的配置需要。
第一 部分
城市火灾现场往往水压不
足,在需要加压时,自来水公 司常采取关闭其他管线,使局 部水压增高的做法,我国目前 城市供水管网大都是低压系统 供水,“三合一”的供水模式 因系统过于庞大,往往很长时 间仍不能奏效。水压上不去, 严重影响火场供水需要。城市 消防供水矛盾突出,欠帐太多, 问题尖锐。

钱颖滨:辽宁省消防局教导

大队高级工 程 师。
手机:
课件
谢谢
结束
二、市政消火 第二 栓方面的问题
部分
《建筑设计防火 规范》中对市政 第二 消火栓设置作了 部分 如下规定:
第二 部分
第8.3.2条:室外消火栓应沿道 路设置,道路宽度超过60米时,宜在 道路两边设置消火栓.并宜靠近十 字路口;室外消火栓的间距不应超 过120米;室外消火栓的保护半径 不应超过150米;室外地上式消火 栓应有一个直径150毫米或100毫 米和两个直径65毫米的栓口。室 外地下消火栓应有100毫米和65毫 米栓口各一个,并有明显的标志。

水力学课件

水力学课件

03
智能化与自动化技术
智能传感器、机器学习、自动化监测等技术的应用,提高了水力学研究
的效率和精度,为水资源管理和防洪减灾提供了有力支持。
水资源短缺与水灾害问题
水资源短缺
随着全球人口的增长和经济的发展,水资源的需求日益增加 ,而可利用的水资源却日益匮乏,这给人类社会的发展带来 了严峻的挑战。
水灾害
自然灾害中,洪水、暴雨等水灾害频繁发生,给人类生命财 产安全带来了严重威胁,如何有效防范和应对水灾害是当前 亟待解决的问题。
水力学课件
• 水力学基础知识 • 水力学的基本原理 • 水力学的研究方法 • 水工建筑物的水力学 • 水污染与防治 • 水力学的发展趋势与挑战
01
水力学基础知识
水力学的发展史
01
02
03
古代水力学
古代文明中对水的利用和 认识,如灌溉、水利工程 、船舶航行等。
近代水力学
19世纪末至20世纪初,水 力学作为一门独立的学科 ,研究内容偏向于水流的 基本规律和工程应用。
水污染的来源
水污染的来源主要包括工业废水 、生活污水、农业污水、固体弃
废物渗滤液等。
水污染的危害
水污染可导致饮用水水质恶化, 引发传染病暴发,破坏水生生态 系统,影响渔业和农业产量等问
题。
水污染防治技术
污水处理技术
包括物理处理、化学处理、生物处理等。
污废水回用技术
包括膜分离技术、逆渗透技术、离子交换技术等 。
现代水力学
20世纪中期至今,水力学 研究领域不断扩展,包括 水流的动力学、水环境、 水生态等方面。
水的性质与运动形态
水的物理性质
包括密度、粘度、表面张力等, 影响水的运动和相互作用。
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21
22
海 啸








海 底 地 震 引 起 的 水 面 波 动
板 块 结 构 和 地 震 带
2004.12.26 印度洋海啸模拟计算结果






向家坝


溪洛渡 27
泄洪能力设计
Q = m 2gH
H
32
溢 流 坝
挑 流
28
消能方式设计


29
电 站 引 水 系 统
30
水电站引水系统非恒定流现象
上游水库
调 压 井
地下厂房 引水隧洞 高压管道
31
智 者 乐 水 仁 者 乐 山
6
经典水力学: 经典水力学:
研究水的机械运动规律的科学 研究方法:原型观测、模型试验、经验理论
现代水力学:
研究以水为代表的流体的机械运动规律的科学 研究方法:理论分析、数值计算、现代试验技术
7
现 代 水 力 学 / 流 体 力 学 的 性 质 理 论
数 学 理论科学 应用科学
实 践
工程技术
经 典 水 动 力 学 经 典 空 气 动 力 学
国 家 级 精 品 课 程
水 力
学 (一)
主讲教师:余 锡 平 助 教:胡 怡
实验指导:李 春 华
1
教材和参考书籍:
教 材: 李玉柱 、贺五洲:工程流体力学( 上册),清 李玉柱、 贺五洲:工程流体力学( 上册) 华大学出版社,2006. 华大学出版社,2006.
参考书 1: B. Massey and J. Ward-Smith, Mechanics Wardof Fluids, 8/e, Taylor & Francis, 2006. 参考书 2: Y. Nakayama and R. F. Boucher, Introduction to Fluid Mechanics, ButterworthButterworthHeinemann, 1999. 参考书 3: Frank M. White, Fluid Mechanics, 4/e, McGraw Hill, 2001. 参考书 4: 章梓雄、董曾南:粘性流体力学,清华大学 出版社,1998;董曾南、章梓雄:非粘性流体力学, 出版社,1998;董曾南、章梓雄:非粘性流体力学, 2 清华大学出版社,2003 清华大学出版社,2003
17
水力学是水利工程专业最 重要的专业基础课之一
18
z
z
t
t
江河防洪
城陵矶
19
长江干流 入口 出口
洞庭湖 入湖河流
20
模拟计算1999年洪水
Bathymetry [m] Above 37.5 35 - 37.5 32.5 - 35 30 - 32.5 27.5 - 30 25 - 27.5 22.5 22 5 - 25 20 - 22.5 17.5 - 20 15 - 17.5 12.5 - 15 10 - 12.5 7.5 - 10 5 - 7.5 2.5 5 Below 2.5 Undefined Value
课程环节和要求:
讲课: 不缺席、不迟到、不早退 不缺席、不迟到、 作业: 按时独立完成 (20%) 20%) 实验: 按要求完成 (15%) 15%) 答疑: 传统方式、电子邮件、网络学堂
3
第一章


4
1.1 什么是水力学? 什么是水力学? 1.2 为什么学水力学? 为什么学水力学?
5
力学:研究物质(天然的或人工的宏观 物质为主,包括固体、流体等,有时也 涉及细观和微观物质)机械运动(移动、 转动、变形、流动、扩散、振动、波动 等)规律的科学。
14
自 然 科 学 物 理 学 声 学 传热学 地球科学 大气科学 海洋科学 生命科学
15
工 程 科 学 领 域 土木与水利工程 机械与动力工程 航空及航天工程 船舶及海洋工程 工 程 工 程 工 程 工 程
16
1.1 什么是水力学? 什么是水力学? 1.2 为什么学水力学? 为什么学水力学?
11



环境流体力学 海洋流体力学 工程流体力学 化工流体力学 船舶流体力学 生物流体力学
12
水力学的理论基础和主要应用领域
自 然 科 学 工 程 技 术物 理学Fra bibliotek应用科学


水 力 学
土木水利工程
13
流 体 力 学
水力学(流体力学)的基本理 论在自然科学和工程科学的众 多研究领域内有着广泛的应用
经 典 水 力 学




工 程 流 体 力 学 现 代 水 力 学
8




空 气 动 力 学 非牛顿流体力学 流体力学 多相流体动力学 热 流 体 力 学 电 磁 流 体 力 学
9
多孔介质流体力学 水 波 动 力 学
流体力学
微 重 力 流 体 力 学
10
理论流体力学
流体力学
实验流体力学
计算流体力学
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