水力学复习要点
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水力学知识点总结1. 水的基本性质水是自然界中非常重要的物质,它具有一系列独特的物理、化学性质。
如水的密度、粘度、表面张力等重要性质对水力学研究有着重要的影响。
2. 水动力学水动力学是研究流体的运动规律及其与物体之间的相互作用的科学。
水动力学是水力学的基础,分为静水力学和流体力学。
静水力学研究静止的流体,而流体力学则研究流体的运动。
3. 流体静力学流体静力学是研究静止流体中的压力、浮力和力的平衡问题。
在水力学中,流体静力学主要用于水库、坝体等结构的压力分析。
4. 流体动力学流体动力学是研究流体运动及其产生的压力、阻力以及对物体的作用力。
在水力学中,流体动力学主要应用于河流、渠道等流体动力学性质的研究。
5. 流态力学流体力学是研究流体运动状态与性质的学问。
在水力学中,流态力学主要应用于分析水流的速度、流量、流向、涡流情况等。
6. 水流的稳定性水流的稳定性是水力学中的重要概念,它指的是水体流动时所产生的稳定的流态特性,包括流态的平稳性、安定性和可操作性等。
7. 水力工程水利工程是利用水资源进行灌溉、供水、发电等利用的工程。
水利工程设计要考虑水力学的各种知识,如水流的稳定性、水利工程的结构和设备等方面。
8. 水道工程水道工程是为了改善河流、渠道等水道的通航、排涝等目的的工程项目。
在水道工程设计中,水力学知识对水流速度、水位变化、水力坡等方面有着重要影响。
9. 水电站在水力学中,水电站是一个重要的应用领域。
水力功率的计算、水轮机的设计、水库的水位控制等都需要水力学知识。
10. 河流水文学河流水文学是研究河流的水文特性、水位变化规律、涨落情况等方面的科学。
水文学是水力学中应用最广泛的一个分支,水利工程、水资源评价等方面都需要水文学的知识。
11. 液压机械液压机械是以流体静力学和流体动力学的理论为基础,利用液体作为传动介质的机械装置。
水力学的理论基础对液压机械的设计、制造和使用都有着重要的影响。
12. 水资源评价水力学的知识还被应用于水资源评价领域,通过水文学、水文模型等方法来评价水资源的分布、利用、保护等问题。
1 绪论1、作用也液体上力的分类:表面力、质量力(包括哪些力?)2、流体的粘性:牛顿内摩擦定律(公式及其含义,粘滞力与其它因素的关系),粘滞系数(运动、动力)3、什么是理想液体?4、什么是牛顿液体?1.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是((2))。
(1)切应力和压强(2)切应力和剪切变形速度(3)切应力和剪切变形2.液体的粘性是液体具有抵抗剪切变形的能力。
( √)3.作用于液体上的力可以分为__质量力________和__表面力________两类。
惯性力属于___质量______力。
4.液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。
( ×)(1)粘度为常数(2)无粘性(3)不可压缩(4)符合RT=pρ5.凡符合牛顿内摩擦定律的液体均为牛顿液体。
( √)6.自然界中存在着一种不具有粘性的液体,即为理想液体。
( ×)2 流体静力学2.2 欧拉平衡微分方程1、液体平衡微分方程的表达式及其理解2、等压面概念,静止液体形成等压面的条件;质量力与等压面正交3、重力作用下流体压强分布规律;静止液体压强基本方程及其应用;4、测压管水头概念及其理解1.在重力作用下静止液体中,等压面是水平面的条件是(1)。
(1)同一种液体,相互连通(2)相互连通(3)不连通(4)同一种液体2.等压面不一定和单位质量力相互垂直。
( ×)3.在重力作用下平衡的液体中,各点的单位势能相等。
( √)4.静止液体中某一点的测压管水头是((3))。
(1)测压管的液柱高度(2)测压管液面到测点的高差(3)测压管液面到基准面的高差(4)点的位置与基准面的高差5.一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面下4.2 米处的测压管高度为2.2m,则容器内液面的相对压强为-2m 水柱。
5.液体平衡微分方程为_____x p X ∂∂=ρ1, ypY ∂∂=ρ1 ,z p Z ∂∂=ρ1 ____。
2.3 液体压强的测量1、绝对压强、相对压强、真空度2、金属测压计和真空计的区别1.某点的真空度为65000Pa ,当地大气压为0.1Mpa ,该点的绝对压强为 35000 Pa 。
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。
《水力学》自己复习整理知识框架水力学是研究水流在各种流动条件下的物理规律的学科。
水力学的研究对象包括河流、湖泊、水库、海洋等自然水体的运动规律,以及水力工程中涉及的渠道、管道、泵站等的水流行为。
以下是水力学的知识框架及复习整理。
一、基本概念和基本方程1.水力学的研究对象、目标和意义2.水的物理性质及其在水力学中的应用3.流动的基本概念:流线、流量、流速、剖面平均流速、平均流速、瞬时流速、表观流速、临界流速等4.流体运动的宏观描述:物质守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律5.海森堡统一速度场二、流态分类和力学特性1.流态分类:层流和湍流2.湍流的产生和发展机制3.湍流的统计特性:平均流速、涡度、雷诺应力、雷诺应力公式等4.湍流的判别方法和湍流的传输性质三、流动的基本方程1.牛顿第二定律和欧拉方程2.曼宁公式和雨道公式3.马克斯韦方程组和势流理论4.控制体分析法和控制体微分形式四、流动的能量方程1.泊肃叶方程和能量守恒方程2.流动过程中的能量转化和能量损失3.流体摩擦和阻力的计算五、水力学实验和模型1.水力学原理实验、水工模型2.模型尺度和相似理论3.型流和真流的关系4.实测资料的处理和分析六、流动的计算方法1.数值方法在水力学中的应用2.一维水流数值模拟方法3.CFD在水力学中的应用4.流动的计算机模拟与可视化技术七、水动力学1.水体运动的动力学机制2.水体运动的力学特性3.溶解氧和氨氮的弥散4.水体温度和盐度的传输以上是《水力学》的知识框架和复习整理,通过掌握这些知识点,可以对水力学的基本概念、基本方程和流态分类等进行全面地理解和复习。
同时,了解水力学实验和模型、流动的计算方法以及水动力学等内容,可以为深入研究水力学提供一定的基础。
在复习过程中,可以结合教材、参考书籍和相关研究论文进行学习和理解,通过刷题和实践练习来提高对该学科的应用能力和实际问题解决能力。
知识点 第0章 绪论1. 连续介质2.实际流体模型由质点组成的连续体,具有:易流动性、粘滞性、不可压缩性、不计表面张力的性质.3.粘滞性:牛顿内摩擦定律 dydu μτ= 4.理想流体模型:不考虑粘滞性。
5.作用在液体上的力:质量力、表面力例:1.在静水中取一六面体,分析其所受的外力:作用在该六面体上的力有 ( )(a )切向力、正压力 (b) 正压力(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力2.在明渠均匀流中取一六面体,其所受的外力:作用在该六面体上有 ( )(a )切向力、正压力 (b) 正压力(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力3. 理想流体与实际流体的区别仅在于,理想流体具有不可压缩性。
( )第1章 水静力学1.静压强的特性(1)垂直指向受压面。
(2)在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关. 2.等压面:等压面是水平面的条件 3.水静力学基本方程2. 基本概念位置水头、压强水头、测压管水头 、绝对压强、相对压强、真空压强。
C gpz =+ρghp p ρ+=03. 静压强分布图 5.点压强的计算利用:等压面、静压强基本方程。
解题思路:① 找等压面② 找已知点压强③利用静压强基本方程推求。
6 作用在平面上的静水总压力图解法:Ω=b P解析法:A gh P c ρ= A y I y y c cc D +=7. 作用在曲面上的静水总压力关键:压力体画法以曲面为底面,向自由液面(自由液面延长面)投影,曲面、铅锤面、自由液面所包围的水体为压力体。
压力体与水在同一侧为实压力体,铅锤分力方向向下。
反之,为虚压力体,铅锤分力方向向上。
例 1. 流体内部某点存在真空,是指 ( )(a )该点的绝对压强为正值 (b )该点的相对压强为正值 (c )该点的绝对压强为负值 (d )该点的相对压强为负值2. 流体内部某点压强为2个大气压,用液柱高度为 ( )a) 10米水柱 b) 22米水柱 c)20米水柱 d)25米水柱3. 无论流体作何种运动,流体内任何一个水平面都是等压面。
1.粘性是有分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的;2.液体温度增高时粘性减小,这是因为液体分子间的相互吸引力随温度增高而减小,而分子动量交换对液体粘性的作用影响不大;3.气体粘性的决定性因素是分子不规则运动的动量交换产生的阻力,温度增高,动量交换加剧,因此气体粘性随温度增高而增大;4.动力粘度(Ns/㎡) 运动粘度=/(㎡/s )表面张力系数(N/m )5.内摩擦力T=dyduA 切应力/(N dy du㎡) 6.静水压强nz y x P P P P 7.如果流场中各空间点上的所有运动要素不随时间变化,这种流动称为恒定流;否则,称为非恒定流;8.迹线是表示一个质点在一段时间内流过的轨迹线;流线是表示某瞬时,在流场中,不同质点沿流动方向组成的一条空间曲线,流速方向为该曲线上切点的方向;恒定流是,迹线与流线重合;9.若液体运动时每个液体质点都不存在绕自身轴的旋转运动,即角速度ω=0,称为无旋流,反之,称为有旋流;10.在边壁沿流程无变化的均匀流流段上,产生的流动阻力称为沿程阻力;由于沿程阻力做功而引起的水头损失称为沿程水头损失;11.①层流与紊流的判别标准是临界雷诺数(Re=vd ),V<Vc 为层流,V>Vc 为紊流;②流态的判别数为弗劳德数(Fr=gh v ),Fr<1时,水流为缓流;Fr=1时,水流为临界流;Fr>1时,水流为急流;12.水跃水深)181(23'2'''gh q h h 13.沿程水头损失与切应力的关系为0=ρgRJ ;14.在恒定流动中某一点的流速的数值不是一个常数,而以某一常数为中心,不断地上下跳动,这种跳动叫做脉动;15.紊流中液体质点的脉动使相邻液层之间的质量交换形成动量交换,从而在液层分界面上产生了紊流附加切应力;16.紊流切应力22)(dy dv l dy dv xx17.断面单位能量(断面比能)22v hg e ,比能最小时为临界流;18.尼古拉兹曲线:第一区:层流区,λ与相对粗糙度Δ/d 无关,只是Re 的函数第二区:层流转变紊流过渡区,λ与相对粗糙度Δ/d 无关,只是Re 的函数第三区:紊流光滑区,λ与相对粗糙度Δ/d 无关,只是Re 的函数第四区:紊流过渡区,λ与相对粗糙度Δ/d 有关,又与Re 有关第五区:紊流粗糙区,λ与相对粗糙度Δ/d 有关,与Re 无关;19.明渠均匀流的水力特征:①明渠均匀流的断面流速分布、流量、水深和过水断面的形状大小沿程不变②明渠均匀流的总水头线坡度、测压管水头线和渠底坡度彼此相等;20.明渠均匀流的形成条件:①明渠水流恒定,流量沿程不变②渠道为长直的棱柱形顺坡渠道③底坡、粗糙系数沿程不变④渠道沿程设有建筑物或障碍物的局部干扰;21.无压缓流经障壁顶部溢流,上游壅水,然后水面降落,这一水力现象称为堰流,按H 分类:薄壁堰(H <0.67)、实用断面堰(0.67≤H <2.5)、宽顶堰(2.5≤H <10);22.堰流基本公式:Q=mb g 2H 023;23.薄壁堰按堰口形状不同,可分为矩形薄壁堰、三角形薄壁堰和梯形薄壁堰;24.流体在孔隙介质中的流动称为渗流,达西定律:Q=KAJ= - KA ds dH,其中KJ v 适合于Re ≤1;渗流中不透水的边界线是一条流线;25.液体平衡微分方程理想液体运动微分方程26.实际液体运动微分方程。
精品文档1. 水力学的研究方法:理论分析方法、实验方法,数值计算法。
2.实验方法:原型观测、模型试验。
3.液体的主要物理性质:①质量和密度②重量和重度③易流动性与粘滞性④压缩性⑤气化特性和表面张力。
4.理想液体:没有粘滞性的液体(百0)。
5.实际液体:存在粘滞性的液体(产0)。
6. 牛顿液体:T与du/dy呈过原点的正比例关系的液体。
7.非牛顿液体:与牛顿内摩擦定律不相符的液体。
& 作用在液体上的力:即作用在隔离体上的外力。
9.按物理性质区分:粘性力、重力、惯性力、弹性力、表面张力。
10.按力的作用特点区分:质量力和表面力两类。
11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例的力。
12.表面力:作用于液体隔离体表面上的力。
第二章—水静力学.1.静水压强特性:①垂直指向作用面②同一点处,静水压强各向等值。
2. 静水压强分布的微分方程:dp= p Xdx+ Ydy+ Zdz),它表明静水压强分布取决于液体所受的单位质量力。
3.等压面:液体压强相等各点所构成的曲面。
等压面概念的应用应注意,它必须是相连通的同种液体。
4.压强的单位可有三种表示方法:①用单位面积上的力表示:应力单位Pa, kN/m2②用液柱高度表示:m (液柱),如p=98kN/m2,则有p/ Y =98/9.8=10m (水柱)③用工程大气压Pa的倍数表示:1P a=98kP a。
5.绝对压强P abs:以绝对真空作起算零点的压强(是液体的实际压强,>0)P abs=P o+Y 6.相对压强P Y以工程大气压P a作起算零点的压强,P尸P abs-P a = (P o+ Y )- P a真空:绝对压强小于大气压强时的水力现象。
真空值P v:大气压强与绝对压强的差值。
7.帕斯卡原理:在静止液体中任一点压强的增减,必将引起其他各点压强的等值增减。
应用:水压机、水力起重机及液压传动装置等。
8.压强分布图的绘制与应用要点:①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。
复习总结第一章绪论一、 概念1、水力学:用实验和分析的方法,研究液体机械运动(平衡和运动)规律及其实际应用的一门科学。
2、密度和容重:ρ=V M γ=VMg γ=ρg 纯净水1个标准大气压下,1atm 4℃时密度最大ρ水=1000kg /m 3 γ水=9.80kN/m 3 ρ水银=13.6×103 kg /m 3 1N=1kgm/s 23、粘滞性:液体质点抵抗相对运动的性质。
粘滞性是液体内摩擦力存在的表现,是液体运动中能量产生损失的根本原因。
4、理想液体:不考虑粘滞性、可压缩性等特性的液体称为理想液体。
τ=μdy du 或T=μA dyduμ动粘 [ML -1T -1] Pa.s (帕.秒)1 Pa=1N/m2 1N=1kg ²m/s 2ν运粘 [L 2T -1] m 2/sν=μ/ρ水的经验公式:ν=2000221.00337.0101775.0tt ++公式中ν单位为cm 2/s ,t 为水温℃。
5、连续介质模型:假定液体质点毫无空隙地充满所占空间,描述液体运动物理量(质量、速度、压力等)是时间和空间的连续函数,因而可用连续函数的分析方法来研究,这种假定对解决一般工程实际问题是有足够的精度的。
6、压缩性 一般不考虑热膨胀性流动性 二、 问题1、 牛顿内摩擦定律简单应用;2、 作用于液体上的力:质量力、表面力;3、 水力学研究方法:理论分析、数值计算、模型实验方法第二章液体静力学一、概念1、静水压强:p =A PA ∆∆→∆0lim=dA dP2、等压面:均质连通液体中,压强各点相等的点构成的面称为等压面。
二个性质:等压面是等势面,与质量力正交。
汞水··ABC连通不均质AB 不是等压面 均质不连通,ABC 等压,但A 与B 不是等压面3、压强的二种计量基准:绝对压强、相对压强、真空值或真空度p v 或p v /γo绝对压强基准,完全真空)p a)关于真空值或真空度:由于压强的三种度量方法,二者区别并不明显。
《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。
1、流体的连续介质模型2、描述流体宏观属性的物理量在空间上是连续的,所以我们可以把流体本身就看成是一种在空间上连续的介质。
3、牛顿内摩擦定律:两平板间的流动是平行流动的; 固定平板附近的流体处于静止状态; 运动平板附近的流体随平板运动; 流体的水平流速在y方向上是呈线性分布的;4、黏性:流体在运动状态下抵抗剪切变形速率能力的性质,称为粘滞性,简称黏性,黏性是流体的固有属性,是运动流体产生机械能损失的根源。
5、作用在流体上的力,表面力:压力、表面张力、摩阻力质量力:重力、惯性力、离心力6、静止流体的压强(1)定义:静止的流体,只存在压应力——压强,压强的大小与作用面的方位无关,是空间坐标的连续函数,P=P(x,y,z)7、流体静压强的特性:1、垂直性平衡流体总的静压强总是垂直于作用面,并沿作用面的内法线方向;2、等值性平衡流体中任一点的静压强大小与其作用面的方向无关,即作用于同一点的流体静压强各向相等。
8、流体平衡的微分方程物理意义:静止液体中,流体静压强沿某一方向的变化率与该方向单位体积上的质量力相等。
8、等压面(1)定义:压强相等的点所构成的平面或曲面,dp =0(2)特性:a-等压面就是等势面;b-等压面与质量力正交;c-等压面不能相交;(3)等压面为水平面的条件:同种液体;静止或平衡;连续介质(4)常见的等压面两种互不想混的液体,处于平衡状态时的分界面;液体与气体的交界面9、流体静力学基本方程(压强形式)P=P0+RH 物理意义:静止流体中任一点的压强由两部分组成:PO——由边界条件形成的自由表面压强;RH——以单位面积为底,以水深h为高的流体重量,即由液柱重量所产生的压强;流体静力学基本方程(能量形式)R重度9、静止流体中,各点的测压管水头相等,测压管水头线是水平线,即各单位重量流体所具有的总势能相等。
10、绝对压强:以设想没有大气分子存在的绝对真空为基准计量的压强,称之为绝对压强,用p’表示。
水力学重点名词解释黏滞性:在运动状态下,液体所具有(de)抵抗剪切变形(de)能力,称为黏滞性.P5内摩擦力:在剪切变形过程中,液体质点间存在着相对运动,使液体不但在与固体接触(de)界面上存在切力,而且使液体内部(de)流层间也会出现成对(de)切力,此称为液体内摩擦力.P5牛顿液体与非牛顿液体:凡液体内摩擦切应力与流速梯度成过原点(de)正比例关系(de)液体,称为牛顿液体.凡与牛顿内摩擦定律不相符(de)液体,称为非牛顿液体.P6理想液体:没有黏滞性(de)液体,称为理想液体.P6流体(de)分类:一些多分子结构简单(de)液体,如水、酒精、苯、各种油类、水银和一般气体多属于牛顿液体.泥浆、血浆、重水中悬浮核燃料颗粒而形成(de)(de)流体、胶溶液、橡胶、纸浆、血液、牛奶、水泥浆、石膏溶液、油漆、高分子聚合物溶液等均属于非牛顿流体.汽化:液体分子逸出液面向空间扩散(de)现象,称为汽化.P7汽化发生(de)条件:液体中某处(de)绝对压强小于等于汽化压强.P8力(de)分类:作用在液体上(de)力按力(de)物理性质可分为黏性力、重力、惯性力、弹性力和表面张力等,按力(de)作用特点又可分为质量力和表面力两类.P9表面力:作用于液体隔离体表面上(de)力,称为表面力.按连续介质假说,表面力应连续分布在隔离体表面上.在静止液体或无相对运动(de)液体中,作用于液体表面(de)表面力只有压力.P9静水压强(de)特性:1垂直指向作用面2同一点处,静水压强各向等值.P12等压面:液体中压强相等各点所构成(de)曲面,称为等压面.在等压面上质量力所做(de)微功等于零.在静止液体中,质量力与等压面必互相垂直.重力液体(de)等他面是与重力加速度互相垂直(de)曲面.P15压强(de)表示方法:1用单位面积上(de)力表示:用应力单位Pa. 2用液柱高度表示 3用工程大气压Pa(de)倍数表示.P17真空值与真空度:绝对压强小于大气压强时(de)水力现象,称为真空.大气压强与绝对压强(de)差值,称为真空值.真空高度,又称真空度.P18拉格朗日法与欧拉法(de)区别:欧拉法和拉格朗日法(de)不同点是它只以空间点(de)流速,加速度为研究对象,并不涉及液体质点(de)运动过程,也不过考虑各点流速及加速度属于哪一质点,这就大大简化了对运动(de)分析方法.P41流线:所谓流线,即同一时刻与流场中各质点运动速度矢量相切(de)曲线.P42流谱:欧拉法用一系列流线来描绘流场中(de)流动状况,由此构成(de)流线图,称为流谱.P43流管:在流场中取一封闭(de)几何曲线,在此曲线上各点作流线,则可构成一管状流动界面,此称为流管.P43流股:流管内(de)液流,称为流股,又称为流束.P43过水断面:垂直于流线簇所取(de)断面,称为过水断面.P44元流:过水断面无限小(de)流股,称为元流.元流上各点(de)流速压强都相等.P44总流:无数元流(de)总和,称为总流.P44液流分类:1运动要素不随时间变化(de)流动称为恒定流,否则称为非恒定流.2流线簇彼此呈平行直线(de)流动,称为均匀流;否则称为非均匀流.(非均匀流中,又可分为渐变流与急变流两类.流线簇彼此呈平行直线(de)流动,称为渐变流,又称为缓变流.流线簇彼此不平行,流线间夹角大或流线曲率大(de)流动,称为急变流.)3过水断面(de)全部周界都与固体边界接触且无自由表面,液体压强不等于大气压强(de)流动称为有压流,如自来水管中(de)水流属于此类.过水断面部分周界具有自由表面(de)流动,称为无压流或明渠流.P47能量方程(de)应用条件:1恒定流2不可压缩液体3重力液体4两计算断面必须为渐变流或均匀流,但两断面可以有渐变流存在.P60位置水头:计算点距基准面(de)位置高度;在水力学中称为位置水头,它表征单位重量液体(de)位置势能,简称单位位能.P53测压管水头:测压管水面距基准面(de)高度,称为测压管水头.或单位重量液体(de)总势能,简称单位总势能.P53水头损失:单位重量液体沿元流(或流线)两点间(de)能量损失.水力坡度:单位长度上(de)水头损失,称为水利坡度,以J表示;单位长度上(de)测压管水头变化,称为测压管坡度,以Jp表示.P54动量方程应用要点:详见P64层流:管中液体质点在流动中互不发生混掺而是在分层有序(de)流动,这种流动称为层流.P72紊流:液体质点间互相掺杂(de)无序无章流动,称为紊流,又称为湍流.P72临界雷诺数:详见P74湿周:过水断面中液体与固体接触(de)边界长度.P74水力半径:过水断面(de)面积与湿周(de)比值.水头损失(de)分类:沿程阻力造成(de)水头损失,称为沿程水头损失.局部阻力造成(de)水头损失,称为局部水头损失.P71达西公式:详见P79黏性底层:在紧靠管壁附近(de)液层流速从零增加到有限值,速度梯度很大,而管壁抑制了其附近液体质点(de)紊动,混合长度几乎为零.因此,在这一液体层内紊流附加切应力为零,黏性切应力不可忽视,这一薄层称为黏性底层或层流底层.P83尼古拉兹试验区域特点:详见P85当量粗糙度:和工业管道沿程阻力系数相等(de)同直径人工均匀粗糙管道(de)绝对粗糙度.P87局部阻力系数:有压管路液流射入大气(de)出口,此称为自由出流,值为0.有压管路液流在水下(de)出口,此称为淹没出流,值为1.P94计算题曼宁、谢才公式(P88)(de)计算题局部水头损失(P92)(de)计算静水压力(de)计算(平面P24曲面P29)联立连续、动量、能量三大方程(de)计算(P50-62)。
第一章绪论 1.水力学的研究方法:理论分析方法、实验方法,数值计算法。
2.实验方法:原型观测、模型试验。
3.液体的主要物理性质:①质量和密度②重量和重度③易流动性与粘滞性④压缩性⑤气化特性和表面张力。
4.理想液体:没有粘滞性的液体(μ=0)。
5.实际液体:存在粘滞性的液体(μ≠0)。
6.牛顿液体:τ与du/dy呈过原点的正比例关系的液体。
7.非牛顿液体:与牛顿内摩擦定律不相符的液体。
8.作用在液体上的力:即作用在隔离体上的外力。
9.按物理性质区分:粘性力、重力、惯性力、弹性力、表面张力。
10.按力的作用特点区分:质量力和表面力两类。
11.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例的力。
12.表面力:作用于液体隔离体表面上的力。
第二章水静力学 1.静水压强特性:①垂直指向作用面②同一点处,静水压强各向等值。
2.静水压强分布的微分方程:dp=ρ(Xdx+ Ydy+ Zdz),它表明静水压强分布取决于液体所受的单位质量力。
3.等压面:液体压强相等各点所构成的曲面。
等压面概念的应用应注意,它必须是相连通的同种液体。
4.压强的单位可有三种表示方法:①用单位面积上的力表示:应力单位Pa,kN/m2②用液柱高度表示:m(液柱),如p=98kN/m2,则有p/γ=98/9.8=10m(水柱)③用工程大气压Pa的倍数表示:1p a=98kP a。
5.绝对压强p abs:以绝对真空作起算零点的压强(是液体的实际压强,≥0)p abs=p o+γh6.相对压强pγ:以工程大气压p a作起算零点的压强,pγ=p abs-p a= (p o+γh)-p a 真空:绝对压强小于大气压强时的水力现象。
真空值p v:大气压强与绝对压强的差值。
7.帕斯卡原理:在静止液体中任一点压强的增减,必将引起其他各点压强的等值增减。
应用:水压机、水力起重机及液压传动装置等。
8.压强分布图的绘制与应用要点:①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。
水力学复习知识点水力学是研究液体的运动和行为的学科,主要研究液体在管道中的流动、流体的力学性质以及与流体运动相关的现象。
下面将介绍水力学的一些重要知识点。
1.流体的性质:-流体的密度:单位体积流体的质量,通常用ρ表示。
-流体的粘度:流体阻止流动的性质,通常用μ表示。
-流体的压力:单位面积上流体对物体施加的作用力,通常用P表示。
2.流体静力学:- 流体压力:与深度有关,可以通过P = ρgh计算,其中ρ为液体密度,g为重力加速度,h为液体的高度。
-流体静力学定律:流体静力学定律包括帕斯卡定律、阿基米德原理和斯托克斯定律。
3.流体动力学:-流体的运动:流体可以分为层流和湍流。
层流是指流体的分子按照规则的、平行的和层层叠加的方式运动。
湍流是指流体的分子按照混乱无序的方式运动。
-流速:指流体在单位时间内通过其中一截面的体积,通常用v表示。
-流量:指流体在单位时间内通过其中一截面的质量,通常用Q表示,流量Q=Av,其中A为截面积。
-连续性方程:流体质量守恒定律,即当流体连续流动时,进出流体质量需要保持一致,表达式为A1v1=A2v2,其中A为截面积,v为流速。
- 能量守恒方程:描述了流体的能量转化和损失,表达式为P1 +0.5ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 0.5ρv2^2 + ρgh2,其中P为压力,ρ为密度,v为流速,h为高度。
-流体动力学定律:主要包括伯努利定律、托利少定律和勒让德定律。
伯努利定律描述了流体在不同压力下的流动,托利少定律描述了流体在曲线壁面上的流动,勒让德定律描述了固体颗粒在流体中的运动。
4.管道流动:-管道流动类型:包括层流和湍流两种。
-管道流动速度分布:在层流中,流速沿半径方向呈线性分布;在湍流中,流速分布更复杂,通常是非线性的。
-管道流量与压力损失:管道流量与压力损失之间存在一定的关系,通常可以通过流体动力学定律来计算。
-管道流动的实际应用:管道流动广泛应用于供水、排水、油气输送管道等领域,对于基础设施建设和工程设计具有重要意义。