水力学课件SHL5
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1. 水力学的研究对象是以水为代表的液体的平衡和机械运动的规律及其在工程上的应用。
2. 理想液体:所谓理想液体是指液体是不可压缩的,没有粘滞性没有表面张力、均质、各向同向性的连续介质。
3. 作用在液体上力的类型:按其物理性质:惯性力、重力、黏滞力、弹性力、表面张力。按其作用点:表面力、质量力、
2.粘滞性:液体质点之间或流层之间会抗拒性对运动而产生质点之间或流层之间的内摩擦力,内摩擦力做工而耗散有效机械能。
3.表面力:表面力是作用于液体的表面,并与受作用的表面面积成比例的力。单位:
4.质量力:质量力是作用于液体的每一质点,并与受作用的液体质量成比例的力。单位:
5.静水压强的定义和特性:在静水中有一作用面,面积为△A,其上作用压力为△P,则当面积缩小为一点时,平均压强△P/△A的极限值定义为该点的静水压强,以符号P表示。特性一:静水压强的方向和作用面的内法线方向一致,特性二:作用于同一点上各个方向的静水压强大小相等。
6.等压面:同种类、连通的液体中,由压强相等的各点所组成的面叫等压面
特性:a.等压面的压强增量是0 b.等压面可以使平面也可以是曲面,不同等压面有不同压强值c.等压面与质量力垂直d.平衡液体的自由表面是等压面e.静止液体中,两种液体的分界面是等压面。
f.静止(质量力限于重力)、同种类、连通的液体,其等压面是水平面,水平面是等压面。
7.欧拉静力平衡微分方程:平衡液体中,静水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.水静力学基本方程及其物理意义: z+p/γ=c在静止的液体中,尽管各点的位置高度z 和压强高度 p/γ但是,各点的两者之和z+p/γ 却都是相等的。
P=p0+γh 是实际计算静水点压强的依据。该式表明:在质量力仅限于重力的静止液体中,任一点的静水压强p 都等于自由表面压强 p0与从该点到液体自由表面单位面积上的液柱重量 rγ 之和。
41 解:(1)写出自由涡的流速分布
rCr/,0
将mrr3.00处流速值u(0r)=2m/s带入上式,得常数C=0.9,有
r/6.0
在弯道内侧,;/3,2.011smmrr在弯道外侧,smmrr/5.1,4.022。依据同心圆弯道的压强微分式,有drrdp2
由1rr和2rr积分该式,得
22212321122121rrdrrdprrrr
故弯管内、外壁之压差为
papapp33754.012.01210006.022212
(2)压强水头差 mmgpp344.010008.9337512
流速水头差 mmg344.08.9235.12222122
可见,压强水头差等于流速水头差,故总机械能在弯道内、外壁处相等。
第五章 层流、紊流及其能量损失
5-1(1)某水管的直径d=100mm,通过流量Q=4L/s,水温T=20C0;(2)条件与以上相同,但水管中流过的是重燃油,其运动粘度sm/1015026。试判断以上两种情况下的流态。
解:(1)2000504251001.11.0004.0444Re62dQvdQdVd
流动为紊流流态。
(2)20005.339101501.0004.044Re6dQVd
流动为层流流态。 42 5-2(2)温度为0C0的空气,以4m/s的速度在直径为100mm的圆管中流动,试确定其流态(空气的运动粘度为sm/1037.125)。若管中的流体换成运动粘度为sm/10792.126的水,问水在观众管中呈何流态?
解 流体为空气时,有
水力学第一章
授课方式:课堂讲授 考试方式:闭卷考试 评分办法:(1)平时成绩:20~30%
(作业、实验报告) (2)期末考试:70~80%
第一章第一节
绪
论
课程简介
一、什么是水力学?定义:研究以水为代表的液体(流体)处于平衡或机械运动
状态下的宏观力学规律的科学。物理学、理论力学是水力学的理论基础。
二、水力学有何用?认识自然: 利用改造自然: 水利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
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。
第二节 液体的基本特征及物理力学性质一、液体的基本特征自然界有三态:固态、液体、气态
1、不可压缩性:液体与气体相比,它能够承受一定的压力;
2、易流动性: 液体与固体相比,它几乎不能够承受拉力和剪切力;13
二、连续介质模型1、水力学研究将液体假想为是由无数多个质点组成的、彼此 之间没有空隙的连续体――连续介质模型;
2、质点―具有一定质量,但体积为无穷小的分子团。 3、液体的各物理量(密度、压强、速度等)在空间上是连续 变化的,可以用连续函数来刻画,在描述和研究液体运动 规律时也可以用连续函数微积分的方法来解决。
三、液体的主要物理力学性质
惯性-反抗改变其原有运动状态的特性。
F ma质量(m) 密度(ρ )-单位体积内液体的质量。 1000
kg/m3 容重(γ )-单位体积内液体的重量(重力)。 γ = ρg 9800
N/m3 粘滞性-液体在运动状态下抵抗剪切变形的能力。液体在运动过程中,由于液体内部水质点运动速度的差异 而产生的内摩擦阻力(粘滞阻力)所致。
水力学第五版讲课
水力学第五版是一本关于水力学的教材,它涵盖了水的流动、水泵、水轮机等内容。在这本教材中,读者可以学习到有关水的各种性质和特点,以及水在各种情况下的行为和应用。
本教材首先介绍了水的基本性质,如水的密度、黏度、表面张力等。它还详细解释了流体力学的基本原理,包括质量守恒、动量守恒和能量守恒定律。通过这些原理,读者可以理解水的流动规律,并能够应用这些知识解决实际问题。
在水力学第五版中,还介绍了水的流动方式,包括层流和湍流。层流是指在流体中,流动的各个层之间没有明显的交换和混合。而湍流则是指流体中各个层之间出现了交换和混合的现象。理解这些流动方式对于设计和分析水力系统非常重要。
针对不同的流动方式,水力学第五版还介绍了不同的流体力学模型和方程。这些模型和方程可以用来描述流体在不同情况下的流动行为。通过这些模型和方程,读者可以计算出水的流速、流量和压力等参数。
在水力学第五版中,还讨论了水的输送和控制。这包括水泵和水轮机的原理和应用。水泵可以将水从低处输送到高处,而水轮机则可以将水的能量转换为机械能。通过学习这些内容,读者可以了解到水的利用方式和效率,并能够设计和优化水力系统。
除了理论知识,水力学第五版还提供了大量的实际案例和应用示例。这些案例和示例可以帮助读者将理论知识应用于实际问题,并提供了解决问题的思路和方法。
总的来说,水力学第五版是一本全面介绍水力学的教材。通过学习这本教材,读者可以获得关于水的各种性质和特点的知识,了解水的流动规律和行为,并能够应用这些知识解决实际问题。无论是对于学术研究还是工程实践,水力学第五版都是一本非常有价值的参考书。