水力學(xué)計(jì)算公式

水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),液體的主要物理性質(zhì)粘滯性粘滯性是液體在流動中產(chǎn)生能量損失的根本原因。粘滯性是理想液體和實(shí)際液體的主要區(qū)別。牛頓內(nèi)摩擦定律-描述液體內(nèi)部的粘滯力規(guī)律牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：1)牛頓流體，2)層流運(yùn)動,Chapter1,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),液體的主要物理性質(zhì)可壓縮性：在研究水擊時(shí)需要考慮。作用在液體上的兩類作用力表面力和質(zhì)量力,Chapter1,4、液體的邊界條件,Chapter2,水靜力學(xué)包括靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。通過靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的計(jì)算，我們可以求作用在建筑物上的靜水荷載。,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),靜水壓強(qiáng)：掌握靜水壓強(qiáng)特性,等壓面,水頭的概念，以及靜水壓強(qiáng)的計(jì)算和不同表示方法。重力作用下靜水壓強(qiáng)的基本公式p=p0+h,其中：z位置水頭，p/壓強(qiáng)水頭（z+p/測壓管水頭“水頭”:表示單位重量液體含有的能量。,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),壓強(qiáng)的三種表示方法：絕對壓強(qiáng)p，相對壓強(qiáng)p，真空度pv,要掌握絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空度三者的概念和它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。1pa(工程大氣壓)=98000N/m2=98KN/m2,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),靜水總壓力的計(jì)算靜水總壓力求解包括求力的大小、方向和作用點(diǎn)，受壓面可以分為平面和曲面兩類。根據(jù)平面的形狀：對規(guī)則的矩形平面可采用圖解法，任意形狀的平面都可以用解析法進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算曲面靜水總壓力時(shí)，要注意壓力體的繪制。,(a)三角形壓強(qiáng)分布圖,(b)梯形壓強(qiáng)分布圖,靜水總壓力大小和方向,矩形平面單位寬度受的靜水總壓力是壓強(qiáng)分布圖的面積,矩形所受總壓力,方向：垂直指向受壓面,解析法求作用于任意平面上的靜水總壓力,靜水總壓力的作用點(diǎn)一般在受壓面形心以下,壓力體的構(gòu)成,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),三大方程連續(xù)方程v1A1=v2A2能量方程能量方程應(yīng)用條件：恒定流，只有重力作用，不可壓縮、漸變流斷面，無流量和能量的出入,液體運(yùn)動的基本概念流動的分類、斷面平均流速及流線、跡線概念,Chapter3,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),能量方程應(yīng)用注意事項(xiàng):選擇統(tǒng)一基準(zhǔn)面便于計(jì)算、選計(jì)算斷面、選典型點(diǎn)計(jì)算測壓管水（壓強(qiáng)計(jì)算采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）,孔口恒定出流、畢托管、文丘里流量計(jì)、管嘴出流,能量方程應(yīng)用：,能量方程圖示,掌握總頭線、測壓管水頭線、水力坡度的概念及水頭線的繪制。,恒定總流動量方程,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),a)動量方程是矢量方程，要建立坐標(biāo)系。（所建坐標(biāo)系應(yīng)使投影分量越多等于0為好，這樣可以簡化計(jì)算過程。）b)流速和力矢量的投影帶正負(fù)號。（當(dāng)投影分量與坐標(biāo)方向一致為正，反之為負(fù)）c)等號左邊為流出動量減去流入動量。,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),液體的兩種流態(tài)和判別雷諾實(shí)驗(yàn)層流液體質(zhì)點(diǎn)互相不混摻的層狀流動。紊流存在渦體質(zhì)點(diǎn)互相混摻的流動。流態(tài)的判別：雷諾數(shù)ReReRek層流；ReRek紊流雷諾數(shù)是重要的無量綱數(shù)，它的物理意義表示慣性力與粘滯力的比值。,Chapter4,水頭損失（沿程水頭損失和局部水頭損失）,理想液體只有能量轉(zhuǎn)換，而沒有能量損失,產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)條件,液體具有粘滯性(內(nèi)因)固體邊界的影響，液體質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相對運(yùn)動(外因),水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),的變化規(guī)律尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（人工粗糙管）,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),幾個(gè)重要公式達(dá)西公式謝才公式曼寧公式,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),簡單管道水力計(jì)算短管水力計(jì)算自由出流淹沒出流長管水力計(jì)算方法水擊現(xiàn)象和水擊分類,Chapter5,管道分類,復(fù)雜管道水力計(jì)算（并聯(lián)）,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),明渠均勻流特征：（1）水深，底坡沿程不變及過水?dāng)嗝嫘螤畛叽绮蛔儯?）斷面平均流速沿程不變（3）三線平行J=Jz=i均勻流形成條件：恒定流，長直棱柱體渠道，正坡渠道，糙率沿程不變,Chapter6、7,水力最佳斷面,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),明渠均勻流公公式明渠均勻流水力計(jì)算類型：（1）求流量Q（2）求渠道糙率n（3）求渠道底坡：（4）設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),明渠水流流態(tài)的判別：,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),佛勞德數(shù)Fr：佛勞德數(shù)Fr是水力學(xué)中重要的無量綱數(shù)，它表示慣性力與重力的對比關(guān)系斷面比能Es和比能曲線：,比能及比能曲線,緩流,急流,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),臨界水深和臨界底坡矩形斷面水躍：由急流向緩流過渡產(chǎn)生的水力突變現(xiàn)象。（從小于臨界水深到大于臨界水深）水平矩形斷面明渠水躍：（1）水躍方程：J（h1）=J（h2）,（2）共軛水深公式：,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),水面線變化規(guī)律2條水深線把5種底坡上的流動空間劃分為12個(gè)流區(qū)，每個(gè)流區(qū)有一條水面曲線。壅水曲線（水深沿流程增加）；降水曲線（水深沿流程減?。?水躍函數(shù)曲線,五種底坡十二條水面曲線,1,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),堰流基本公式堰流分類：薄壁堰、實(shí)用堰、寬頂堰閘孔出流基本公式,堰閘出流的特點(diǎn),Chapter8、9,常用消能方式：底流消能、條流消能和面流消能,水流銜接形式當(dāng)hthc遠(yuǎn)驅(qū)水躍當(dāng)ht=hc臨界水躍當(dāng)hthc淹沒水躍,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),底流消能降低護(hù)坦消力池設(shè)計(jì)(1)消力池深d(2)消力池長度的計(jì)算(由于消力池末端池壁的作用,消力池中水躍長度比自由水躍Lj短)Lk=(0.70.8)Lj,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),滲流及滲流模型（1）滲流模型概念：忽略全部土壤顆粒的體積（或存在），認(rèn)為地下水的流動是連續(xù)地充滿整個(gè)滲流空間。（2）滲流模型的條件：與實(shí)際滲流保持相同的邊界條件、滲流流量和水頭損失。滲流基本定律：達(dá)西定律=kJ式中：J滲透坡降；k土壤的滲透系數(shù)，表示土壤滲透能力的大小適用范圍：恒定均勻?qū)恿鳚B流,Chapter10,水力學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn),恒定無壓漸變滲流基本公