流體力學知識點總結

1、流體力學知識點總結第一章緒論1液體和氣體統(tǒng)稱為流體，流體的基本特性是具有流動性，只要剪應力存在流動就持續(xù)進行，流體在靜止 時不能承受剪應力。2流體連續(xù)介質假設：把流體當做是由密集質點構成的，內部無空隙的連續(xù)體來研究。3流體力學的研究方法：理論、數(shù)值、實驗。4作用于流體上面的力(1)表面力：通過直接接觸，作用于所取流體表面的力。應力法向應力Pa切向應力作用于A上的平均壓應力作用于A上的平均剪應力limlimA 0"moA 為A點壓應力，即 A點的壓強A為A點的剪應力A應力的單位是帕斯卡(pa)， 1pa=1N/ m2，表面力具有傳遞性。(2)質量力：作用在所取流體體積內每個質點上的力，

2、力的大小與流體的質量成比例。 重力、慣性力、uv生力、離心力)v Fb單位為m s2周圍流體作用 的表面力切向應力(常見的質量力:5流體的主要物理性質(1)慣性：物體保持原有運動狀態(tài)的性質。質量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變。常見的密度(在一個標準大氣壓下)：1000 kg /4 C時的水m320 C時的空氣1.2kg /m3(2)粘性牛頓內摩擦定律：流體運動時，相鄰流層間所產生的切應力與剪切變形的速率成正比。即dudy以應力表示dudrdydtT粘性切應力，是單位面積上的內摩擦力。由圖可知du udy h粘度速度梯度，剪切應變率（剪切變形速度）是比例系數(shù)，稱為動力黏度，單位“pas”。動力

3、黏度是流體黏性大小的度量，值越大,流體越粘，流動性越差。運動粘度單位：m2/s同加速度的單位說明：1）氣體的粘度不受壓強影響，液體的粘度受壓強影響也很小。2） 液體Tf 門氣體 Tf /無黏性流體無粘性流體，是指無粘性即口 =0的液體。無粘性液體實際上是不存在的，它只是一種對物 性簡化的力學模型。（3）壓縮性和膨脹性壓縮性：流體受壓，體積縮小，密度增大，除去外力后能恢復原狀的性質。T 一定，dp增大，dv減小膨脹性：流體受熱，體積膨脹，密度減小，溫度下降后能恢復原狀的性質。P 一定，dT增大，dV增大A液體的壓縮性和膨脹性液體的壓縮性用壓縮系數(shù)表示壓縮系數(shù)：在一定的溫度下，壓強增加單位P,液體

4、體積的相對減小值。dV N丄 dVdPV dP由于液體受壓體積減小，dP與dV異號，加負號，以使k為正值；其值愈大，愈容易壓縮。 k的單位是“ 1/Pa”。（平方米每牛）體積彈性模量K是壓縮系數(shù)的倒數(shù)，用 K表示，單位是“ Pa”dVdP d液體的熱膨脹系數(shù)：它表示在一定的壓強下，溫度增加i度，體積的相對增加率。1 dVV dTdT單位為“ 1/K”或“ 1/C在一定壓強下，體積的變化速度與溫度成正比。水的壓縮系數(shù)和熱膨脹系數(shù)都很小。P增大水的壓縮系數(shù)K減小T升高水的膨脹系數(shù)增大B氣體的壓縮性和膨脹性氣體具有顯著的可壓縮性，一般情況下，常用氣體（如空氣、氮、氧、C02等）的密度、壓強和溫度三者

5、之間符合完全氣體狀態(tài)方程，即理想氣體狀態(tài)方程P-氣體的絕對壓強（Pa）;F RTP氣體的密度（Kg/cm3 ）;T 氣體的熱力學溫度（K）; R8314(J/Kg K)R 氣體常數(shù)；在標準狀態(tài)下，MM為氣體的分子量，空氣的氣體常數(shù)R=287J/Kg. K。適用范圍：當氣體在很高的壓強，很低溫度下，或接近于液態(tài)時，其不再適用。第二章流體靜力學1靜止流體具有的特性(1)應力方向沿作用面的內發(fā)現(xiàn)方向。(2)靜壓強的大小與作用面的方位尢關。流體平衡微分方程歐拉力 X1P0xY1Py0dpZ1p0在靜止流體中，各點單位質量流體所受表面 和質量力相平衡。歐拉方程全微分形式：（Xdx Ydy Zdz）2等壓

6、面：壓強相等的空間點構成的面（平面或曲面）。等壓面的性質：平衡流體等壓面上任一點的質量力恒正交于等壓面。 由等壓面的這一性質， 便可根據質量力的方向來判斷等壓面的形狀。f ds 0質量力只有重力時，因重力的方向鉛垂向下， 可知等壓面是水平面。 若重力之外還有其它質量力作用時，等壓面是與質量力的合力正交的非水平面。tn*3液體靜力學基本方程p Po g(H z) p° ghp靜止液體內部某點的壓強h該點到液面的距離，稱淹沒深度Z該點在坐標平面以上的高度P0液體表面壓強，對于液面通大氣的開口容器，視為 大氣壓強并以Pa表示推論（1）靜壓強的大小與液體的體積無關（2） 兩點的的壓強差等于兩

7、點之間單位面積直液柱的重量（3）平衡狀態(tài)下，液體內任意壓強的變化，等值傳遞到其他各點。液體靜力學方程三大意義位置水頭z：任一點在基準面以上的位置高度，表示單位重量流體從某一基準面算起所具有的位置勢能，簡稱比位能，或單位位能或位置水頭。壓強水頭：廠表示單位重量流體從壓強為大氣壓算起所具有的壓強勢能，簡稱比壓能或單位壓能或壓強水頭。.測壓管水頭（z頭。Pg）：單位重量流體的比勢能，或單位勢能或測壓管水4壓強的度量絕對壓強：以沒有氣體分子存在的完全真空為基準起算的壓強，以符號pabs表示。（大于0）相對壓強：以當?shù)卮髿鈮簽榛鶞势鹚愕膲簭?，以符?p表示。（可正可負可為0）真空：當流體中某點的絕對壓強

8、小于大氣壓時，貝U該點為真空，其相對壓強必為負值。真空值與相對壓強大小相等，正負號相反（必小于0）ppabspa相對壓強和絕對壓強的關系絕對壓強、相對壓強、真空度之間的關系pPa Pabs(pabsPa)(Pabs Pa)P壓強單位壓強單位PaN/m2kPa kN/m2mH2OmmHgat換算關系9800098107361說明：計算時無特殊說明時液體均采用相對壓強計算，氣體一般選用絕對壓強。5測量壓強的儀器（金屬測壓表和液柱式測壓計）。（1） 金屬測壓計測量的是相對壓強（彈簧式壓力表、真空表）（2）液柱式測壓計是根據流體靜力學基本原理、利用液柱高度來測量壓強（差）的儀器。測壓管 p ghPog

9、ho真空度上式的圖形A點相對壓強U形管測壓計Pb水ga 水銀g hPb水銀g h 水ga傾斜微壓計pM2gh2Igh1pPm2gh2ighiIII)*P(hih2)h1ALsh1L(s/A)h2 L sinsp g sin L KL gLsinA(Zb k)_i2.6hpg例&在管道M上裝一復式U形水銀2測壓計，已知測壓計上各液面及A點的標高為：1仁2 = ,3x 4=C AyC5A =。試確定管中AyCA壓強。Pa2325(1.89.8(2ghhisin合力矩定理：合力對 平行移軸定理任一軸0.6 24)4)0.6 1.5 1)2)1) 12 )CAcA(1(1(3(3(34)(54

10、)就是總壓力的作用點經典例題一鉛直矩形閘門，已知 h1=1m，h2=2m，寬b=，求總壓力及其作用點。r(H旳S,乘以受壓面 總壓力的作用線通過壓強分布圖的形心，作用線與受壓面的交點，圖算法的步驟是：先繪出壓強分布圖，總壓力的大小等于壓強分布圖的面積 的寬度b，即P=bS梯形形心坐標a上底，b下底解析法總壓力=受壓平面形心點的壓強X受壓平面面積6作用在平面上的靜水總壓 圖算法274.6 kPa(1) 壓強分布圖 根據基本方程式：(2) 靜水壓強垂直于作用面且為壓應力。p適用范圍：規(guī)則平面上的靜水總壓力及其作用點的求解。原理：靜水總壓力大小等于壓強分布圖的體積，其作用線通過壓強分布圖的形心，該作

11、用線與受壓面的交點便是壓心P。布圖的體積:掃牛/人嚴if如朋屯解：總壓力為壓強分:作用線通過壓強分布圖的重心:耳= */?的+屐幽+陽2旳=58.8kN繪制靜水壓強大小;13.6 9.8經典例題 一鉛直矩形閘門，已知 h1=1m , h2=2m，寬b=，求總壓力及其作用點。解:yeher*1.59 .80758.84 KNhe7作用在曲面上的靜水壓力 二向曲面一一具有平行母線的柱面D1 3 bh 31212.176鉛垂分力合力的大小p ex曲 其在垂2 :水平分 面上的水平分力等于受壓面形心處的相舖A強直坐標面oyz的投影面積Ax的乘積。dPzpdAsingV壓力體作用在PC與合力的方向受壓曲

12、面在VtanyozPz軸上的投影AZPX =PZ =液體的容重yX壓力體的體積注明：P的作用線必然通過 Px和Pz的交點，但這個交點不一定在曲面上，該作用線與曲面 的交點即為總壓力的作用點壓力體壓力體分類：因Pz的方向（壓力體 壓力體和液面在曲面 AB的同側，Pz方向向下 虛壓力體 壓力體和液面在曲面 AB的異側，Pz方向向上） 壓力體疊加一一對于水平投影重疊的曲面，分開界定壓力體，然后相疊加，虛、實壓力體 重疊的部分相抵消。潛體全部浸入液體中的物體稱為潛體，潛體表面是封閉曲曲。 浮體部分浸入液體中的物體稱為浮體。第四章流體動力學基礎1基本概念：（1）流體質點（particle）:體積很小的流

13、體微團，流體就是由這種流體微團連續(xù)組成的。（2）空間點：空間點僅僅是表示空間位置的幾何點，并非實際的流體微團。（3）流場：充滿運動的連續(xù)流體的空間。在流場中，每個流體質點均有確定的運動要 素。（4） 當?shù)丶铀俣龋〞r變加速度）：在某一空間位置上， 流體質點的速度隨時間的變化率。 遷移加速度（位變加速度）：某一瞬時由于流體質點所在的空間位置的變化而引起的速度變化率。（5）恒定流與非恒定流：一時間為標準，各空間點上的運動參數(shù)都不隨時間變化的流 動是恒定流。否則是非恒定流。（6）一元流動：運動參數(shù)只是一個空間坐標和時間變量的函數(shù)。二元流動：運動參數(shù)只是兩個空間坐標和時間變量的函數(shù)。三元流動：以空間為標

14、準，各空間點上的運動參數(shù)是三個空間坐標和時間的函數(shù)。（7）流線：某時刻流動方向的曲線，曲線上各質點的速度矢量都與該曲線相切。流線性質（1）流線上各點的切線方向所表示的是在同一時刻流場中這些點上的速度方向，因 而流線形狀一般都隨時間而變。（2 ）流線一般不相交（特殊情況下亦相交：V=0、速度=）（3）流線不轉折，為光滑曲線。（8）跡線：流體質點在一段時間內的運動軌跡。跡線與流線（1 ）恒定流中，流線與跡線幾何一致。異同J （ 2）非恒定流中，二者一般重合，個別情況（V=C）二者仍可重合。（9）流管：某時刻，在流場內任意做一封閉曲線，過曲線上各點做流線，所構成的管狀 曲面。流束：充滿流體的流管。（

15、10） 過流斷面：在流束上作出的與所有的流線正交的橫斷面。過流斷面有平面也有曲面。（11）元流：過流斷面無限小的流束，幾何特征與流線相同?？偭鳎哼^流斷面有限大的流束，有無數(shù)的元流構成， 斷面上各點的運動參數(shù)不相同。（12）體積流量：單位時間通過流束某一過流斷面的流量以體積計量。重量流量：單位時間通過流束某一過流斷面的流量以重量計量。質量流量：單位時間通過流束某一過流斷面的流量以質量計量。（13）斷面平均流速：流經有效截面的體積流量除以有效截面積而得到的商。（14）均勻流與非均勻流：流線是平行直線的流動是均勻流，否則是非均勻流。均勻流的性質1流體的遷移加速度為零；2流線是平行的直線；3各過流斷面

16、上流速分布沿程不變。4動壓強分布規(guī)律=靜壓強分布規(guī)律。（15）非均勻漸變流和急變流：非均勻流中，流線曲率很小，流線近似與平行之線的流動 是非均勻漸變流，否則是急變流。均勻流的各項性質對漸變流均適用。2 歐拉法(Euler method )dxdtUx x, y, z,tUydydtUy x,y,z,tc ini、u xuyu7C對恒定流t0帕/xyzu0 ,C 10xu yuz 0對不可壓縮流體1丨xyz速度場壓力場p p x,y,z,t加速度uyuyuy全加速度z當?shù)丶铀俣?+遷移加速如圖所示：（1）水從水箱流出，若水箱無來補充，水位 H逐漸降低，管軸線上 A質點速度隨時間減小，當?shù)?度為負

17、值，同時管道收縮，指點速度隨遷移增大，遷移加速度為故二者加速度都有。（2）若水箱有來水補充，水位H保持不變，A質點出的時間不隨時間變化，當?shù)丶铀俣?=0，此時只有遷移加速度。3流量、斷面平均流速vAAudAQAudA Q vA A流體連續(xù)性方程ux的變化Uyuz物理意義：單位時間內，流體流經單位體積 流出與流入之差與其內部質 的代數(shù)和為零。W=x+y+2z。試分析該流動是否存在。 【解】故此流動不連續(xù)。不滿足連續(xù)性方程的流動是不存在的。物理意義：對于不可壓縮流體，斷面平均流速與過水斷面面積成反比，即流線密集 的地方流速大，而流線疏展的地方流速小。適用范圍：固定邊界內的不可壓縮流體，包括恒定流、

18、非恒定流、理想流體、實際流體。 6流體的運動微分方程無粘性流體運動微分方程Xxdt1 pdUyydt1 pdUzzdtl_pUxxt1 pUyxt丄-PUzxtUxUx -xUzUx -xUyUx -xUxUy-yUxUz-zUyUy-yUzUyUz-zUyUzUz - z粘性流體運動微分方程丄里+用咕熱 P ScL.1鄒J二工+"弦二毀二坐p穌丄A%P弦拉普拉斯算子<jf 良 英氐 yz dz+ LI + IXy dy£(1k宓 弧 Si-旺+北I-且 z+耳 亠=決I步I »9a2 Sy2 9z2NS方程7元流的伯努利方程但努利方程2p U z c 2g

19、2Pl 5 乙 一2g2P2 U2 z2 2g公式說明：（i）適用條件 理想流體 小流束。（2 ）此公式就是無粘性流體的伯努利方程 各項意義（1 ）物理意義z比位能B恒定流動比壓能質量力只受重力不可壓流體沿流線或微2U2g比動能（2 ）幾何意義p2puZ位置水頭壓強水頭流速水頭2g物理三項之和：單位重量流體的機械能守恒。幾何三項之和：總水頭相等，為水平線 粘性流體元流的伯努利方程2Pl UiP2U2'Z1 Z2 hw1 22g2g公式說明: 不斷消耗,（1）實際液體具有粘滯性，由于內摩擦阻力的影響，液體流動時，其能量將沿w1總水頭線因此沿程下降，固有Hi > H 2（2）上式即恒

20、定流、不可壓縮實際液體動能量方程，又稱實際液體元流伯努利方程2L1 2dhdLdhwdLZi12gV；22ghwi 21-'勢能積分:I 機Z 比位能比壓能比勢能（位置水頭）（壓強水頭，測壓管高度）（測壓管水頭）總比能（總水頭）v2gQ比動能（流速水頭）P22Pw23 動能修正系數(shù)-U#A dA 動量修正系數(shù)Pi2 iViP222V2平均比能損失（水頭損失），單位重流體克服流動阻力所做的功。P：靜壓：單位體積氣體 所具有的壓能氣流的伯努利方程）g（z2乙）2g+Hm 單位重量流體通過流體機械獲得的機械能（水泵的揚程）-Hm 單位重量流體給予流體機械的機械能（水輪機的作用水頭）沿程有匯流

21、或分流的伯努利方程38水力坡降：單位長度上的水頭損失9總流的動量方程FxQ(2 V 2 xiVix)FyQ(2 V 2 y1 V 1 y )FzQ(2 V 2 z1 Vi z )第六章流動阻力和水頭損失1基本概念（1 ）水頭損失：總流單位重量流體平均的機械能損失。水頭損失的一般表達式Pf1沿程阻力I v2 d 2沿程損失（長度損失、摩擦損失）達西公式入一一 沿程摩阻系數(shù)（沿程阻力系數(shù)）v h斷V面平均流速2局部阻力一局部損失管徑重力加速度2Pl Vi2P2 V2.小九1 2g 2gZ局部阻力系數(shù)2v 弋對會斷面平均速度由層流轉化為紊流時的流速稱為上臨界流速。 由紊流轉化為層流時的流速稱為下臨界

22、流速。層流V Vc紊流把下臨界流速紊流做為流態(tài)轉變的臨界流速V Vc層流“R v Vc d (4 )雷諾數(shù)圓管流雷諾數(shù)vVcdVc紊流ReVc臨界流R ec aR A2300臨界雷諾數(shù)23023002300雷諾數(shù)0層流臨界流紊流(3) 層流：流體質點作規(guī)則運動，各層質點間相互不摻混。紊流：流體質點的運動軌跡極不規(guī)則，質點間相互摻混。 層流與紊流的判另上臨界流速下臨界流速1 d24d575層流Rec 575575紊流00；J水力坡度R水力半徑過流斷面上剪應，管軸處 r 0，管壁處rro，0，剪應力達非圓管道雷諾數(shù):A過流斷面面積R水力半徑濕周，過流斷面上流體與固體接觸的周界(周長)vR-575以

23、水力半徑R為特征長度，相應的臨界雷 數(shù)最大值。u（g壁剪切速度）（6）圓管中的層流流速分布 => Umax（沿程摩阻系數(shù)與壁面剪應力的關系）QAUdAgJ8gJ r 2L4r（過流斷面上流速分布解析式（拋物線方程）當r=0時流量U max2平均流速Q2ro管軸處的最大流速2gJ r（8u最大流速與平均流速的關系2V2g沿程水頭損?失的?計算64 I動能修正系數(shù)d ?3AU dA動量修正系2au dA1.33d 2g圓管層流摩阻系數(shù)（通用公式）入只與 Re有關。說明：在圓管層流中，（7 ）紊流運動 流體由層流轉變?yōu)槲闪鞯膬蓚€必備條件：2 _ 2Rd達到一定值）。dyA流體中形成渦體dyB渦

24、體脫離原流層進入臨層（y 紊流的剪應力 粘性剪應力-''.2 du2UX Uyldy 紊流附加剪應力半經驗理論二者之和即為剪應力¥ Sy cv混和長度k 卡門常數(shù)。k=壁剪切速度V* 粘性底層壁面附近紊流流速分布公式v* y粘性底層：圓管作紊流運動時，靠近管壁處存在著一薄層，該層內流速梯度較大， 粘性影響不可忽略， 紊流附加切應力可以忽略， 速度近似呈線性分布, l V這一薄層就稱為粘性底層。粘性底層中J匸流速按線性分布，§在壁面上流速 為0.hf粘性底層流速分布.充稱為紊流核心。4v*y5.75lg 5.5f(Re)f(Re)流速分布紊流光滑區(qū)Umax（與

25、紊流流速分布指數(shù)形式1丁2igRe_2.51 (3.7d2lg入的半經驗公式 光滑區(qū)沿程摩阻系數(shù)粗糙區(qū)v 、沿程摩阻系數(shù)RJ C . RJ沿程摩阻系數(shù)的經驗公式> hf謝才公式RJ CI區(qū),n區(qū),川區(qū),w區(qū),V區(qū),f(Re)f(Re，層流區(qū)層流轉變?yōu)槲闪鞯倪^渡區(qū) 紊流光滑區(qū) 紊流過渡區(qū)5.75lg紊流粗糙區(qū)紊流粗糙區(qū)U max8gv2lC2RAv AC JRj管軸處的最大流量k： 8-480圓管半徑 n指數(shù)，隨雷諾數(shù)的變化而變化）尼古拉茲光滑管公式尼古拉茲粗糙管公式丄R1/6n曼寧公式v斷面平均流速R水力半徑J水力坡度 C謝才系數(shù)非圓管沿程損失當量直徑de:把水力半徑相等的圓管直徑。當量

26、直徑是水力半徑的當量相對粗糙ks/deRg水力半徑A過流斷面面積適用范圍：長狹縫，狹環(huán)形不適用。層流不適用2 hf 為 hjhj （乙）公式：g(Z22 21V1 2V2突然擴大管8gC74倍de=4R圓。同理匕）g 2g局部水頭損失系數(shù)v-對應的斷面平均流速動量方程0.5(1A 自由出流淹沒出流突然縮小管將上式的0則可得包達公式:0.5(10)管道入口損失系數(shù)邊界層概念與繞流阻力邊界層：全部摩擦損失都發(fā)生在緊靠固體邊界的薄層內，這一薄層就是邊界層。繞流阻力：流體作用于繞流物體上，平行于來流方向的力ru°d繞流阻力包括摩擦阻力和壓差阻力兩部分。e繞流阻力系數(shù)CD主要取決于 雷諾數(shù)，并

27、和物體的形狀、表面的粗糙情況，以及來流的紊動強度有關。尾強,卡門渦街：Re 90,旋渦交替脫落，形成卡門渦街 壓差阻力：物體繞流，除了沿物體表面的摩擦阻力耗能，還有尾流旋渦耗能，使得流區(qū)物體表面的壓強低于來流的壓強，而迎流面的壓強大于來流的壓這兩部分1壓強差，造成作用于物體上H壓差阻力。第七章孔口、管嘴* r容器壁小孔口(大小孔口均適用)二開孔，水經孔口流出的水力現(xiàn)象。孔口出流只有局部水頭損失。 出流大孔口出流自由出流：水由孔口流入大氣中。收縮斷面流速 孔口流量 收縮系數(shù) 其中：H0作用水頭，若V。0，則H=H孔口的局部水頭損失系數(shù)孔口的流速系數(shù)收縮系 數(shù)損失系 數(shù)流速系 數(shù)流量系 數(shù)計十勺1

28、| 3 * 斗L 2w1Tif1 j1 >- 丁 ItVc p2gH0孔口流量系數(shù)薄壁小孔口的各項系數(shù)222 22h部分水體中。 收縮斷面1)21(1 AV22 hj(12g Ji孔口流量HO作用水頭，若V。0 貝y H0=H1-H2注意：自由出流的水頭H使水面至孔口形心的深度，而是上下游水頭的高差。淹沒出流2孔口斷面的各點水頭相等，所以淹沒出t 師位隨時間變化，導致孔口的流量隨 2VQmax:孔口出流時，時間變化的流動備屮H1降至H2所需時間若將水放空H2=0則V容器放空的體積n時間是水位不 處對接一個 流出的水力現(xiàn)象。T空，注：容器放？2管嘴出流：在孔 茸u廠DPvg收縮斷面的真空度

29、于|生環(huán)-所增加。圓柱形外管嘴的正常工作條件Q出流時的最大流量max V n ,2gH0F降時放空所需時間的兩倍2gH°34倍孔徑長度的短管，水體通過短管并在出口斷面滿管n 0.5一10.82n管嘴出口流速管嘴流量H0作用水頭 若V0=0，則H0=H流量系數(shù)Un=,可見在相同的作用水頭下，同 樣面積的管嘴出流能力是孔口過流能力的倍。O.75HoH 0 9.0mH 2。流體經圓柱形管嘴或擴張管嘴時，由慣性作用，在管中某處形成收縮斷面，產l(3行真空d從而增加了水流的抽吸力， 使其出流量比孔口有作用水頭工作條件管度嘴V2gHo3有壓管流:流體沿管道滿管流動的水:一f-4沿程水頭損失和局部

30、水頭損失都占相當比重，¥ rU 亠-頭損失中,hmax h s1流速 dq 流量2K虹吸管正常工作條件最大真空度£l1 l2d1 22111姑1Q vA d-2gH。7 8.5m2gH最大安裝咼度825g d局部水頭損失和流速水頭的總和同沿程水頭損失相比 _ 2 D g很小，忽略不計仍能滿足工程要求的管道10.3n（全部作用水頭都消耗在沿程水頭損失）l V22H hfalQd 2g Q長管：水頭損失以沿程水頭損失為主,aS al簡單管道：沿程単徑和流量都不變的管道。（!ri/6）2nc2R1/3比阻（單位：s2m6阻抗（單位：s2m5） * 1fXTJ2a 41=hf ih

31、 fi h f 1 h f 2 h f 3H 串連管道：由直徑不同的管段順序連接起來的管道。HaihQi hf 2 a2l2Q2hf 3 a3' 3Q3alQ2 SQ2 串聯(lián)管道的水頭線是一條折線。ai liQiSiQi Qi qi Qi 1H 并）h f 2 h f 3 h f 4Q 并 Q 2 Q 3 Q 4H hf 1 hf2 （或hf3，或 hf 4）hf 522QQ1Q并Q5S2Q2QQ3S4Q4（并聯(lián)管路）路）2l P Tzcc4有壓管道中的水擊水擊：再有壓管道中，V°cc01Ed的現(xiàn)象。V01435'K"d1 ETz2l由于某種原因使水流速度突

32、然發(fā)生變化,cv° Tz同時引起壓強大幅度波動水擊條件：管道內水流速度突然變化。水擊發(fā)生的內在原因：水本身具有慣性和壓縮性直接水擊水擊波的傳播速度Z2 Z1I 間接水擊1 土hvdH hvI1 I2相長：在一個周期內，水擊波b閥門傳到進口，再由進口傳至閥門所需要的水擊波傳播過呈第一階段：增壓波從閥門向管道進口傳 第二階段：減壓波從管道進口向閥門處 第三階段：減壓波從閥門向管道進口傳t 41 c第四階段：增壓波從管道進口向閥門傳I t譚節(jié)-0，處于增壓狀態(tài)。 播，恢復原來狀態(tài)。，處于減壓狀態(tài)。，重復上述四個階段一防止水擊危害的措施(1)(2)(3)(4)限制流速控制閥門關閉或開啟時間縮

33、短管道長度、采用彈性模量較小材質的管道 設置安全閥，進行水擊過載保護第八章明渠流動tn共往返兩次往返一次二聯(lián)-IIb Htatkdz dlsin渠流動：水流的部分周界與大氣接觸，具有自由表面的流動。無壓流1 明明12)3)2底坡：底纟化，呈現(xiàn)各種 斤面的流速和水深有直接影響i自由液面dl xdztg明渠底坡的改變對明渠局部的邊界的變化，會造成水深在很長的流程上發(fā)生變化用當dz 0時,當dz 0時,當dz 0時,正坡或順坡；渠底下降平坡;渠底水平負坡或逆坡；渠底上升3棱柱形渠道與非棱柱形渠道2m 2 1 m20<1）就咸相舐|U|： U.43.59<2）爪力村同;折：- fk43&l

34、t;3）靜品按火郴同,Ri云K i曲處扌, w,yi F ：|/2Q Av AC3） 明確均勻流只可能發(fā)生在坡度、粗糙系數(shù)不變C RJ C Ri1I的順坡的棱柱形渠道中14）形斷面的濕周C 1Q ACnLRiK AcR明渠x =b+2hisi的、勻流hd.有s渠試道/底）m ' ic C2BR = d（l-晉C»4坡線棱柱形渠道：斷面形狀尺寸沿程不變的長直渠道。d A2 b亍 m 2 1 m dh h2h24明渠均勻流：流線為平行直線的明渠水流。h -2j1 m2 m條件1 ）自由表面2）等深h 3）等速特征：1）.明渠均勻流為勻速流、等深流，只可能發(fā)生在棱柱形渠道中2）.明

35、渠均勻流只可能發(fā)生在順坡的棱柱形渠道中亠f ；2沒出流口b 2h 1 m2R A * LU 沆薄壁城實用堰*寬頂堰:0.67 << 2.5滲流模型10 a ,應遵循的原則:滲流速度n 土壤孔隙率;滲流的分類Q度AC Rf m,b,h),i,n一峯灌流二刪淹二維博流非棱柱形渠道頭邀斤面形狀及 盂沿程變化的渠道。2滲流的阻力定律 水頭損失Q AC RiA f h,sAx=hmh】R16A Ri n2h.1 m2h. - /. -H1A53i122.3n達西定律Q = k.i水力坡度 基本關系式k滲透系數(shù)。表示土壤在透水方面的物理性質 對均質土壤，均勻滲流，點流速非均勻、非恒定滲(1)

36、對于恒定、均勻流(2)恒定漸變流一般式:滲流速度與水力坡度的一次方成正比，故地下水遵循層流運動。達西定律的適用范圍 對于滲流運動，由實驗知道，層流與紊流的判別標準是:Recr=1 10達西定律一般認為只適用于層流；也有人認為適用于平均粒徑在3mm的土壤。透系數(shù) k的確定k是達西定律中的重要參數(shù)，反映了孔隙介質的透水性能，也稱導水率。其確運方注和：(1)豈驗甘祛*“ (2)炊驗審atitth(3)現(xiàn)折測進法Q_-QLA/ 此裘皮依公式斷面平均流速：裘皮依公式:r dllJ =也dH相鄰兩斷面1 1, 22間的水頭差 dS 相鄰兩斷面 1 1, 2 2之間的間距 同一過流斷面上各點滲流流速：點流速

37、：a =k.f = -kdv對恒定漸變滲流，裘皮幼公式v = u = k J中，J表示：1斷面上的水力 坡度；2浸潤曲線坡3井和井群 普通井（潛水井） 自流井（承壓井）:在地表下面潛水含水層中開鑿的井。:含水層位于兩個不透水層之間，頂面的壓強大與大氣壓強，這樣的含水 層是承壓含水層，汲取承壓地下水的井。完全井（完整井）:井管貫穿整個含水層，井底直達不透水層的井。不完全井（不完整井）：井底未達不透水層的井。 完全普通井井的滲流量:完全自流井完全普通井RJJ J%井群：在工程中中為了大量地汲取地下水，或更有R300(lst效地降低地下水位，在一定的范圍內開鑿的多口井。a=1 訂酌”齊）第五章量綱分

38、析和相似原理i基本概念量綱：物理量的屬性類別。說明：量綱有有量綱數(shù)（量綱和單位組成）和無量綱數(shù)?；玖烤V：不能用其它量綱導出的、互相獨立的量綱。長度量綱：L質量量綱： M時間量綱：T溫度量綱： 。導出量綱：可由基本量綱導出的量綱。速度量綱：L T - 1流量量綱：L3 T - 1。注：不可壓縮流體運動，則選取 M、L、T三個基本量綱，其他物理量量綱均為 導出量綱。速度 dimv=LT-1力 dimF=MLT-2加速度 dima=LT-2 動力粘度 dim卩=ML-1T-1導出量綱公式：dimq=M a L b Tc 1>當a =0,bm0,2>當a =0,bm0,3>當am

39、0,bm 0,c = 0 時：為幾何學量綱。 cm 0 時：為運動學量綱。cm 0 時：為動力學量綱。無量綱量：量綱公式中各量綱指數(shù)均為零,即a=b=c=O時，則dimq=1 ，這個物理量即無量綱量。 可以由兩個具有相同量綱的物理量相比得到； 也可以由幾個有量綱物理量乘積組合，使組合量的量綱指數(shù)為零得到 特點：客觀性。 不受運動規(guī)模的限制。 除能進行簡單的代數(shù)運算外，也可進行超越函數(shù)運算。 量綱和諧原理：凡正確反映客觀規(guī)律的物理方程，其各項的量綱必須是一致的。 量綱分析法：瑞利法：某一物理過程同幾個物理量有關f姑 力”其中的某一個物理量q可表示為其他物理量的指數(shù)乘積甲產K斗:耳;與出量綱式血寸產thinwM常）1 = “ 1 4樸+ (12 = 2« 1 +2+ « 33 =家j可工十1故得：N = k 丫 Q H3據量綱的和諧原理有:n定理：某一物理過程包含n個物理量，即a 1=1量綱式中各物理量按血就Uif積形式，根據量綱和諧原理，確定指數(shù)表示為基本量綱的指數(shù)乘a、b、？?？ p就可得出表達該物理過程的方程式。舉例：已知影響水泵輸入功率的物理量有：水的重度丫, 流量Q,揚程H。求水泵輸入功率N的表達式。1其指數(shù)關系式：N2量細表達式t7 =-7d /