水力學期末復習整理

1、水力學期末復習整理第一章緒論1. 液體質(zhì)點：微觀上充分大，宏觀上充分小的液體微團。2. 連續(xù)介質(zhì)：液體和氣體充滿一個空間時，分子間沒有間隙，其物理性質(zhì)和運動要素都是連續(xù)分布的。3. 液體的易流動性：靜止時，液體不能承受切力及抵抗剪切變形的特性。4. 液體的粘滯性：在運動狀態(tài)下，液體所具有抵抗剪切變形的能力。（理想液體無粘滯性）5. 作用在液體上的力按作用特點分為質(zhì)量力（主力，慣性力）和表面力（壓力，切力） 。6. 牛頓液體：凡 與 du 呈過原點的正比例關系的 dy液體第二章水靜力學基礎1. 靜水壓強特點：作用線垂直于作用面；同一點處，靜水壓強各向等值。2. 等壓面特性：質(zhì)量力與等壓面互相垂直

2、。常見等壓面：自由液面；同種相連通液體水平面；不相混溶液體交接面。3. 位置水頭 z：計算點的位置高度，即計算點距計算基準面的高度。第三章水動力學基礎1. 描述液體運動的兩種方法：拉格朗日法；歐拉法。2. 歐拉法的基本概念：流線：同一時刻與流場中各質(zhì)點運動速度矢量相切的曲線。流線的性質(zhì)：不相交或不突然轉折；光滑連續(xù)；與恒定流流線重合； 與均勻流流線平行。流管：在流場中取一封閉幾何曲線，在此曲線上各點作流線，則可構成一管狀流動界面。流股：流管內(nèi)的液流，又稱為流束。過水斷面：垂直于流線簇所取的斷面。元流：過水斷面無限小的流股?？偭鳎簾o數(shù)元流的總和。3. 流量 Q：單位時間內(nèi)流經(jīng)過水斷面的液體體積。

3、Q<0流進； Q>0流出。4. 液流分類：恒定流與非恒定流：運動要素不隨時間變化的流動稱為恒定流；均勻流與非均勻流：流線簇彼此呈平行直線的流動稱為均勻流。非均勻流中又分為漸變流和急變流。.有壓流與無壓流5. 畢托管測流速；文丘里管（有壓管）測流量。第四章 水流阻力與水頭損失1. 水頭損失類型：沿程水頭損失 hf ；局部水頭損失 hj 。2. 黏性底層：在實際液流中，由于液體與管壁間的附著力作用，在管壁上會有一層極薄的液體貼附在管壁上不動， 其流速為零。 厚度32.81d 。Re3. 絕對粗糙度 ：管壁粗糙突出的平均高度。4. 絕對粗糙度對水流運動的影響： <，管壁絕對粗糙度被

4、黏性底層淹沒， 對紊流結構基本上沒有影響，黏性底層成了紊流流核的天然光滑壁面，稱為“水力光滑管” ； >，管壁絕對粗糙度突出于黏性底層之外，并深入到紊流的流核之中，可使液流產(chǎn)生旋渦，加劇紊流的脈動，稱為“水力粗糙管” 。5. 當量粗糙度：和工業(yè)管道沿程阻力系數(shù)相等的同直徑人工均勻粗糙管道的絕對粗糙度。6. 局部邊界條件急劇改變是引起局部水頭損失的直接原因。水流的影響有：導致液流中產(chǎn)生旋渦，加大水流的紊亂與脈動，增大液流的能量損失；造成液流斷面流速重新分布，加大流速梯度及紊流附加切應力，導致局部較集中的水頭損失。第五章有壓管流與孔口管嘴出流1. 有壓管路的類型： 簡單管路；復雜管路（串聯(lián)，

5、并聯(lián)，管網(wǎng)）；長管與短管。短管：必須同時計算管路沿程水頭損失，局部水頭損失及流速水頭的管路。 (L/d<1000)長管：管路流速水頭及局部水頭損失可以忽略不計的管路。 (L/d>1000)第六章明渠水流1. 棱柱形渠道：斷面形狀及尺寸沿程不變的渠道（過水面積只隨水深 h 變化，與斷面位置無關） ；非棱柱形渠道：斷面形狀及尺寸沿程變化的渠道（過水面積與水深 h 及斷面位置有關）。2. 明渠均勻流發(fā)生的條件：屬于恒定流，流量沿程不變；長直形的棱柱形順坡（ i>0 ）渠道；渠道糙率 n 及坡底 i 沿程不變。明渠均勻流的水力特性：是一種等深，等速直線運動，斷面流速沿程不變；總水頭線

6、測壓管水頭線及渠底線三者平行，因此水力坡度 J測壓管坡度 Jp 及渠底坡度 i 三者相等。3. 明渠底坡（渠道底坡i ）：渠道沿程單位長度內(nèi)'.的渠底高程變化值，又稱比降。按底坡幾何特征分為： i>0, 順坡渠道； i=0 ，平坡渠道； i<0 ，逆坡渠道。明渠水力最佳斷面： 渠道過水斷面面積 A，糙率 n 及渠道坡底一定時， Q最大的斷面形狀。（ A 一定，2. 求運動黏度： g 重度 N / m3運動黏度 m2 / s.運動黏度的單位 Pa / sQ最大； Q一定， A 最小）4. 判斷急流緩流的標準：微波波速 C（v>C,急流；v<C，緩流； v=C，臨界

7、流）；佛汝德數(shù) Fr=(v/c) 2 (Fr>1, 急流； Fr<1，緩流； Fr=1，臨界流 ) ；臨界水深 hK(h<hk, 急流；h>hk，緩流； h=hk 臨界流 ) 。5. 斷面比能與斷面機械能的區(qū)別：斷面比能是斷面機械能的一部分，僅反映與流動特性相關的能量。6. 臨界水深 hk 影響因素：斷面形狀和流量；正常水深影響因素：底坡 i ，糙率 n，斷面形狀，流量。7. 水躍現(xiàn)象：在底坡突降或底坡由緩變陡折變處附近局部渠段內(nèi)，水面曲線急劇下降的水力現(xiàn)象。水跌現(xiàn)象：渠中水深在局部渠段內(nèi)呈突躍性增大的水力現(xiàn)象。8. 明渠水流與有壓管流的水力特性有何差異？明渠水流具有自

8、由表面，其表面處壓強為零，故又稱無壓流。明渠水流因斷面尺寸，底坡，糙率的變化，都可引起過水斷面，渠中水深和流速等一系列變化。有壓管流的基本特征是斷面形狀多為圓形，整個斷面上被水充滿無自主表面，管中流量變化，只會引起過水斷面的壓強和流速變化，有壓管流一般多為若干等直徑管段組成。0.67堰的分類：薄壁堰（H）；實用堰0.672.52.51010 ，（H）；寬頂堰（H）注.明渠水流。水文現(xiàn)象的特點：隨機性；周期性；地區(qū)性。河川徑流主要影響因素：降水；蒸發(fā)；下墊面因素；人類活動。計算題公式1. 求轉軸所受的扭矩 M：U vnd ; hDd602duU; MddddyhFAdl222注：T A重力學作用

9、下基本方程 ：ppp03.zC;h1Pa 98kN / m298kPa,9.8絕對壓強 PabsP0h真空值 PvPaPabs相對壓強0avP Ph - P真空度 hvPP測壓管水頭 z14.求側壁測壓管液面高度h2h1 1h2 2;h3h3h25. 求靜水總壓力及作用點PhA, yD hD ycIc 同時上漲，合力 P 大小及ycA作用點不變6. 繪制壓力體7. 管壁厚度T / A/8. 總流連續(xù)性方程 Q vA；v1 A1 v2 A29. 元流伯諾里方程總水頭 HCpv2z2gp12p22v1v2z12gz22g總流伯諾里方程p11v12p22v2 2z1z2hW2g2g10. 總流動量方

10、程的矢量式， 對于任一坐標軸均成立，若沿 s 軸寫液流動量方程，表達為：FsQ(2v2s1v1s); 其中 s可以換為 xyz11. 層流和穩(wěn)流的判斷標準臨界雷諾數(shù)'.Revd (液流實際雷諾數(shù) )Re ReK2320時，層流；Re ReK2320時，穩(wěn)流t 10 C時，水的 為：10.017750.0131(cm2/ s)0.0337t0.000221t 2水力半徑 RAd(b2h b2h 1 cot 2dd4a)2沿程阻力系數(shù)64Rev 2l沿程水頭損失通用計算 公式 hfd 2g12. 布拉休斯公式0.31645Re0.25(Re10 ) 穩(wěn)流水力光滑區(qū)公式謝才公式hfvCRJ

11、; J; QAvKJl謝才系數(shù)常用下述經(jīng)驗公式計算：曼寧公式11CR 6n巴甫洛夫斯基公式C 1 Ry ny2.5 n0.130.75R( n0.1)13. 局部水頭計算公式hjv2( 表示局部阻力系數(shù) )2 g14. 短管水力計算短管自由出流：H0v2v200 0hW2g2gH 0H0v02v22ghW2g.短管淹沒出流H00000hWH 0HhWhfihji15. 梯形斷面渠道水力計算已知 b, m,i , n, h0, 求Q先計算 A， ，R， C，再帶入謝才公式（ 12）iz / l其中，有1.5 n 1.5 0.03R 1my已知 Q， b, m, n, h0,求 iiQ2 ;KACR(流量模數(shù) )K 2i 越大，渠中正常水深h0 越小底坡值 i 一般取 3位有效數(shù)字已知 Q，i ,n, m，求渠道過水斷面尺寸 b和h0選定 h0, 求b(繪制 K b曲線 ); 選定 b,求h（0繪制 K h0曲線）已知 b, m,i ,Q, h0,求糙率 n由曼寧公式 C1n211 R6A R3 i 2nQ16. 佛汝德數(shù) Fr=(v/c)2=v2 / gH (Fr>1, 急流；Fr<1，緩流； Fr=1，臨界流 )臨界底坡gKK? BKiCK2i iK , 急