2022年中國農(nóng)業(yè)大學水力學考試要求(共44張PPT)

一、考試題型1、簡答題（35分）2、作圖題（10分）3、計算題（45分）4、推導證明題（10分）1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)層流運動

緒論液體的主要物理性質(zhì)――可壓縮性：

在研究水擊時需要考慮。作用在液體上的兩類作用力表面力和質(zhì)量力液體的邊界條件緒論連續(xù)介質(zhì)和理想液體

水力學所研究的液體運動是連續(xù)介質(zhì)的連續(xù)流動。本章主要考察對基本概念的理解例：理想液體和實際液體有何區(qū)別？明渠均勻流公式Chapter10，11流態(tài)的判別：雷諾數(shù)Re

Re＜Recr層流；明渠均勻流水力計算類型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：產(chǎn)生水頭損失的兩個條件解析法求作用于任意平面上的靜水總壓力曲面上靜水總壓力的求解牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：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行計算。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行計算。靜水總壓力的作用點一般在受壓面形心以下曲面上靜水總壓力的求解Chapter1水靜力學包括靜水壓強和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。通過靜水壓強和靜水總壓力的計算，我們可以求作用在建筑物上的靜水荷載。

液體在平衡狀態(tài)下，質(zhì)量力是有勢力。液體平衡微分方程式的三種表達形式：重點及難點靜水壓強：

掌握靜水壓強特性,等壓面,水頭的概念，以及靜水壓強的計算和不同表示方法。重力作用下靜水壓強的基本公式

“水頭”:表示單位重量液體含有的能量。1

20幾種質(zhì)量力同時作用下的液體平衡重點及難點壓強的三種表示方法：絕對壓強，相對壓強，真空度,要掌握絕對壓強、相對壓強和真空度三者的概念和它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

靜水總壓力的計算

靜水總壓力求解包括求力的大小、方向和作用點，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行計算。在計算曲面靜水總壓力時，要注意壓力體的繪制。(a)三角形壓強分布圖(b)梯形壓強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一般在受壓面形心以下靜水總壓力大小和方向分別由以下兩式確定曲面上靜水總壓力的求解作用于二向曲面上的靜水總壓力FP分解為水平方向和垂直方向兩個分力。壓力體的構(gòu)成本章要求：1.基本概念2.計算3.作圖根據(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行計算。例：湍動為什么使流速分布均勻化？明渠非恒定流特性及波的分類圓管均勻?qū)恿鬟\動及沿程水頭損失的計算2、流線、跡線微分方程Chapter10，11牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：（4）設(shè)計渠道斷面尺寸（所建坐標系應(yīng)使投影分量越多等于0為好，這樣可以簡化計算過程。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。常用消能方式：底流消能、條流消能和面流消能三大方程

連續(xù)方程v1A1=v2A2

能量方程動量方程

液體運動的基本概念

流動的分類、斷面平均流速及流線、跡線等概念Chapter2能量方程應(yīng)用注意事項:

選擇統(tǒng)一基準面便于計算、選計算斷面、選典型點計算（壓強計算采用統(tǒng)一標準）

孔口恒定出流、畢托管、文丘里流量計、管嘴出流能量方程應(yīng)用：恒定總流動量方程理想液體只有能量轉(zhuǎn)換，而沒有能量損失曲面上靜水總壓力的求解產(chǎn)生水頭損失的兩個條件Re＞Recr湍流

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。通過靜水壓強和靜水總壓力的計算，我們可以求作用在建筑物上的靜水荷載。重力作用下靜水壓強的基本公式牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：絕對壓強，相對壓強，真空度,水靜力學包括靜水壓強和靜水總壓力兩部分內(nèi)容?！八^”:表示單位重量液體含有的能量。連續(xù)方程v1A1=v2A2水靜力學包括靜水壓強和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。曲面上靜水總壓力的求解液體的主要物理性質(zhì)――可壓縮性：

a)動量方程是矢量方程，要建立坐標系。（所建坐標系應(yīng)使投影分量越多等于0為好，這樣可以簡化計算過程。）

b)流速和力矢量的投影帶正負號。（當投影分量與坐標方向一致為正，反之為負）

c)等號左邊為流出動量減去流入動量。

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。

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v總水頭線測壓管水頭線本章要求：1.基本概念2.計算（三大方程的聯(lián)立應(yīng)用）3.作圖（水頭線）

液體的兩種流態(tài)和判別

雷諾實驗

層流—液體質(zhì)點互相不混摻的層狀流動。

湍流—存在渦體質(zhì)點互相混摻的流動。流態(tài)的判別：雷諾數(shù)Re

Re＜Recr層流；Re＞Recr湍流

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。Chapter3

湍流的特征水頭損失（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)生水頭損失的兩個條件液體具有粘滯性(內(nèi)因)固體邊界的影響，液體質(zhì)點間產(chǎn)生相對運動(外因)沿程水頭損失與切應(yīng)力關(guān)系圓管均勻?qū)恿鬟\動及沿程水頭損失的計算λ的變化規(guī)律尼古拉茲實驗（人工粗糙管）

幾個重要公式

達西公式

謝齊公式

曼寧公式局部水頭損失計算

本章要求：1.基本概念2.計算（水頭損失）例：湍動為什么使流速分布均勻化？簡單管道水力計算

短管水力計算

自由出流淹沒出流長管水力計算方法

Chapter4管道分類復雜管道水力計算本章要求：1.基本概念2.計算3.作圖（水頭線）明渠均勻流特征：

（1）水深，底坡沿程不變及過水斷面形狀尺寸不變

（2）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

水力最佳斷面Chapter5明渠均勻流公式 明渠均勻流水力計算類型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：

（4）設(shè)計渠道斷面尺寸

本章要求：1.基本概念2.計算Chapter6明渠水流流態(tài)的判別斷面比能Es和比能曲線臨界水深和臨界底坡水面線變化規(guī)律本章要求：1.基本概念2.計算（不包含水面曲線計算）3.作圖（水面線）Chapter7水躍現(xiàn)象及分類水躍方程水躍函數(shù)曲線共軛水深本章要求：2.計算（主要是矩形斷面共軛水深）1.基本理論Chapter8堰閘出流的區(qū)別堰流類型及計算閘孔出流水力計算本章要求：2.計算1.基本理論Chapter9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底流消能降低護坦消力池設(shè)計本章要求：2.計算1.基本理論Chapter10，11水擊現(xiàn)象及分類明渠非恒定流特性及波的分類本部分要求：基本理論研究水擊時考慮液體的壓縮性和管壁彈性Chapter122、流線、跡線