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文檔簡介
質量力:質量力是作用于每一流體質點上的力。常見質量力包括:重力和慣性力。當不計溫度效應,壓強的變化引起流體體積和密度的變化。流體的熱脹性:流體受熱,體積增大,密度減小的性質。流體的黏性:黏性是流體的重要屬性,是流體運動中產生阻力和能量損失的主要因素。液體的黏度隨溫度上升而減小,氣體的黏度則隨溫度上升而增大。連續(xù)介質模型、不行壓縮流體模型、抱負流體模型。連續(xù)介質模型內容:取流體微團來作為援救流體的基元,作為流體微團是一塊體積為無窮小的微量流體,由于流體微團的尺寸極其微小,故可作為流體質點對待。這樣,流體可看成是由無限多連續(xù)分布的流體微團組成的連續(xù)介質。優(yōu)點:當把流體看做是連續(xù)介質后,表征流體性質的密度、速度、壓強和溫度等物理量在流體中也應當是連續(xù)分布的,從而可以引用連續(xù)函數(shù)的解析方法等數(shù)學工具來爭論流體的平衡和運動規(guī)律。2.任一點靜壓強的大小和受壓面方向無關,或者說作用于同一點上各方向的靜壓強大小相等。等壓面特性:1.在平衡液體中,通過任意一點的等壓面,必與該點所受質量力垂直。2.當兩種互不相溶的液體處于平衡狀態(tài)時,分界面必定是等壓面。在重力作用下的連續(xù)均質不行幾何意義:在重力作用下的連續(xù)均質不行壓靜止流體中,測壓管水頭線為水平線。確定壓強:以完全真空為基準計量的壓強。相對壓強:以當?shù)卮髿鈮簭姙榛鶞视嬃康膲簭姟!擦鲌龇ā持塾诳臻g點按各點運動要素〔速度、壓強〕是否隨時間而變化,可將流體運動分為恒定流和非恒定流。恒定流密度等參量只是坐標的函數(shù),而與時間無關。當?shù)丶铀俣葹榱?。非恒定流:空間各點只要有一個流淌參數(shù)量隨時間變化的流淌。流線——是指某一瞬時,在流場中繪出的一條光滑的矢量曲線,其上全部各點的速度向量都與該曲線相切。流線的性質:1、同一時刻不同流線不能相交;2、流線不能是折線,3、流線簇疏密反映了速度的大小〔流線密集的地方流速大〕流體的流淌依據(jù)它在同一流線上各質點的流速矢量是否沿流流淌分為漸變流和急變流。均勻流:非均勻流。漸變流:流速大小和方向沿流線漸漸轉變的非均勻流。急變流:流速大小和方向沿程急劇轉變的流淌。1、過流斷面為平面,且過流斷面的外形和尺寸沿程不變;2、同一流線上不同點的流速應相等,從而各過流斷面上的流速分布一樣,斷面平均流速相等;抱負不行壓縮的恒定元流能量方程的物理意義沿同一流線〔或微元流束〕上各點的單位重量流體所具有的位勢能、壓強勢能和動能之和保持不變,即機械能是一常數(shù),但位勢能、壓強勢能和動能三種能量之間可以相互轉換,幾何意義:沿同一流線(或微元流束)上各點的單位重量流體所具有的位置水頭、壓強水頭和速度水頭之和保持不變,即總水頭是一常數(shù)。實能是下降的線也可能是上升的線甚至可能是一條水平線。沿程水頭損失:流體流淌在抑制沿程阻力而損失的能量。①流體是不行以壓縮的,流淌為恒定流。②質量力只有重力。③過流斷面為均勻流或漸變流斷面。④兩過流斷面間沒用能量的輸入或輸出,否則應進展修正。⑤假設流淌過程中有分流或匯流時,列出斷面間的伯努利方程。應用能量方程式的條件1〕恒定流〔〕(3)不行壓縮〕所取的兩個斷面之間,水流可以不是漸變流〔5〕在所取的兩個過水斷面之間,流量保持不變,其間沒有流量參加或分出。假設有分支,則應對第一支水流建立能量方程式6〕流程中途沒有能量H輸入或輸出。假設有,則能量方程式應為:1一半。2管壁處一極薄層內,速度梯度很大,黏性摩擦切應力起主要作用,通常把該層稱為層流底層。3層流底層管壁分類,當Reδ0>>Δ此時管壁稱為水力光滑壁面,Reδ0<Δ,為水力粗糙壁面。δ0=Δ時,過渡粗糙壁面?!惭爻趟^損失與流線一次方成正比〕雷諾數(shù)Re<Rec〔沿程水頭損失與流線1.75-2.0次方成正比)雷諾數(shù)Re>Re’當Rec<Re<Rec’時都有可能,處于不穩(wěn)定狀態(tài),任意微小擾動都能破壞穩(wěn)定,變?yōu)槲闪?。紊流中的切向應力τ由摩擦切向應力和附加切向應力組成。ττ1+τ2.局部水頭損失緣由:①突然擴大管的局部阻力系數(shù)②突然縮小管的局部阻力系數(shù)。51、層流區(qū):Re<2300;2、層流到5、水力粗糙管區(qū)或阻力平方區(qū)。布拉休斯公式,尼古拉茲公式,闊爾布魯克公式,舍維列夫公式,謝才公式??卓诜诸悾捍罂卓赿/H>0.1 小孔口H/d≤0.1管嘴的正常工作條件:①作用水頭Ho≤9m;②管嘴長度L=〔3~4〕d。依據(jù)局部水頭損失占沿程水頭損失的比重大小,可將管道分為短管和長管。短管是指局部水頭損失與流速水頭之和所占的比重較大,計算中不能無視的管道。流淌分類:恒定和非恒定出流出流分類:自由出流和漂浮出流串聯(lián)管路的兩個特點:①串聯(lián)管路的總能量損失等于各筒單管路的能量損失之和;②串聯(lián)管路的總流量沿流程不變。6并聯(lián)管路的水流特點:液體通過所并聯(lián)的任何管段時其水頭損失皆相等。依據(jù)底坡進展分類i>0,平坡:i=0,明槽槽底高程沿程不變者稱為平坡。逆坡:i<0,明槽槽底沿程增高者稱為反坡或逆坡1.均勻流過水斷面的外形、尺寸沿流程不變。2.過水斷面上的流速分布和斷面平均流速沿流程不變。3.總水頭線坡度、水面坡度、渠底坡度三者相等,即水流的總水頭線、水面線和渠底線三條線平行。明渠水流:一種具有自由液面的水流,水流外表壓強為大氣壓強,即相對壓強為零,故明渠水流也稱為無壓流。明渠流淌的三種狀態(tài):緩流h>hh<hk,臨界流h=h〕均勻流在水流方向上的重力重量與渠道邊界的1.水流必需是恒定流。23.渠道必需是4.渠道中無閘、壩或跌水等建筑物的局部干擾在肯定的流量下,設計出的渠道的過流斷面積到達最小,或者說在過流斷面積肯定時通過的流量最大。滿足這些條件的斷面,其工程量最小,稱為水力最優(yōu)斷面。矩形斷面2。底坡;明渠渠底平面傾斜程度臨界底坡Q、糙率n、斷面外形尺寸有關在棱柱形渠道中,斷面外形尺寸、流量肯定時,在渠中形成均勻流,
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