水力学PPT精品课程课件全册课件汇总

⑵专门水力学： 为各种工程实践服务
第一章 绪论
二、水力学和流体力学
水力学：以水为研究对象，在理论上遇到困难 时， 通过观测和实验的方法来解决问题。
流体力学：以一般流体（液体和气体）为研究对象 ，偏重于从理论概念出发，掌握 流体运动的基本规 律，但解决实际 工程时，会遇到很大的困难，在应 用上受到一定的限制。
第一章 绪论
4、牛顿内摩擦定律：
du FA dy
du F A dy
单位面积上的力，称为切应力τ。
F du A dy
μ——液体性质的一个系数，称为粘性系数或动力粘 性系数 （单位：N· S/m2) 运动粘性系数：
ν
单位：米2/秒（m2/s)
第一章 绪论
对液体来说，温度升高，则μ降低， μ
第一章 绪论
三、单位：表征物理量的大小。
国际单位制（SI）：米、秒、公斤。
第一章 绪论
§1-4 液体的主要物理性质
一、液体的密度：ρ
1、均质液体单位体积内所含的质量 即： M-----均质液体的质量 M

V
V-----该质量的液体所占的 体积
国际单位：公斤/米3 （ kg/m3）
工程单位：公斤· 秒2/米4 （kg · s2/m4）
第一章
§1-1 绪 论
绪论
§1-2 液体的连续介质模型
§1-3 量纲、单位
§1-4 液体的主要物理性质 §1-5 作用在流体上的力
第一章 绪论
§1-1绪
一、水力学的定义：
论
水力学是研究液体的运动规律，以及如何运用这 些规律来解决工程实际问题的科学。
水力学包括： ⑴水力学基础：
主要是研究液体在各种情况下的平衡运动规律，为 研究的方便起见，该内容又分为流体静力学和流体动力 学。
压力改变对μν的影响不大
（液体）
μ
T
对气体来说，温度升高，则μ升高，
（气体）
T
第一章 绪论 当液体停止流动时，相对速度等于零，内摩擦力将不 存在了，所以在静止液体中不呈现内摩擦力。
5、理想液体模型
在水力学中，为了简化分析，对液体的粘性暂不考虑 ，即μ=0。从而引出没有粘性的理想液体模型。
注意：
因为理想液体模型没有考虑粘性，所以，必须对粘 性引起的偏差进行修正。
2、非均质液体中，各点的密度不同，
第一章 绪论 若令△V代表在某点附近的微小体积， △M代表这微小 体积的质量，则液体的平均密度为：
M V
当△V→0时，则该点的密度为： M d M
ρ lim
V0
V

3、液体的相对密度：
物质的相对密度=
dV
物质的密度 = 水的密度
物质的质量 同体积水的质量
三、水力学在给排水工程中的应用
1、供水工程方面：管网和渠道中的水力计算； 2、水处理厂：各构筑物间的衔接和水流情况； 3、环境的分析和预测：污水排入河中混合情况。
第一章 绪论
四、课程的性质和学习方法
性质：为应用科学，专业基础课，即有理论也 有实验。
方法：除理论推导外，实验也不可忽视。
五、教学参考书:
第一章 绪论
四、液体的压缩性、压缩系数
1、压缩性：液体在一定的压力下，体积缩小的性质 2、压缩系数：衡量压缩性的大小，用β表示（m2/N）
dV V dp
即：每增加单位压力，体积压缩的相对值。 弹性系数K：体积压缩系数的倒数。
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《水 力 学》
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主 菜 单
第一章
绪论
第 二章 水静力学
第三章 水动力学理论基础
第四章 相似原理与量纲分析
主菜单
第五章
流动型态、水流阻力和水头损失
孔口、管嘴出流和有压管路
第六章
第七章
明渠均匀流
第八章
明渠非均匀流
主菜单
第九章 堰流
第十章
渗流
第一章 绪论
1.<<水力学>> 西南交大编 高等教育出版社 2 .<<水力学>>(上,下) 清华大学编.高等教育出版社
3.<<水力学解题指导及习题集>> (第二版) 大连工 学院高等教育出版社。
第一章 绪论
§1-2 液体的连续介质模型
一、概念的建立
流体由不连续分布的大量分子组成 10-6 mm3 空气中含有大约2.71010个分子； 10-6 mm3 水中含有大约3.31013个分子。 1、概念：液体是没有空隙的，液体质点完全充满所占的空间。 “连续介质”概念的建立，使液体中的一切物理量（压强、 速度、密度等）都可视为空间坐标和时间的连续函数〔如： p=f（x，y，z，t）〕。这样就可以利用连续函数的数学分 析方法来解决液体平衡和运动的问题。
液体微团(质点): 相对于一般问题中的宏观特征尺寸小到可以被 看成是一个点，但是仍含有足够多个液体分子。
第一章 绪论
§1-3 量纲、单位
一、量纲：表示物理量的特征。
如：长度、时间、质量等。在科学文献中，一般 用〔〕符号来表示量纲。例如〔长度〕或〔L〕。 基本量纲和导出量纲。 二、量纲的分类： 1、基本量纲：必须具有独立性，即一个量纲不能从 其它基本量纲推导出来，也就是不依赖于其它基本 量纲。 如〔L〕、〔T〕和〔M〕是相互独立的，不能从 〔L〕、〔T〕中得出〔M〕，也不能从〔M〕、 〔T〕中得出〔L〕，但〔L〕、〔T〕和速度的 量 纲〔V〕就不是相互独立的，因为〔V〕=〔L〕/〔 T〕。
第一章 绪论
因此：
在各种力学问题中，任何一个力学量的量纲都可以 由〔L〕、〔T〕、〔M〕导出，故一般取长度〔L〕 、时间〔T〕和质量〔M〕为基本量纲。
2、导出量纲：其它物理量的量纲可以由基本量纲推导
出来。 如：X为任意物理量，其量纲可表示为： 〔X〕=〔LαTβMγ〕 又如：面积〔A〕=〔L2T0M0〕 速度〔V〕=〔L1T-1M0〕
液体层与层之间因滑动而产生内摩擦力，具有内摩擦 力的液体叫粘性液体或实际液体。
第一章 绪论
2、流速梯度：是指两相邻水层的水流速度差和它们之 间的距离之比。 y du
即：பைடு நூலகம்
du dy
dy
0
u+du
u u
3、内摩擦力的大小：
⑴、与相邻运动液体层的接触面积成正比
⑵、与速度梯度成正比 ⑶、视液体的性质而定
⑷、与压力的大小无关
第一章 绪论
二、液体的重度（容重）γ
均质液体的重度γ是：单位体积的液体的重量。
mg g V
国际单位：牛顿/米3 （N/m3) 工程单位：公斤力/米3 （kgf/m3) 千牛顿/米3 （KN/m3)
三、粘性理想液体模型
1、定义：粘性是力学的特性，是液体内部抗拒各 层间做相对运动的性质。