考研水力学复习要点范文
四川省考研水利工程复习资料水力学重点知识点总结

四川省考研水利工程复习资料水力学重点知识点总结水力学作为水利工程的核心学科,在考研复习中占据着重要地位。
下面,将对四川省考研水利工程复习资料中水力学的重点知识点进行总结,帮助考生更好地备考。
一、水力学基本概念1.1 流体力学基本概念流体:指能够流动的物质,包括气体和液体。
连续介质假设:将流体看作是连续分布的,忽略其内部的微观结构。
质量守恒定律:单位时间内通过单位面积某点的质量是恒定的。
动量守恒定律:单位时间内通过单位面积某点的动量是恒定的。
能量守恒定律:单位时间内通过单位面积某点的能量是恒定的。
1.2 流动的描述与性质流动:介质内部因受到外力而发生的相对运动。
流速:单位时间内通过某一横截面的液体体积与该横截面的面积之比。
流量:单位时间内通过某一横截面的液体体积,也叫单位时间的流入或流出体积。
雷诺数:描述流体的流动状态,是流体惯性力与粘性力比值的量纲。
黏性流体与非黏性流体:黏性流体的流动过程中,分子之间有相互作用力;非黏性流体的流动过程中,分子之间无相互作用力。
二、流体静力学2.1 流体静力学基本方程流体静力学:研究在静止流体中,流体受力和流体静压力的性质和分布规律。
流体静力学方程:描述流体静力学的基本方程,包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
2.2 流体静力学应用大气压力与高度关系:大气压力随着高度的增加而减小,符合指数函数的规律。
大气压力的测定:常用水银柱压力计来测定大气压力。
浮力与浸没:浮力作用在物体上的大小等于物体排开的流体质量。
压力的传递:静水的容器中,液体的压力大小与液体深度和液体密度有关。
三、流体动力学3.1 流体动力学方程流体动力学:研究流体在运动状态下的力学性质和流动规律。
流体动力学方程:包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
3.2 流体动力学应用流动的类型:包括层流和紊流两种类型。
雷诺实验:通过改变流体的速度和管道直径等因素,观察流动状态的转变。
导水管道与水泵:根据流体静力学和流体动力学的原理,设计和使用导水管道和水泵。
江西省考研水利水电工程复习资料水力学基本原理详解

江西省考研水利水电工程复习资料水力学基本原理详解水力学是水利水电工程中的重要学科,研究水的运动规律和力学性质。
在江西省考研水利水电工程复习中,对水力学基本原理的理解至关重要。
本文将详细解析水力学中的基本原理,帮助读者更好地备考。
一、水的基本物理性质水的基本物理性质包括密度、体积模量、表面张力等。
首先要了解水的密度,它是指单位体积内所含质量的大小。
水的密度通常随温度的增加而减小。
其次是水的体积模量,它是指单位应力作用下的体积变形。
水的体积模量很大,所以在水利水电工程中,水体通常被视为不可压缩的。
最后是水的表面张力,它表征了水分子间的相互作用力。
水的表面张力极其重要,影响着水的流动和水利工程的设计。
二、流体静力学静力学研究静止流体中的压力分布和水位高度等。
在水利水电工程中,流体静力学常常涉及水的静力压力、水面上的压力和力矩计算等。
对于流体静力学的复习,需要掌握伯努利定理、帕斯卡定律等内容。
伯努利定理描述了在光滑管道中快速流动的流体的压力、动能和重力势能之间的关系,是理解水流动的重要原理。
而帕斯卡定律则说明了任何一个封闭系统内的液体在静力平衡条件下的压力分布是相等的。
三、流体动力学动力学研究流体在运动状态下的各种物理量,包括速度、压力、密度等。
在江西省考研水利水电工程复习中,需要重点理解流体动力学的质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律。
质量守恒定律指出流体流过的任意截面上单位时间内的质量流量保持不变。
动量守恒定律描述了流体在流动过程中动量的变化规律。
能量守恒定律则阐明了流体在流动过程中能量转换的规律,包括动能和势能的转换。
四、水流速度和流量计算在水力学中,流速和流量是重要的物理量。
流速是指流体通过某一截面的时间和长度所得的速度。
流量是指单位时间内通过某一截面的体积。
重点掌握流速和流量的计算方法,包括一维稳定流动和二维非稳定流动的情况。
此外,需了解注入流动和受限流动等特殊情况下的流速和流量计算方法。
西北农林科技大学 水力学 考研重点分章总结

明渠恒定流动
明渠流动是指水流在人工修建或自然形成的沟槽或河渠中的流动,它具有与大气相 接触的自由表面,由于自由表面上各点的相对压强为零,所以也称为无压流动。 明渠水流根据其运动要素是否随时间变化分为明渠恒定流和明渠非恒定流。 根据其运动要素是否随流程变化分为明渠均匀流和明渠非均匀流。明渠非均匀流中 又分急变流和渐变流。由于工程中的明渠水流一般属于紊流,其流动结构接近或处于阻 力平方区,所以一般按明渠紊流阻力平方区分析计算。 1、明渠均匀流 明渠均匀流是流线为平行直线的明渠流动。 由于明渠具有自由表面,所以不存在非恒定明渠均匀流,明渠均匀流必定为恒定流。 明渠的分类: (1)按渠身形式分类: 棱柱形渠道 非棱柱形渠道
体积压缩系数(k)
k
dV / V 1 d dp dp
体积弹性系数(K) :K 两者互为倒数
1 dp dp dV d k V
10 理想液体和作用于液体上的力 1 理想液体的概念 理想液体是指液体是不可压缩的、没有粘滞性、没有表面张力、均质、各向同性的 连续介质。 2 作用于液体上的力 按作用点的不同分为:表面力和质量力 1.表面力 作用于液体的表面,并与受作用的表面面积成正比的力。 p 平均压强 p: P A
p 0 rh 静水压强公式 p 物理意义:在质量力仅限于重力的静止液体中,任一点的静水压强p都等于自由表面压强
p 0 与从该点到液体自由表面单位面积上的液柱重量rh之和。 静水压强的表示方法: (1)以应力表示:单位用单位面积上的作用力来表示,如 N/m2, kN/m2,Pa,kPa。 (2)以液柱高度表示 单位:任何一点的静水压强可以换算为任何一种容重的液柱高度 表示。 (3)以大气压强的倍数表示 单位:如果某点压强为 147 kN/m2 ,可表示为 1.5 pat 1 水头:如果将重量为G的物体从基准面移到高度z的位置,所做的功是G• z,使G重量的 物体获得了位能G• z。对单位重量的物体,其位能是G• z/ G。因此, z表示单位重量液 体从某一基准面算起所具有的位置势能,简称位能。水力学中习惯用“水头”代替高度, 所以z又称为位置水头或水头。 2 压强水头和压能 静止液体的各点都具有压强势能。 表示单位重量液体以相对压强计算时所具有的压强势能,简称压能,也称测压管高 度。在水力学中称为压强水头或压头 3 测压管水头和势能 单位重量液体的位能与单位重量液体的压能之和z+p/r 称为测压管水头。表示单位重量 液体的势能,简称单位势能。 静止状态下作用在建筑物整个受压面上的水压力,称为静水总压力。 1 绝对压强 以设想的不存在任何气体的“完全真空”(或绝对真空)作为计算零点的压强称为绝对压 强,以符号pabs表示。 标准大气压 1 patm=101325N/m2 (绝对压强) 工程大气压 1 pat=98000N/m2 (绝对压强) 2 相对压强 以当地大气压强为计算零点的压强称为相对压强。 又称计示压强或表压强。 用 pr 表示。 相对压强与绝对压强的关系: pr= pabs- pat pabs = pr + pat 3 真空压强 Pabs> pat ,则 pr>0,称正压。 Pabs< pat ,则 pr<0,称负压。 负值的相对压强的绝对值称为真空压强(pv) 或称真空度。 pv pat pabs pabs pat pr 4 压强的表示方法 (1)以应力表示 用单位面积上的作用力来表示,如 N/m2, kN/m2,Pa,kPa。 (2)以液柱高度表示
青海省考研水利工程复习资料水力学与水资源规划 - 副本

青海省考研水利工程复习资料水力学与水资源规划青海省考研水利工程复习资料:水力学与水资源规划水力学是研究水在地球表面上运动和与固体、液体和气体相互作用的学科,是水利工程中的基础课程之一。
而水资源规划则是指根据对水资源的合理开发、利用和保护的认识,通过科学规划和管理,达到最优的水资源利用效果。
本文将重点介绍青海省考研水利工程专业的水力学与水资源规划的复习资料,帮助考生查漏补缺、系统梳理知识点。
一、水力学复习资料1. 基本概念与基本方程:水力学的基本概念包括重力、压力、浮力、流体静力学等,考生需要熟练掌握这些概念的定义和应用。
此外,重要的基本方程包括连续方程、动量方程和能量方程等,这些方程是水力学计算和分析的重要工具。
2. 水流的流量与速度:学习水力学时,需要了解流量和速度的定义及其计算方法。
此外,还需要掌握斯托克斯公式、万能公式和曼宁公式等,用于计算不同流态下的流量和速度。
3. 渠道流动:渠道流动是水力学中重要的研究内容,在复习时需要了解不同流态(层流、湍流)下的速度分布、水力半径、雷诺数的计算方法。
还需要掌握渠道流量及流速的测量方法。
4. 水力机械与流量控制:水力机械包括水轮机和水泵等,学习时需要了解不同类型水轮机的工作原理、效率计算方法等。
对于流量控制,需要了解流量调节的基本原理和方法,包括节流阀、闸门等。
二、水资源规划复习资料1. 水资源基本概念和分类:复习水资源规划时,需要了解水资源的基本概念和分类。
水资源的基本概念包括内陆水、地下水、河流水、湖泊水等。
根据用途和水质等特征,水资源可以分为生活用水、工业用水、农业用水等。
2. 水资源评价与预测:水资源评价和预测是水资源规划的重要环节。
复习时,需要了解水资源量的评价方法、区域水资源平衡计算方法等。
此外,还需要了解流域水文模型和水资源预测模型等。
3. 水资源开发与利用:水资源开发与利用是水资源规划的核心内容。
考生需要学习不同类型水利工程的设计原理和计算方法,例如水库、引水工程、灌溉工程等。
海南省考研水利水电工程复习资料水力学与水电站设计基础知识

海南省考研水利水电工程复习资料水力学与水电站设计基础知识海南省考研水利水电工程复习资料:水力学与水电站设计基础知识1. 水力学基础知识水力学是研究流体力学在水工工程中的应用的学科,其基础知识是研究水流运动和水力问题的重要基础。
以下是水力学的基础知识点:1.1 流体力学基本方程流体力学的基本方程包括连续方程(质量守恒方程)、动量方程和能量方程。
质量守恒方程描述了流体的质量守恒规律,动量方程描述了流体的动量守恒规律,能量方程描述了流体的能量守恒规律。
1.2 流体的状态方程流体的状态方程是描述流体状态和性质的方程,常见的流体状态方程有理想气体状态方程和物态方程等。
1.3 流体的流动类型流体的流动可以分为定常流动和非定常流动,定常流动指的是流体的流动状态不随时间变化,非定常流动则相反。
1.4 流体的流速与流量流速是指流体通过一定截面积的单位截面所需时间,流量是指流体通过给定截面的单位时间内的体积。
2. 水电站设计基础知识水电站是利用水能转换为电能的工程设施,其设计需要掌握一些基础知识。
以下是水电站设计的基础知识点:2.1 水电站的主要构筑物水电站的主要构筑物包括坝体、泄洪设施、引水设施、发电设施等。
坝体用于拦截水流,形成水库;泄洪设施用于调节水位、控制洪水;引水设施将水引入发电设施;发电设施则将水能转化为电能。
2.2 水电站的发电原理水电站的发电原理是利用水流的动能转化为机械能,再经过水轮机转化为电能。
水轮机根据水流的能量大小和流动方向的不同,可以分为水轮机和水轮发电机两种类型。
2.3 水电站的调度管理水电站的调度管理是指根据电力需求和水资源情况,合理安排水电站的发电和调洪计划。
调度管理需要考虑到不同季节、水文情况和电力负荷等因素。
2.4 水电站的环境影响评价设计水电站时需要进行环境影响评价,评估其对水环境、生态环境和社会经济等方面的影响,并采取相应的措施进行环境保护。
3. 复习资料建议在准备水利水电工程考研时,学习和复习资料的选择至关重要。
报考硕士研究生《水力学》课程考试复习要点.doc

报考硕士研究生《水力学》课程考试复习要点一、主要参考书目%1吴持恭主编《水力学》,北京,高教出版社%1吕宏兴、裴国霞、杨玲霞主编《水力学》,北京,中国农业出版社,2002.二、复习提纲—绪论水力学的定义;液体的主要物理力学性质;牛顿内摩擦定律;连续介质与理想流体;作用于流体上的两类力:质量力与表面力。
重点:液体的主要物理力学性质,液体粘性产生原因及作用。
二水静力学静水压强及其特性;重力作用下的静压基本方程;水静力学基本方程的几何意义与能昂:意义;静压的度量与昂:测;静水压强分布图;平面壁静水总压力;曲血壁静水总压力。
要求理解静压特性,了解静水压强公式的意义;掌握静压的度量与计算,会画压强分布图和压力体图,熟练掌握平面与曲面力的静水总压力计算,会确定总压力的位置。
本章重点是 1 •点压强的确定与边壁总压力的计算。
2.真空的概念与作用。
3.压强分布图与压力体图的绘制,压力体图应注明力的方向。
三水动力学基础水流运动的要素;水流运动的分类;总流连续方程;元流与总流能量方程及其应用;总流动量方程及其应用。
要求:了解流线、微小流束、总流、流量、断面平均流速、水力半径等更要基本概念;了解各种流动的基本特征及相互联系;熟练掌握连续方程、能量方程、动量方程并能应用解决实际工程问题。
理解测压管水头线、总水头线、水力坡度的概念以及测压管水头、流速水头、总水头三者间的关系。
知道相对运动水流能量特点。
1.连续方程、能量方程、动量方程是对各种水流问题分析、计算的基础,是本章重点。
2.应反复说明、强调能量方程应用的方法、适用条件与范围。
3.动量方程应讲清方程的矢量:性,应用时注意隔离体的选定与矢昂:投影关系。
四液流型态与水头损失实际流动的两种流态:层流与紊流的特点及判别;水流阻力与水头损失的分类; 沿程水头损失的确定:沿程阻力系数的变化规律及确定,沿程水头损失计算的经验公式;局部水头损失的特点及确定。
要求:理解层流与紊流的特点,紊流的产生原因,理解沿程阻力系数在不同流区的变化特点,理解水头损失产生原因。
上海市考研水利工程复习资料水力学与水资源管理要点总结

上海市考研水利工程复习资料水力学与水资源管理要点总结水力学是研究水在流动过程中的行为和特性的科学,而水资源管理则是指合理利用和管理水资源的过程。
对于准备参加上海市考研水利工程专业的考生来说,水力学与水资源管理是重要的考试内容之一。
本文将从水力学和水资源管理两个方面进行要点总结。
一、水力学要点总结1. 流体力学基础:- 流体的基本性质:密度、压力、体积弹性模量等。
- 流体在运动过程中的基本规律:连续性方程、动量方程、能量方程。
- 流体的流动状态与分类:层流流动、湍流流动。
- 流体的流速分布:层流中的速度剖面、管道湍流中的速度剖面。
2. 水流在河道中的运动:- 水流的力学特性:静水压力、流速、流态等。
- 河道纳槽与扩散:下泄流量计算、能量损失计算、河流分水计算。
- 沿程变化与稳定度:稳定河道、非稳定河道、稳定断面计算。
- 河道水流输沙:输沙规律、河流抬沉淤计算。
3. 水流建筑物的力学计算:- 水流作用力的计算与应用:阻力、浮力、泵站机组计算。
- 水流建筑物的设计与计算:溢流、闸门、堤防。
二、水资源管理要点总结1. 水资源管理基础知识:- 水资源管理概述:水资源的概念、特点、分类。
- 水循环与水资源利用:水文循环、水资源平衡。
- 水资源评价指标:水资源可持续利用指标、水资源管理绩效评价指标。
2. 水资源配置与调度:- 水资源配置原则与方法:区域水资源分配、水资源平衡。
- 水资源调度决策模型:大型水库的调度原则、常用的调度方法。
3. 水资源保护与治理:- 水域生态系统保护:湖泊生态系统保护、河流生态系统保护。
- 地下水资源管理与保护:地下水的开采与利用、保护地下水源区。
总结:通过对水力学与水资源管理的要点总结,考生可以更好地理解相关知识,并在考试中做到有的放矢。
同时,考生还应通过大量的习题和实践操作,加深对水力学和水资源管理的理解和掌握。
加油,相信你一定能够在上海市考研水利工程专业中取得优异的成绩!。
水力学考试重点总结

水力学考试重点总结(总9页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除水力学考试重点总结水力学考试重点总结篇一:水力学课程总结1,水力学基础知识(液体的基本特征及其物理力学性质,量纲分析法。
a,液体只承拉不受压;b,牛顿内摩擦定律;c,作用于液体上的力为表面力和质量力。
d,p定理法)2,水静力学(静水压强的基本性质、量测以及压强分布,静水总压力的计算。
a,静水压强的指向性和各向等值性;b,相对压强、绝对压强概念;c,图解法、解析法求解静水总压力。
)3,水动力学基本方程(液体运动的基本概念与分类,恒定总流的连续方程、能量方程以及动量方程。
a,描述液体运动的方法拉格朗日法、欧拉法;b,流管、元流、总流的概念;c,恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流;d,恒定总流能量方程。
)4,液流型态与水头损失(水头损失的分类:局部、沿程;均匀流沿程水流损失;雷诺试验确定水流型态:层流、紊流;层流水流特性及沿程水头损失计算;紊流水流特性及沿程水流损失计算;实际工程中沿程水头损失计算的经验公式:舍齐公式;局部水头损失的成因及计算。
)5,有压管道流动(有压管流的特点及分类:长管、短管;简单管道恒定流的水力计算分自由出流与淹没出流;复杂管道恒定流的水力计算:管道串联与并联。
有压管中的非恒定流:水击现象的分类、消弱和水击压强计算。
)6,恒定明渠水流(明渠水流概念、水力要素的定义与计算;渠道的允许流速、水力最佳断面的计算;明渠水流的流态及其判别:缓流、临界流以及急流;断面比能以及最小断面比能对应的临界水深与临界低坡计算;水跌现象以及水跃现象的水力计算:共轭水深、水跃长度计算;棱柱体明渠恒定流非均匀渐变流水面曲线的分析:12种水面曲线;明渠恒定非均匀渐变流的水面曲线计算:分段求和法。
)7,过流建筑物的水力计算(堰闸出流的特点与区别:堰流、闸孔出流;堰流的类型及水力计算:薄壁堰、宽顶堰、WES堰的过流能力计算;闸孔出流水力计算;泄水建筑唔下游水流衔接与消能:底流消能与调流消能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
One 绪 论1、水力学的任务:一、研究液体(主要是水)的平衡。
二、液体机械运动的规律及其实际应用。
2、液体的主要物理性质:2.1、惯性、质量与密度 惯性力:当液体受外力作用使运动状态发生改变时,由于液体的惯性引起对外界抵抗的反作用力。
F =-m*a 单位:N 量纲:MLT-2密度:是指单位体积液体所含有的质量。
国际单位:kg/m 3 量纲:[ML-3] 一个标准大气压下,温度为4℃,蒸馏水密度为1000 kg/m 3 。
2.2万有引力特性与重力万有引力:是指任何物体之间相互具有吸引力的性质,其吸引力称为万有引力。
重力:地球对物体的引力称为重力,或称为重量。
2.3粘滞性与粘滞系数当液体处在运动状态时,若液体质点之间存在着相对运动,则质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动,这种性质称为液体的粘滞性,此内摩擦力又称为粘滞力。
动力粘滞系数,简称粘度,随液体种类不同而异的比例系数。
国际单位 :牛顿•秒/米2 牛顿内摩擦定律:作层流运动的液体,相邻液层间单位面积上所作用的内摩擦力(或粘滞力),与流速梯度成正比,同时与液体的性质有关。
牛顿内磨擦定律适用条件:只能适用于牛顿流体。
2.4压缩性及压缩率 2.5 表面张力表面张力仅在自由表面存在,液体内部并不存在。
大小:用表面张力系数来度量。
单位:牛顿/米(N/m )。
3、连续介质和理想液体、实际液体的概念3.1连续介质: 即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。
3.2理想液体:就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有表面张力的连续介质。
3.3有没有考虑粘滞性:是理想液体和实际液体的最主要差别。
4、作用于液体上的力4.1表面力:作用于液体的表面,并与受作用的表面面积成比例的力。
例如摩擦力、水压力。
4.2质量力:是指通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、其大小与液体的质量成比例的力。
如重力、惯性力。
5、水力学的研究方法5.1理论分析 5.2科学实验。
包括原型观测、模型试验、系统试验。
5.3数值计算η2/m s N ⋅σTwo 水静力学1、取微小面积 ,令作用于 的静水压力为1.1静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面。
1.2任一点静水压强的大小和受压面方向无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。
2、等压面:静水压强值相等的点连接成的面(可能是平面也可能是曲面)。
等压面性质:2.1在平衡液体中等压面即是等势面。
2.2等压面与质量力正交。
3、重力作用下静水压强的基本公式 自由面上的气体压强。
不可压缩均质液体平衡微分方程4、绝对压强与相对压强、真空度4.1绝对压强设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强,称为绝对压强。
总是正的。
4.2相对压强把当地大气压作为零点计量的压强,称为相对压强。
可正可负。
以 表示绝对压强,p 表示相对压强, 则表示当地的大气压强。
则有 4.3相对压强为负值时,则称该点存在真空。
真空度是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值。
5、压强的液柱表示法,水头与单位势能98kPa =1个工程大气压(at ) =10m 水柱 =736mm 水银柱静水压强的基本方程式Cpz =+z :位置水头,静止液体内任意点在参考坐标平面以上的几何高度。
测压管水头。
6垂直分力 V :压力体柱体体积 水平分力A ∆A ∆pF ∆ghp p ρ+=00p 'p a p gh p p p a ρ=-=''p p p a k -=gV F pz ρ=xc A x px A gh dA h g a ghdA F xρρρ===⎰⎰)(cos7、静水压强分布图、平面上的静水总压力相对压强分布图绝对压强分布图平面上的静水总压力计算Three 液体运动的流束理论1、描述液体运动的两种方法1.1拉格朗日法以研究个别液体质点的运动为基础,通过对每个液体质点运动规律的研究来获得整个液体运动的规律性。
所以这种方法又可叫做质点系法。
1.2欧拉法 是以考察不同液体质点通过固定的空间点的运动情况来了解整个流动空间的流动情况,即着眼于研究各种运动要素的分布场,所以这种方法又叫做流场法。
2、液体运动的一些基本概念2.1恒定流:在流场中,任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变。
2.2非恒定流:流场中任何点上有任何一个运动要素是随时间而变化的。
2.3迹线:某一液体质点在运动过程中,不同时刻所流经的空间点所连成的线称为迹线,即液体质点运动时所走过的轨迹线。
2.4流线:是某一瞬时在流场中绘出的一条曲线,在该曲线上所有各点的速度向量都与该曲线相切。
流线的基本特性2.4.1恒定流时,流线的形状和位置不随时间而改变。
2.4.2恒定流时液体质点运动的迹线与流线相重合。
2.4.3流线不能相交。
2.5总流:任何一个实际水流都具有一定规模的边界,这种有一定大小尺寸的实际水流称为总流。
总流可以看作是由无限多个微小流束所组成。
2.6过水断面:与微小流束或总流的流线成正交的横断面称为过水断面。
该面积dA 或A 称为过水断面面积,单位m 2。
注意:过水断面可为平面也可为曲面。
2.7流量:单位时间内通过某一过水断面的液体体积称为流量。
流量常用的单位为 米3/秒(m 3/s ),符号Q表示。
2.8断面平均流速:ν,是一个想象的流速,如果过水断面上各点的流速都相等并等于ν,此时所通过的流量与实际上流速为不均匀分布时所通过的流量相等,则流速ν就称为断面平均流速。
2.9凡水流中任一点的运动要素只与一个空间自变量有关,这种水流称为一元流。
流场中任何点的流速和两个空间自变量有关,此种水流称为二元流。
若水流中任一点的流速,与三个空间位置变量有关,这种水流称为三元流。
微小流束为一元流;过水断面上各点的流速用断面平均流速代替的总流也可视为一元流;宽直矩形明渠为二元流;大部分水流的运动为三元流。
2.10均匀流:当水流的流线为相互平行的直线时,该水流称为均匀流。
2.11非均匀流:若水流的流线不是相互平行的直线该水流称为非均匀流。
2.11.1渐变流:当水流的流线虽然不是相互平行直线,但几乎近于平行直线时称为渐变流(缓变流)。
渐变流的极限情况就是均匀流。
2.11.2急变流:若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小,这种水流称为急变流。
注意:渐变流动水压强服从静水压强分布;而急变流动水压强分布特性复杂。
3、恒定一元流微小流束的连续性方程进而推出总流连续性方程:流量 u 1、u 2是流束两端端面dA 1,dA 2的流速,v 1,v 2也是过水断面的平均流速。
2211dA u dA u dQ ==2211ννA A Q ==4、单位重量液体从断面1-1流至断面2-2所失的能量为单位重量液体从一个过水断面流至另一个过水断面克服水流阻力作功所损失的平均能量,一般称为中,习惯把单位重量液体所具有总机械能成为总水头, 用 表示。
: 4.1水流必须是恒定流。
4.2作用于液体上的质量力只有重力。
4.3在所选的两个过水断面上,水流应符合渐变流条件,但在所取的两个断面之间,水流可以不是渐变流。
4.4在所取的两过水断面之间,流量保持不变,其间没有流量加入或分出。
5、恒定总流动量方程动量修正系数,常采用在直角坐标系中的投影为:应用动量方程式时要注意以下各点:5.1动量方程式是向量式,因此,必须首先选定投影轴,标明正方向,其选择以计算方便为宜。
5.2控制体一般取整个总流的边界作为控制体边界,横向边界一般都是取过水断面。
5.3动量方程式的左端,必须是输出的动量减去输入的动量,不可颠倒。
5.4对欲求的未知力,可以暂时假定一个方向,若所求得该力的计算值为正,表明原假定方向正确,若所求得的值为负,表明与原假定方向相反。
5.5动量方程只能求解一个未知数,若方程中未知数多于一个时,必须借助于和其他方程式(如连续性方程、能量方程)联合求解。
6、总水头线和测压管水头线Four 液体流动形态及水头损失w h ∑=-F Q )(1122νβνβρ0.1=β⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-=-=-∑∑∑z z z y y y x x x F Q F Q F Q )()()(112211221122νβνβρνβνβρνβνβρ1、 水头损失的本质和分类粘滞性是液流产生水头损失的决定因素。
水头损失:单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能。
分类: (1) 沿程水头损失; (2)局部水头损失。
沿程水头损失:水头损失是沿程都有并随沿程长度增加。
局部水头损失:局部区域内液体质点由于相对运动产生较大能量损失。
常用hj 表示。
2、 均匀流沿程损失与切应力关系、达西公式3、雷诺数: v :运动粘滞系数,查表值 有不断地互相混掺作用,而层流则无。
雷诺数是表征惯性力与粘滞力的比值。
对圆管: 对明渠及天然河道 一般,大于下临界雷诺数是湍流,小于它的是层流。
4、圆管层流过水断面上的流速分布、沿程水头损失计算。
5、湍流的特征gRJρτ=0J lh f =达西公式g R l h f 242νλ=(明渠)gd l h f 22νλ=(圆管) λ沿程阻力系数νυμρυd d R e ==2000Re ≈cr 500Re ≈=νυRcr 流速分布公式)(4220r r gJ u x -=ηρ 圆管层流的沿程水头损失232gd vlh f ρη=可得沿程阻力系数与雷诺系数关系Re64=λ湍流的基本特征是许许多多大小不等的涡体相互混掺前进,它们的位置、形态、流速都在时刻不断地变化。
附加切应力 湍流时均切应力 看作是由两部分所组成: 第一部分为由相邻两流层间时间平均流速相对运动所产生的粘滞切应力 ; 第二部分为纯粹由脉动流速所产生的附加切应力 。
湍流中存在粘性底层紊流中紧靠固体边界表面有一层极薄的层流层存在,该层流层叫粘性底层。
在粘性底层以外的液流才是紊流。
粘性底层厚度 ,随雷诺系数增大而减小。
6、沿程水头损失的经验公式——谢齐公式 谢齐(Chézy)总结明渠均匀流实测资料,提出计算均匀流的经验公式 式中 C 为谢齐系数,单位 R=A/x 断面水力半径,J 水力坡度曼宁公式 ,n 为粗糙系数,也称糙率,需查表,是表征边界表面影响水流阻力的各种因素的一个综合系数。
7、局部水头损失 对管道突然扩大τ1τ2τ21τττ+=22)(dy du l dy du x x ρητ+=dy u d x ητ=1222)(dy u d l x ρτ=λδRe 8.320d =RJ C =νsm /21611R nC =v 1A21Av2Five有压管中的恒定流1、有压管道流动的特点及分类有压管道:管道周界上的各点均受到液体压强的作用。
管道根据其布置情况可分为:简单管道与复杂管道。
复杂管道又可分为:串联管道、并联管道、分叉管道、均匀泄流管道。