教育-水力学教案——绪论(中职教育)

'第一章绪论第一节水力学的任务和研究方法一、任务：其实际应用。用实验和理论分析的方法来研究液体平衡和机械运动的规律及二、研究对象：以水为主的液体,扩展到其它液体水。三、水力学在水利事业中的应用水力学在水利工程中，占有相当重要的地位，在各个领域广泛用于水工、水力发电、水文资源、农山水利、机电排灌、河道整治、给排水、环境工程等，在水利工程的勘测设计、施工和运行管理各个环节中需要解决大量水力学问题。归纳起来：1＞水流对建筑物的作用力；2＞水工建筑物的过水能力；3＞水流型态及泄水建筑物的下游消能问题；4＞河渠水面线问题；5＞渗流问题；6＞高速水流屮的掺气问题,气蚀、冲击波、水污染等问题。 第二节液体的主要物理性质一、液体的基本特征1、连续介质模型：认为液体是由相互间无间隙的连续质点所组成的连续体,它的物理性质也是连续的。这样便于运用数学工具进行微积分运算（连续场）。2、质点（微团人液体分子的集合。从几何上讲口J以任意小，但其中又包括足够多的液体分了（液体是由许许多多液体质点组成的）。3、液体的基本特征：容易流动的、不易压缩的连续介质。二、液体的主要物理性质1、密度：均质液体的密度是单位体积液体所具有的质量p=ykg/m32、重度：均质液体的重度是单位体积液体所具冇的重量了=迪N/m3y=pg取p-1000kg/y-98OOA^//773三、粘滞性和理想液体模型粘滞性：液体貝•有抵抗剪切变形的能力，这种性质称粘滞性。它仅针对于实际液体，理性液体不存在粘滞性。1、粘滞力：当液体之间存在相对运动时，液体之间会产生一种摩擦力阻碍液体的相对运动，这种力叫粘滞力（内摩擦力）。它随相对运动的产生而产生，消失而消失。2、牛顿内摩擦定律牛顿通过实验发现（1）F与空成正比；dy（3）F与液体的性质冇关;duocCD一（2）F与液体的接触而积成正比；（4）F与接触而上的法向应力无关。“一液体的动力粘滞系数N.s/m牛顿内摩擦定律。单位面积上的内摩擦力r=-=/z—（层流）cody3、关于“的性质(1)〃的大小表示液体粘性的强弱; (1)不同的液体“不同;(2)温度是影响“的主要因素；(3)运动粘滞系数v=^~m2/sP4、牛顿流体与非牛顿流体服从r=—者称牛顿流体，女Ch水、空气、乙醇等。否则为非牛顿流体,dy如泥浆。5、理想液体模型为简化计算，对液体的粘性暂不考虑，认为“=0,从而引出没冇粘性的理想液休模型。四、压缩性和不可压缩液体模型1、压缩性：压强增高时，分子间的距离减小，液体宏观体积减小，这种性质称为压缩性；温度升高，液体宏观体积增大，为膨胀性；设压缩而体积为V,压强增加后，体积减小△▼,体应变为竽AV0=-丄——体积压缩系数齐/N,K=丄=-^——体积弹性系数N/m2o0AVV2、不可压缩液体模型对于水K=2.lxlO9Pa，如AP为一个大气压吋，—=—1—,因此，在WV20000不大的条件卜，水的压缩性可以忽略，p.了视为常数，但水击一节除外。 第三节作用于液体上的力作用于液体上的力｛刼中学讥巒力、压强等。I质量力：重力、惯性力等。一、表面力：作用于被研究的隔离体表面上的力。在隔离体表面上取包含A点的微小面积法向力AP,切向力灯。PA69压应力ratt=lim、切应力N/m2(PJ在理想液体和静止液体中r=0,只有p存在。APAF二、质量力：作用在隔离体内每个液体微团上的力，其大小与液体的质量成正比。若均质液体的质量为M,总质量力为戸，则单位质量力f=—Mf=Xl-^Yj+ZkZ=MFF贝ljX二二Y=^MM'