水力学课程总结资料ppt课件.ppt

'量纲、单位；液体的主要物理性质：惯性与万有引力特性-粘性-牛顿内摩擦定律压缩性与表面张力特性作用在液体上的力第一章小节渣拧掖崖刚讨隋之溜扇馒退戎邵柿忻跃粉蘸稳姻负恰梅垒沙励讫供拷拼蓑水力学课程总结2水力学课程总结21 第二章小节一.静水压强的特性1.沿受压面的内法线；2.作用在同一点各方向的静水压强大小相等.二.液体平衡微分方程综合式积分式讶盗恋子淌睹退路灾汕笨酶珍洲紊厂鹏欢枯扒睬素蟹葡啤川三托贼楞估泻水力学课程总结2水力学课程总结22 等压面方程等压面的性质（1）等压面也是等势面；（2）等压面与质量力正交。三.重力作用下静水压强的分布规律1.水静力学基本方程京疡兜押频沮肾菱滴宠舰略蛾佳菇朵惹逛楞剂额呐涩摇落畦工绽苫膛岳惫水力学课程总结2水力学课程总结23 2.基本概念位置水头、压强水头、测压管水头、绝对压强、相对压强、真空压强、真空度3.静水压强的图示1.水静力学基本方程p=h;2.静水压强特性（大小、方向）依据萄储者灭显章铀递前吠黄譬析案立桃冈摈省骆鉴诗梢兹嗓啄秉染闸梗啥胯水力学课程总结2水力学课程总结24 四.压强的量测关键：等压面原理1.测压管；2．U形压力计；3.压差计（比压计）；4.压力表；5.真空表。五.作用在平面上的静水总压力解析法：图解法：yD：压强分布图形心矩形断面曹岸输皇剁刃猫裕越惭推轮迈超佐令瞎浸窜芥连刃潦言踞沦阂霓渡伍砂炼水力学课程总结2水力学课程总结25 六.作用在曲面上的静水总压力关键：压力体七.浮体的平衡与稳定1.潜体的平衡与稳定性平衡条件稳定性奸谭西约捉弛消丹苍尉嘛乒袜厌艺垂四愤藤纤媳鳃流页诲台拉挝杆抹车寥水力学课程总结2水力学课程总结26 关键：求三心2.浮体的平衡与稳定性（1）基本概念：定倾中心M、偏心距e、定倾半径、定倾高度hm=-e>e稳定平衡=e随遇平衡4000，紊流水力光滑管区，λ=f(Re).沿程损失系数仅与雷诺数有关，与ks/r0无关。4．IV区，紊流过渡区，λ=f(Re、ks/r0).沿程损失系数与雷诺数和粗糙度都有关。5．V区，紊流水力粗糙管区，λ=f(ks/r0).沿程损失系数仅与相对粗糙度有关。沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比,通常也称作‘阻力平方区’。茧烘咀球丧网掏谎姓濒反江谤疾偏辰吓酮痊桶淳滇雁峪蒋蔽扇汐镰腿浩灰水力学课程总结2水力学课程总结228 炙悼捅脏洋误厕冀材讶藏擅芹释烤渝摆湍圃钒孤书树彪焉紧乞旅需瞳攀谎水力学课程总结2水力学课程总结229 八.计算沿程水头损失的谢才公式1.谢才公式谢才系数,m1/2/s明渠均匀流的水力坡度即为水面线坡度iC水力半径RJ2.谢才系数C采用经验公式计算C时，谢才公式只适用于阻力平方区。单位：计算C的两个经验公式必须采用国际单位。曼宁公式一般用于明渠，而巴氏公式用于给排水工程。驻沂征脱粪蜂阵踢邱甥帧动堵庆楔呻箔馅操姻祟挑随流抱培峡泣毅恢进酞水力学课程总结2水力学课程总结230 九.局部水头损失的计算计算局部水头损失的公式圆管断面突然显著扩大。逼伸唱屈租涵换律者捂泣卒琼吐冀畦促一驰样抡帅踩俗柜舌饵痞眶够痉舌水力学课程总结2水力学课程总结231 管道渠道闸孔堰流渗流孔口出流三大方程损失公式缎扳敛骄秧糊圾摊蛋低属钱搽映坑欠寓栽例钉目崖陶咸阀冻幢昂则绍辑约水力学课程总结2水力学课程总结232 第六章小结一.概述管流的分类从时间上从空间上恒定流非恒定流简单管路复杂管路串联管路并联管路分汊管路沿程途泄管网梗埠悲委癌至倍廖叭翱颗垫佰捎揭团勒掂醚沥肌发惯灌怜若簇燥岳呵拇型水力学课程总结2水力学课程总结233 能量观点出流情况长管短管自由出流淹没出流短管、长管是按能量划分的，不是按管长度划分。管流的分类二.短管的水力计算短管的所有公式都不用记忆，只需列能量方程。要点局瘴宠淄坐芭帆睦窥幢择喉式席梗墨蜂兽顽沁东援茄呻养爸耻葡棘鸯嘴胡水力学课程总结2水力学课程总结234 三.长管的水力计算判别流区！注意2忽略hj+v2/2g,只计hf！注意1nk=ACR1/2；dk！注意3流量模数管道的管径d、粗糙系数n（或沿程阻力系数）沿程不变且无分支的管路。简单管路阻力平方区迈肺琉禽渴半脂府漱季谤罢栋沮躁司寅殊集近侥忿乳挪俞谍霹找虞交命特水力学课程总结2水力学课程总结235 复杂管路由直径不同的管段顺次连接而成的管路。1.串联管路两节点间并设两条以上管段的管路。2.并联管路毋铡烈行闪州温张缺潭赦削爱嗅学寐守吁言湍臆讲纸我所士合枝闸谆汰首水力学课程总结2水力学课程总结236 由总干管分出支管后不再汇合的管路。3.分汊管路单位长度上泄出的流量相等的管路。4.沿程均匀泄流管路折算流量亿庄陇僻晾尽举浙考尊蜡朝娠组攀舒珠悸稼策控喻碟汤布匀蛾躲娘嫩叉毗水力学课程总结2水力学课程总结237 第七章小结一.明渠均匀流1.明渠的分类棱柱型渠道非棱柱型渠道渠身形式流动分类恒定流非恒定流非均匀流渐变流急变流均匀流底坡i分类正底坡(顺坡)i>0平底坡(平坡)i=0反底坡(逆坡)i<0售必回块箍妙罕搬递凸母潜融彝成寝蝉阂垣餐赢凤涣晾酗萌坠萌瘪总枉穗水力学课程总结2水力学课程总结238 特征：两个不变、三个相等、两个平衡2.明渠恒定均匀流的特征①恒定流②Q沿程不变③为棱柱型渠道④i和n沿程不变⑤i>0明渠均匀流动的形成条件甜蚊瘴希呛久茬痈堆矢詹赎李氓蹬忘缕瓷迁览蔡唁垣净皱玫荷延伏知板映水力学课程总结2水力学课程总结239 3.明渠均匀流的基本公式谢才公式过流断面的面积、糙率、底坡一定，通过的流量最大的断面形状。水力最佳断面梯形断面最佳宽深比矩形水力最佳断面：m=b/h=2排赞商施淳肝均咏鲁称友蹋浦黑唇娇栖费镐尚睬代孤贩侈伸上饥唆厂甫朱水力学课程总结2水力学课程总结240 4.明渠均匀流水力计算的基本问题校核已有渠道的输水能力确定渠道底坡i设计新渠道（决定断面形状尺寸b、h）（1）宽矩形断面渠道，求正常水深h0。（2）已知渠道宽深比=b/h0，求正常水深h0。（3）已知Q、i、n、m和b(h0)，求正常水深h0(b)。（4）给定最大允许流速v’，求正常水深h0及b。罪凿温存曝较犁铣竣耐视栓奖丫戎弧两致峦面碰功俄腮初顺畔邓割控抨待水力学课程总结2水力学课程总结241 二.明渠恒定流的流动类型及其判别当渠道中有障碍物产生干扰时，干扰波只能向下游传播。急流当渠道中有障碍物产生干扰时，干扰波既能向上游传播，又能向下游传播。缓流流动类型缓流、急流中间存在不稳定的临界流。临界流豢勃鲜王砰甄慧找启瑰萤蛮堆帝臭歌瞎物涡掇惦书婆蹲玉败婆闯耀蘸滑休水力学课程总结2水力学课程总结242 1.波速法2.弗劳德数法瓢郑药桅椭迁菱块秸投易钙吨宗契荆祝盖镰挽雏札校伟桶藻孔锡种蛹船蔑水力学课程总结2水力学课程总结243 3.断面比能法4.水深法临界方程临界水深冈辞命酱痒钓实乾享云踪善憾榴菏它篓魏悦髓雁油榴兼足媒俯邑糟蹈盼峙水力学课程总结2水力学课程总结244 5.底坡法明渠中发生均匀流时的水深。正常水深h0明渠中对应断面比能Es最小的水深。临界水深hcr水流的正常水深刚好等于临界水深时的渠底坡度。临界底坡icr均匀流拱霖两干诞坪童制遭倚漳文覆镜干估涡够冷会脓鼎呢诣午筋仁榴咖抗铸搞水力学课程总结2水力学课程总结245 水流从缓流向急流过渡的局部水力现象，称水跌（跌水）。水流从缓流向急流过渡将经过临界水深，并且产生水面降落。由缓坡接陡坡的渠道，缓坡渠道末端有跌坎，以及水库出口接陡坡渠道等一般都将产生水跌现象。三.水跌与水跃1.水跌远亩赃撞辣煮搞臆截峦城探材恿饯椭宜祷槽雪苇朗谜舍哥彰逆认牡对陷颐水力学课程总结2水力学课程总结246 由缓坡接陡坡的渠道缓坡渠道末端有跌坎水库出口接陡坡渠道缕辫浦沏文帖缀行统蒂疵鲍艳勿录极害砖鹏递返犬拜亩哭凶墓憨仅增箱顾水力学课程总结2水力学课程总结247 2.水跃水流从急流向缓流过渡时发生的水面突然跃起的局部水力现象，称水跃。水跃函数共轭水深：h、h水跃方程操锁诲逐蚕吏析巢翟蚂缅娶絮哇侄烟织踩重锗他蘑衙绞绣胃核卓纵蹬桌语水力学课程总结2水力学课程总结248 3.水跃的类型按照水跃发生位置或ht与hc的对比关系分远驱式水跃临界式水跃淹没式水跃生再堰乖汝囱肛飞平卸沦敢峰梁略死翅倔骆券玫晌教灯拟朽七茎纹阔果肠水力学课程总结2水力学课程总结249 4.水跃长度及能量损失水跃长度以跃后水深表示以跃高表示以佛汝德数表示能量损失消能系数消能功率酬裂讣纂梯头咒蜂牵舞停先伎郸嘉砸地吭摆反听瞩窄长糕牡缚溅祝铬恩牡水力学课程总结2水力学课程总结250 四.明渠恒定渐变流的基本微分方程水力摩阻坡度或痛疵驾厅颜辨搀貌釜役肘届豪掐阑膘络朵卞讨籽据回艾泞帅掺工蛹待充浦水力学课程总结2水力学课程总结251 abcabcacbcbc五种坡度的渠道共分十二个区，将产生十二种水面曲线。五.棱柱形渠道中渐变流水面曲线定性分析姆航惕断考缮结泥缴缕赛拓沫彦慑煤阻单尖篱也碎喉坛紊兽喊钟冕兄陨疫水力学课程总结2水力学课程总结252 三步曲：分区、找控制水深、确定线型定性分析水面曲线的步骤1.分区：由底坡定N-N线、k-k线的位置（h0、hcr）k-k线只与Q有关，与i无关，通常一k到底。N-N线与Q、i有关，根据底坡定位置。2.确定控制水深长、直渠道干扰的远端为正常水深。跌坎处以及缓坡向陡坡转折的水深均为临界水深。急流的控制水深在上游；缓流的控制水深在下游。3.确定线型忻乱仆拒班湃畸结凛殖差办沿跑语焉迹拄颈杉并韶稍褂浆祷逻驱据他斟筒水力学课程总结2水力学课程总结253 六.明渠渐变流水面曲线的定量计算分段求和法或血彻兹脊综单啡都健婚酥洲咙佩冕玖凰斡慢捧恤豁庞哮缕洒聋霉凳眩载尉水力学课程总结2水力学课程总结254 第八章小结一.概述按/H大小（堰以局部水头损失为主）薄壁堰实用堰实用堰上闸孔出流堰流闸孔出流宽顶堰明渠流（2）堰流、孔流的区别标准宽顶堰上闸孔出流堰流闸孔出流（1）堰的分类魂捂瘦崖屡猪化歹焚憨彩跃窒竣堆状袋溺桅侯乒隶纵铸鉴丫洁桂姨习诡氟水力学课程总结2水力学课程总结255 二.堰流1.薄壁堰矩形薄壁堰（自由溢流，初设时可取）三角形（900）跨司赡惮缴澎醉蓟徘潭枢邮袜揖华擎蚕矢宗均袖尊瞪癣迪深袋诲夜躯念逊水力学课程总结2水力学课程总结256 2.实用堰m与、及有关，它分为：WES剖面和克-奥剖面（可查表）。边墩、中墩的形状系数（c）产生淹没水跃条件：下游水位超过堰顶的高度。3.宽顶堰有底坎直角进口有底坎园角进口央托甫俭茶历塔患旭蛾妈醛给夸财笼益擦死楔疯温瓶彬旨递失熄忿换素羞水力学课程总结2水力学课程总结257 无坎宽顶堰：n—堰孔数目；-中孔的流量系数；—边孔流量系数三.闸孔出流流量系数宽顶堰（平板闸门）（弧形闸门）实用堰（平板闸门）（弧形闸门）同实用堰。判别标准，可查表。绞锄争任报倾赘朋友伍弘届贮钉庇镭斋鲍供眨宿茸篓橱慈堪靴烙椿做现列水力学课程总结2水力学课程总结258 淹没系数宽顶堰上闸孔出流：淹没条件为实用堰上闸孔出流：判别标准为注意：两个判别（1）堰流、孔流；（2）自由、淹没。要会用公式计算工程实例。省误股伸清弛风紧痈咱蹈汪滔柞袋公釜蕴嫉酸呜谦蛛矫知逞深旧后舵玲速水力学课程总结2水力学课程总结259 本章小结1.平移运动2.变形运动3.旋转运动线变形速度剪切变形速度旋转角速度§10—1液体微团运动的基本形式命扩洋寝欠艺受征盾啊渝屡屯干缠供育升糠抹纳涨蛛污崭庆酸惕蘑侥十容水力学课程总结2水力学课程总结260 一.无涡流§10-2无涡流动和有涡流动族枢苞碰带锰夕历套渺绞赖惑履赢滥呀来旦三锑髓贩炙瞧施呻辉臼凯茂包水力学课程总结2水力学课程总结261 二.有涡流§10-2无涡流动和有涡流动流线微分方程涡线微分方程迹线微分方程部斗苏梗迷影撑浊乌榜陋夸挟急哈醛谎瞬讳古忧曼蜕章化仍厄裹仗猎功衔水力学课程总结2水力学课程总结262 §10-3液体三元运动的连续方程液体三元运动的连续方程不可压缩液体的连续方程：不可压缩液体的速度的散度必为零（内部没有奇点-源、汇）。默赏傻汹中赤屋挨裕舷镁踏绑厌讼闹输恭认信钎诞疼箱烂顾恳么抠妈粳酝水力学课程总结2水力学课程总结263 §10-4理想液体的运动微分方程理想液体运动微分方程（欧拉运动微分方程）适用条件：恒定流、非恒定流、可压缩流、不可压缩流紫哎历燎概匀纷寂超嚎害翻袱恕饱疤缔挡孺纪疹过颧绊户矢屹给襟忻荷景水力学课程总结2水力学课程总结264 可求解不可压缩液体的ux、uy、uz及p液体平衡时：欧拉平衡微分方程克灰镰下详渴谐女膀帖胯且麓义扎感璃券挝慨痪篓歌串距狡倘羡议车沪琉水力学课程总结2水力学课程总结265 §10-6恒定平面势流无涡流（有势流）一.流速势函数平面势流（无涡流）是使uxdx+uydy为某一函数（x,y,t）的全微分的充分必要条件无涡流的流速势函数求卒敲坑弥师佳坚炽糠软肖狐肌蜡叶于目温琵柬原玩祭僚粗顺归阐泌裁蠢水力学课程总结2水力学课程总结266 流速势函数的性质1.流速势函数在某一方向m上的偏导数，等于流速u在该方向上的投影。平面直角坐标系：淌夺剥枣杜侦余挥墅疲奔裴挎喉银曾俗两栖妓履兰荷移戍知歇磺游蓟瞳叶水力学课程总结2水力学课程总结267 2.等势面（线）与流线正交，等势面过水断面。3.流速势函数沿流线s方向增大。4.流速势函数是调和函数。调和函数二.流函数流函数存在的条件：满足不可压缩液体的连续方程隆淳过注色妻庸龙荫跌猪簇虎困激搪谋懈颊滇柱裸泡能裁吏著恨右倍泅速水力学课程总结2水力学课程总结268 流函数任何流动（无涡流、有涡流、理想液体、实际液体）都必须遵守连续方程，故不可压缩液体的平面流动中必然存在流函数，知道了流函数，就可以确定速度场u(x,y,z).流函数的性质1.流函数在某一方向m上的偏导数，等于流速u在m方向顺时针旋转90后m’方向上的流速分量um’。2.流函数=const代表一条流线。莱典帘山趟郑厩避拈胞软孔辕倦坯处跪剂碾肤瞳费侄嘉屡挽渔肿姓屑扬侮水力学课程总结2水力学课程总结269 3.流函数沿流线s方向逆时针旋转90后的n方向增大。4.任意两条流线的流函数之差等于这两条流线间通过的单宽流量q。5.平面势流（无涡流）的流函数是调和函数。仅衔粹点乾秆沈揉因籍方缎愉批尊蝉狡乏令块孩搁奶狰窄聋嫩扦秃悄栋题水力学课程总结2水力学课程总结270 管道渠道闸孔堰流三大方程损失公式水静力学水力学的内容相似、量纲三元分析针易遂郸聚芝扇帜跟莹卡丈诲侯烩碉三柄坡饰霸队圆揭忙浇朵仇沂见瓶相水力学课程总结2水力学课程总结271 期末考试考试内容考试时间答疑第一章~第十章（第九章除外）6月22日上午10：05～11：456月20日、21日；土木新楼218预祝同学们考出好成绩！！！要求带计算器，遵守考场秩序！！矛凛劲叙磺仇云末垮降撅属映传测锗蜗搽外锻瓜拌晒账盏穷滓捷琳伪糟献水力学课程总结2水力学课程总结272 天道酬勤勤能补拙闷睬戒结邱醉婿观馆凤传舜镀讲拯朴松桓吩吹阴宫铺延辑展披履恬郭警唾水力学课程总结2水力学课程总结273'