水力学复习ppt课件.ppt

'1连续介质ρ=ρ(x，y，z)u=u(x，y，z)p=p(x，y，z)重力——G=mg惯性力——F=ma单位质量的质量力：fx=X=ax，fy=Y=ay，fz=Z=aρ水=1000kg/m3 实际液体：惯性、重力……，水流运动复杂；理想液体：实际液体的简化——即ρ=const，不膨胀，无粘性，无表面张力。 静止流体的压力强度称为流体的静压强。衡量静压强的大小常用单位面积的压力来表示。2特性一静止液体压强垂直指向作用面。特性二静止液体中任意点的压强值大小与作用面的方位无关。 欧拉平衡微分方程在同一种液体中，如果各处的压强均相等，即，由各压强相等的点组成的面称为等压面。等压面 静水力学基本方程式绝对压强，相对压强，真空度 静止流体对平面的作用力总压力的作用点压强分布图静止流体对曲面的作用力 压力体是由下面几部分围成的体积：（1）曲面；（2）液面或液面的延伸面；（3）通过曲面的四周边缘的铅直平面。 3全加速度=当地加速度+迁移加速度 恒定流——当地加速度为零。迹线方程流线方程 均匀流：相应点的流速向量沿程不变的流动。(迁移加速度为0)渐变流和急变流连续性微分方程总流的连续性方程 理想流体动力学1、质量力只有重力：2、液体不可压缩3、恒定流 实际(粘性)流体动力学基础 恒定元流的能量方程恒定总流的能量方程恒定总流能量方程的物理意义：各过流断面单位重力流体的平均势能与平均动能之和。即总能量沿程减少，部分转化为热能而损失。也表明各项能量之间可以互相转化。 适用条件：5点思考：水流由流速大的地方往流速小的地方流？水流由压力大的地方往压力小的地方流？位置高的地方往位置低的地方流？总水头线沿程下降，测压管线可以上升也可以下降。 流程中途有能量输进或输出时的能量方程总流的动量方程方程的适用条件：1.恒定流；2.不可压缩的液体；3.缓变流断面；4.符合连续性方程。 应用注意：1.取隔离体;2.取坐标系;3.标出作用在隔离体上的力和速度的方向;4.与能量方程和连续性方程联合应用。 6层流、紊流及水头损失产生水头损失必需具备的条件：1、液体具有粘性；2、由于固体边界的影响，液流内部质点之间产生相对运动。层流 粘性底层圆管紊流的沿程水头损失沿程阻力系数的影响因数 7量纲分析和流动相似原理量纲——物理的属性，物理量的实质，不含人为的影响。表示方法：[L]、[L3/T]等单位——人为规定的量度标准。M、km、kg等。基本量纲和导出量纲有量纲无量纲无量纲数的特点 量纲和谐——即单位一致。量纲分析法两种方法：雷列法——适用于比较简单的问题。π定理——具有普遍性的一种方法。相似概念几何相似、运动相似、动力相似。几何相似——相应的线段长度成比例。 运动相似两个流动相应点速度方向相同，大小成比例。动力相似——两个流动所受的同名力相同，力的方向相同，大小成比例。（力的多边形相似）相似准则（单项力相似）单项力与惯性力I的对比关系。 8孔口、管嘴出流和有压管流自由出流、淹没出流管嘴出流管嘴的使用条件 短管＞5%hf，水力计算问题1、已知H、l、d、n、ζ，求Q。2、已知Q、l、d、n、ζ，求H。3、已知Q、H、l、n、ζ，求d。长管＜5%hf， 串联管道并联管路 虹吸管的水力计算水泵的水力计算测压管水头线、总水头线明渠流动和堰流特点：具有开敞的自由液面，液面上各点的相对压强为零。i≈sinθ，i＞0顺坡渠道，i=0称为平坡渠道，i＜0渠底沿程上升，称为逆坡渠道。棱柱体渠道与非棱柱体渠道明渠均匀流特征 水力最优断面明渠均匀流的水力计算1、求过流能力Q2、决定底坡i3、设计渠道的断面尺寸⑴已知h，求b。⑵已知b，求h。⑶宽深比已定，确定b、h。⑷按，确定b、h。 缓流、急流和临界流断面单位能量矩形临界水深 水跃：当水流由急流过渡到缓流时，水面突然升高的水力现象称为水跃。跌水：当水流由缓流过渡到急流时，水流局部跌落的现象称为跌水。水跃和跌水都属急变流。堰的定义分类：薄壁堰 宽顶堰溢流淹没＞0.8H0实用堰 10渗流定义：流体在孔隙介质中的流动称为渗流。水在土壤中的状态：汽态水附着水薄膜水毛细水重力水——主要研究对象 二、渗流模型流体和孔隙介质所占据的空间流场，其边界形状和其它边界条件不变，但略去渗流区内全部颗粒骨架，设想区内全部为流体充满，将渗流的运动要素作为空间场的连续函数来研究。渗流阻力定律(HenriDarcy) 单井的渗流计算'