水力学主要知识点

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1、水力学主要知识点（水工专业）绪论（一）液体的主要物理性质1．惯性与重力特性2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因.描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律:dudy注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体，2)层流运动3．可压缩性。在研究水击时需要考虑4．表面张力特性。进行模型试验时需要考虑水力学的两个基本假设：(二)连续介质和理想液体假设1.连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量.2．理想液体：忽略粘滞性的液体（三）作用在液体上的两类作用力第1章水静力学水静力

2、学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计算，可以求作用在建筑物上的静水荷载。(一)静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法.1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内,等压面是水平面.(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）pp=p0+gh或zcg其中z—位置水头，p/g—压强水

3、头（z+p/g）—测压管水头请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。4．压强的三种表示方法：绝对压强p′，相对压强p，真空度pv,它们之间的关系为：p=p′-papv=│p│（当p＜0时pv存在）相对压强:p=gh,可以是正值，也可以是负值。要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。1计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。(二)静水总压力的计算1)平面壁静水总压力（1）图解法：

4、大小：P=Ωb,Ω--静水压强分布图面积（2）方向：垂直并指向受压平面作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系绘制的，只要用比例线段分别画出平面上两点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。（2）解析法：大小：P=pcA,pc—形心处压强方向：垂直并指向受压平面作用点D：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。求作用在曲面上的静水总压力P，是分别求它们的水平分力Px和铅垂分力Pz，然后再合成总压力P。(2)曲面壁静水总压力（1）水平分力：Px=pcAx=g

5、hcAx水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力Px的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图。（2）铅垂分力：Pz=gV,V---压力体体积.在求铅垂分力Pz时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上.（3）合力方向：α=arctgPzPx第2章液体运动的流束理论（一）液体运

6、动的基本概念1.流线的特点:反映液体运动趋势的图线流线的性质:流线不能相交；流线不能转折2.流动的分类非恒定流均匀流液流恒定流非均匀流渐变流急变流p在均匀流和渐变流过水断面上，压强分布满足：zcg2（二）液体运动基本方程1.恒定总流连续方程vA21v1A1=v2A2,Q=vAvA12利用连续方程，已知流量可以求断面平均流速，或者通过两断面间的几何关系求断面平均流速。22pvpv1112222.恒定总流能量方程z1z2hwg2gg2ghwJ=—水力坡度，表示单位长度流程上的水头损失。l能量方程是应用最

7、广泛的方程，能量方程中的最后一项hw是单位重量液体从1断面流到2断面的平均水头损失（1）能量方程应用条件：恒定流，只有重力作用，不可压缩渐变流断面，无流量和能量的出入（2）能量方程应用注意事项:三选：选择统一基准面便于计算p选典型点计算测压管水头:zg选计算断面使未知量尽可能少（压强计算采用统一标准）（3）能量方程的应用：它经常与连续方程联解求：断面平均流速，管道压强，作用水头等。文丘里流量计是利用能量方程确定管道流量的仪器。毕托管则是利用能量方程确定明渠（水槽）流速的仪器。当需要求解水流与固体边界之间的作用力时，必须要用

8、到动量方程，3.恒定总流动量方程FQ221∑Fx=ρQ（β2v2x-β1v1x）投影形式∑Fy=ρQ（β2v2y-β1v1y）∑Fz=ρQ（β2v2z-β1v1z）β—动量修正系数，一般取β=1.0式中：∑Fx、∑Fy、∑Fz是作用在控制体上所有外力