水力学知识点
- 格式:doc
- 大小:781.50 KB
- 文档页数:18
知识点 第0章 绪论
1. 连续介质
2.实际流体模型
由质点组成的连续体,具有:易流动性、粘滞性、不可压缩性、不计表面张力的性质.
3.粘滞性:牛顿内摩擦定律 dy
du μ
τ= 4.理想流体模型:不考虑粘滞性。 5.作用在液体上的力:质量力、表面力
例:1.在静水中取一六面体,分析其所受的外力:作用在该六面体上的力有 ( )
(a )切向力、正压力 (b) 正压力
(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力
2.在明渠均匀流中取一六面体,其所受的外力:作用在该六面体上有 ( )
(a )切向力、正压力 (b) 正压力
(c) 正压力、重力 (d) 正压力、切向力、重力
3. 理想流体与实际流体的区别仅在于,理想流体具有不可压缩性。 ( )
第1章 水静力学
1.静压强的特性
(1)垂直指向受压面。
(2)在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关. 2.等压面:等压面是水平面的条件 3.水静力学基本方程
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。
C g
p
z =+
ρgh
p p ρ+=0
3. 静压强分布图 5.点压强的计算
利用:等压面、静压强基本方程。 解题思路:① 找等压面
② 找已知点压强
③利用静压强基本方程推求。 6 作用在平面上的静水总压力
图解法:
Ω=b P
解析法:A gh P
c ρ= 7. 作用在曲面上的静水总压力
关键:压力体画法
以曲面为底面,向自由液面(自由液面延长面)投影,曲面、铅锤面、
自由液面所包围的水体为压力体。压力体与水在同一侧为实压力体,铅锤分力方向向下。反之,为虚压力体,铅锤分力方向向上。
例 1. 流体内部某点存在真空,是指 ( )
(a )该点的绝对压强为正值 (b )该点的相对压强为正值 (c )该点的绝对压强为负值 (d )该点的相对压强为负值
2. 流体内部某点压强为2个大气压,用液柱高度为 ( )
a) 10米水柱 b) 22米水柱 c)20米水柱 d)25米水柱
3. 无论流体作何种运动,流体内任何一个水平面都是等压面。 ( )
第2章 液体运动的流束理论
1.描述流体运动的两种方法:拉格朗日(Lagrange)法、欧拉(Euler)法
2.基本概念
A
y I y y c c
c
D +=
迹线和流线、流管、元流、总流和过水断面、流量和断面平均流速、一元流、二元流和三元流、恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流;渐变流、急变流。 3.不可压缩均质流体连续性方程
0=∂∂+∂∂+∂∂z
u y u x u z
y x 4.恒定总流连续方程:
2211v A v A =
5.理想流体元流的能量方程
g
u g p z g u g p z 222
2
222111+
+=++ρρ
6.实际流体元流的能量方程
'
2222211122w
h g
u g p z g u g p z +++=++ρρ
7.实际流体恒定总流能量方程
2122
2222111122-+++=++w h g v g p z g v g p z αραρ
2122
2222111122-+++=±++w h g
v g p z H g v g p z αραρ
能量方程应用注意事项(三选)
(1)基准面:(可任选,以方便为原则)
(2)过流断面:(必须是均匀流或渐变流断面,中间可为急变流) (3)计算点:(可任选,以方便为原则) 8.恒定总流动量方程
v v Q ∑=-)(1122ββρ
分量形式:
x x x F v v Q ∑=-)(2122ββρ y y y F v v Q ∑=-)(2122ββρ
z z z F v v Q ∑=-)(2122ββρ
9. 动量方程应用注意事项
(1)选择脱离体(控制面) (2)建立坐标系 (3)全面分析外力
(4)动量方程为矢量式,流速、力均有方向。
(5)方程左边为所取流段的动量的变化率,一定是流出的动量减去流入的动量。
10. 三大方程联合应用
(1)
(2)
11.
π定理
对于任一物理过程,存在有n 个物理量,总可以写成函数
0),,(321=⋅⋅⋅n q q q q f
若选择其中
m 个物理量作为基本量,(流体力学中一般3=m ,一个几何量,
一个运动量,一个动力量),其他的物理量可以用这3个基本量表示,写为无量纲的
π式,共写出)3(-n 个有效 π 式,
γ
βαπ3
214
4q q q q =
此物理过程可写为:0)....
,(654=n F ππππ 通过量纲和谐原理建立其物理量之间的关系,此乃定理。
例.1. 在水箱上接出一条等直径圆管,末端设有阀门已控制流量,若水箱内水面不随时间变化、当阀门开度一定时,管中水流为 ( ) (a)恒定均匀流 (b )恒定非均匀流 (c )非恒定均匀流 (d )非恒定非均匀流 2. 恒定流一定是均匀流。 ( ) 3.在恒定流情况下,流线与迹线重合。 ( )
第3章 液流型态与水头损失
1.液体流动的两种型态
层流:流体质点互不掺混,做有条不紊的规则运动。 紊流:流体质点互相掺混,形成涡体,做杂乱无章的运动。
1. 流态的判别 — 雷诺数
管流:ν
vd
=
Re
非圆管或明渠水流:ν
vR
=
Re
2000Re =c 500Re =c
2.水头损失
达西公式:g
v d l h f 22
λ=
3.均匀流基本公式固体边界:gRJ ρτ=0 流体内部:J gR 'ρτ=
4.圆管过水断面上切应力的分布
0r r ττ=
2. 圆管中的层流运动
切应力:dy du
μτ=
断面流速分布:
)(42
20r r gJ u -=μ
ρ