水力学考试题型 判断题、选择题、填空题、作图题、计算题、 简答题和证明题 液体的主要物理性质粘滞性 粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因 。 粘滞性是理想液体和实际液体的主要区别。 牛顿内摩擦定律 -描述液体内部的粘滞力规律 牛顿内摩擦定律适用范围： 1)牛顿流体， 2)层流运动 绪论 液体的主要物理性质可压缩性： 在研究水击时需要考虑。 作用在液体上的两类作用力表面力和质量力 液体的边界条件 绪论 连续介质和理想液体 l 水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动。 本章主要考察对基本概念的理解 例：理想液体和实际液体有何区别？ Chapter 1 水静力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，我们可以求作 用在建筑物上的静水荷载。 液体在平衡状态下，质量力是有势力。 液体平衡微分方程式的三种表达形式： 重点及难点 静水压强： 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。 v重力作用下静水压强的基本公式 “水头”:表示单位重量液体含有的能量。 1 2 0 几种质量力同时作用下的液体平衡 重点及难点 压强的三种表示方法： 绝对压强，相对压强， 真空度, 要掌握绝对压强、相对压强和真空度 三者的概念和它们之间的转换关系。 v 静水总压力的计算 静水总压力求解包括求力的大小、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。在计算曲面静水总压力时，要注意压 力体的绘制。 (a)三角形压 强分布图 (b)梯形压 强分布图 静水总压力大小和方向 矩形平面单位宽度受 的静水总压力是压强 分布图的面积 矩形所受总压力 方向：垂直指向受压面 解析法求作用于任意平面上的静水总压力 静水总压力的作用点一般在受压面形 心以下 静水总压力大小和方向分别由以 下两式确定 曲面上静水总压力的求解 作用于二向曲面上的静水总压力FP分解为水平 方向和垂直方向两个分力。 压力体的构成 本章要求： 1.基本概念 2.计算 3.作图 v三大方程 v连续方程 v1A1= v 2A2 v能量方程 v动量方程 v 液体运动的基本概念 流动的分类、断面平均流速及流线、迹线等概念 Chapter 2 l能量方程应用注意事项: 选择统一基准面便于计算、选计算断面 、选典型点计算（压强计算采用统一标 准） 孔口恒定出流 、 毕托管、 文丘里流量计 、管嘴出流 能量方程应用： v恒定总流动量方程 a)动量方程是矢量方程，要建立坐标 系。（所建坐标系应使投影分量越多 等于0为好，这样可以简化计算过程 。） b)流速和力矢量的投影带正负号。（ 当投影分量与坐标方向一致为正，反 之为负） c)等号左边为流出动量减去流入动量 。 能量方程图示 掌握总头线、测压管水头线、水力坡 度的概念及水头线的绘制。 v o 1 1 v0 2 2 v 总水头线 测压管水头线 本章要求： 1.基本概念 2.计算（三大方程的联立应用） 3.作图（水头线） 恒定总流的能量方程中，包含有动能修正系数 ，这是因 为 ，层流的 值比湍流的 值 。 例 ： v 液体的两种流态和判别 雷诺实验 层流 液体质点互相不混掺的层状流动。 湍流 存在涡体质点互相混掺的流动。 v流态的判别：雷诺数Re ReRecr层流 ；ReRecr 湍流 雷诺数是重要的无量纲数，它的物理意义表示惯性力与粘 滞力的比值。 Chapter 3 湍流的特征 v水头损失（沿程水头损失和局部水头损失 ） 理想液体只有能量转换， 而没有能量损失 产生水头损失的两个条件 1.液体具有粘滞性(内因) 2.固体边界的影响，液体质 点间产生相对运动(外因) 沿程水头损失与切应力关系 圆管均匀层流运动及沿程水头损失的计算 l当Re2000,层流区 只与Re有关。 l当Re4000时，湍流区。决定于粘性底层厚度 与绝 对粗糙度 两者大小的关系: 沿程阻力系数的变化规律 2.过渡区 3.粗糙管区（阻力平方区） l当2000Re4000,层流到湍流过渡区，仅与Re有关.（但与层 流时的函数关系不同） 1.水力光滑区 v几个重要公式 达西公式 谢齐公式 曼宁公式 局部水头损失计算 本章要求： 1.基本概念 2.计算（水头损 失） 例：湍动为什么使流速分布均匀化？ v简单管道水力计算 短管水力计算 自由出流 淹没出流 长管水力计算方法 Chapter 4 v管道分类 v复杂管道水力计算 本章要求： 1.基本概念 2.计算 3.作图（水头线） Chapter 5 v明渠均匀流公式 v明渠均匀流水力计算类型： v （1）求流量Q （2）求渠道糙率n （3）求渠道底坡： v （4）设计渠道断面尺寸 本章要求： 1.基本概念 2.计算 Chapter 6 水流的流态和判别 缓流、急流、临界流是对有自由表面的明 渠水流的分类；层流、紊流的分类是对所 有水流（包括管流和明渠水流）都适用 弗劳德数Fr： 弗劳德数Fr是水力学中重要的无量纲数，它表示惯 性力与重力的对比关系，与雷诺数一样也是模型实 验中的重要的相似准数，雷诺数表示惯性力与粘滞 力的对比关系。 断面比能Es： 临临界流方程： 判别 指标 注判别非均匀流判别均匀流 缓 流 临界流 急 流 急缓流态判别法小结 棱柱体明渠恒定非均匀流水面曲线分析 恒定非均匀流水面曲线计算 差分方程用平均水力坡度代替某点的水力坡度 本章要求： 1.基本概念 3.作图（水面线） 2.计算 1 Chapter 7 水流由急流跨过临界水深hk到缓流，形成水面突 然跃起的特殊的局部水力突变现象称为水跃，常发 生在闸、坝的下游和由陡坡向缓坡的过渡。 棱柱体水平明渠的水跃方程 水跃函数及共轭水深 （矩形断面） 本章要求： 1.基本概念 2.计算 在其它条件相同的情况下，当跃前水 深发生变化时，跃后水深如何变化？ Chapter 8 l堰流与闸孔出流的流动特性和分类 l薄壁堰、实用堰、宽顶堰 l堰流水力计算 lWES堰剖面设计 l 闸孔出流水力计算。 本章要求： 1.基本概念2.计算 Chapter 9 几种衔接和消能形式的主要水流特征 降低护坦消能池的水力计算 临界式水跃衔接 远驱式水跃衔接 淹没式水跃衔接 本章要求： 1.基本概念2.计算 2、流线、迹线微分方程 3、液体质点运动的基本形式 1、速度和加速度 Chapter 12 本章要求：基本概念 流速势及等势线 流函数及其性质 流函数与流速势的关系 Chapter 14 流网及其性质 本章要求： 1.基本概念 2.计算 Chapter 15 渗流模型 达西定律及其应用范围 渗流系数 杜比公式 浸润线定性分析及其微分方程 井的分类 Chapter 18 流动相似具有三个特征 几何相似，运动相似，动力相似。 谢谢！ 祝愿同学们取得 满意成绩！