水力学总复习2015-镗

1、什么是水力学？（1） 力学的一个分支（2） 结合工程应用的技术科学学科特点以水为代表的液体的宏观机械运动规律及其在工程中的应用研究对象水静力学水动力学水力学的应用研究液体静止或相对静止状态下的力学规律及其应用，探讨液体内部压强分布，水静力学液体对固体接触面的等。研究液体运动状态下的力学规律（三大方程，水头损失）及其应用，主要探讨管水动力学流、明渠流、孔口流的规律，以及流速、流量、水深、的计算。假定液体质点之间没有空隙，液体质点连续充满所占的空间，其物理性质和运动要素都是连续分 布的。连续介质假定是水力学理论分析的基础性假定。t = m dudy0.00178m =1+ 0.0337t + 0.

2、000221t2t = m dudy理想液体：不可压缩、没有粘滞性、没有表面张力、 均匀等向的连续介质。（在研究水静力学问题时，实际液体与理想液体是一样的。）p 了解质量力和表面力的涵义，理解面积表面力（压强、切应力）和质量力的物理意义。p 了解量纲的概念，掌握国际制和工程制的基本量纲和诱导量纲，能应用量纲公式确定各种物理量的量。x=L T M纲和p 了解质量力和表面力的涵义，理解面积表面力（压强、切应力）和质量力的物理意义。p 了解量纲的概念，掌握国际制和工程制的基本量纲和诱导量纲，能应用量纲公式确定各种物理量的量。x=L T M纲和量纲和谐性F= é ML ù = &#

3、233;MLT-2 ùêë T2úûëû任务：研究液体平衡的规律及其应用重要目的：确定液体对边界的作用力处于平衡状态的液体质点之间及液体质点与固体边界之间的相互作用，是通过压强的形 式出现出来的。（一）方向：与受压面垂直并指向受压面掌握公式：dp = r( Xdx + Ydy + Zdz)p = constant Þ dp = 0p 掌握等压面的概念及性质。掌握公式：dp = r( Xdx + Ydy + Zdz)p = constant Þ dp = 0p 掌握等压面的概念及性质。头、压强水头和测压管水

4、头的物理意义和几何意义。掌握公式： z + p = cp = p + g hg0掌握公式：dp = r( Xdx + Ydy + Zdz)p = constant Þ dp = 0p 掌握等压面的概念及性质。头、压强水头和测压管水头的物理意义和几何意义。掌握公式： z + p = cp = p + g hg0掌握公式：p 掌握等压面的概念及性质。头、压强水头和测压管水头的物理意义和几何意义。掌握公式：p 掌握静水压强的度量（绝对压强、相对压强和真空度） 和表示方法（切应力、液柱高度和大气压强的倍数） 。工程大气压：1 pat = 98 kN/m2p 掌握静水压强的度量（绝对压强、相对

5、压强和真空度）和表示方法（切应力、液柱高度和大气压强的倍数） 。工程大气压：1 pat = 98 kN/m2p 了解静水压强的测量方法和计算原理。p 重点掌握静水压强分布图的绘制，并熟练应用图解法和 分析法计算作用在平面（特别是矩形平面）上的静水总（大小、方向、作用点）。× b = 1 ég h + g (h + a)ù × a ×b掌握公式： P = A2 ëûpp 了解静水压强的测量方法和计算原理。p 重点掌握静水压强分布图的绘制，并熟练应用图解法和 分析法计算作用在平面（特别是矩形平面）上的静水总（大小、方向、作用点）

6、。× b = 1 ég h + g (h + a)ù × a ×b掌握公式： P = A2 ëûpp 了解静水压强的测量方法和计算原理。p 重点掌握静水压强分布图的绘制，并熟练应用图解法和 分析法计算作用在平面（特别是矩形平面）上的静水总（大小、方向、作用点）。掌握公式：p 重点掌握复杂曲面的体的绘制，掌握作用在二向曲面上的静水总的计算。P =+ P2= gh A = p AP = gV = g× b ×WP2掌握公式： Pxcxcxzxzp 重点掌握复杂曲面的体的绘制，掌握作用在二向曲面上的静水总的计算

7、。P =+ P2= gh A = p AP = gV = g× b ×WP2掌握公式： Pxcxcxzxz第三章恒定总流的基本方程运动要素：表征运动状态的各种物理量 速度 度 动水压强 基本任务：研究运动要素的时空变化，以及建立运动要间的关系式，用以解决实际工程问题。第三章恒定总流的基本方程运动要素：表征运动状态的各种物理量 速度 度 动水压强 基本任务：研究运动要素的时空变化，以及建立运动要间的关系式，用以解决实际工程问题。 连续性方程 能量方程 动量方程 质量守恒定律 能量守恒定律 动量定律 第三章恒定总流的基本方程流束理论 连续性方程 能量方程 动量方程 质量守恒定律

8、 能量守恒定律 动量定律 讨论一般液体运动所遵循的普遍规律并建立相应的方程式建立有关液体运动的基本概念第三章恒定总流的基本方程p 了解描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法的内容和特点。p 理解液体运动的基本概念，包括流线和迹线，流管、微小流束和总流，过水断面、流量（重量流量、质量流量、 单宽流量）和断面平均流速，以及一/二/三维流等。第三章恒定总流的基本方程p 了解描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法的内容和特点。p 理解液体运动的基本概念，包括流线和迹线，流管、微小流束和总流，过水断面、流量（重量流量、质量流量、 单宽流量）和断面平均流速，以及一/二/三维流等。v = òA udA = Q

9、AA第三章恒定总流的基本方程p 了解描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法的内容和特点。p 理解液体运动的基本概念，包括流线和迹线，流管、微 小流束和总流，过水断面、流量（重量流量、质量流量、 单宽流量）和断面平均流速，以及一/二/三维流等。p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。第三章恒定总流的基本方程p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。第三章恒定总流的基本方程p 了解描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法的内容和特点。p 理解液体运动的基本概念，包括流线和迹线，流管、微 小流束和总流，过水断面、流量（重

10、量流量、质量流量、 单宽流量）和断面平均流速，以及一/二/三维流等。p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。第三章恒定总流的基本方程p 了解描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法的内容和特点。p 理解液体运动的基本概念，包括流线和迹线，流管、微 小流束和总流，过水断面、流量（重量流量、质量流量、 单宽流量）和断面平均流速，以及一/二/三维流等。p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。第三章恒定总流的基本方程p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。(t = g

11、RJ )0第三章恒定总流的基本方程p 掌握液体运动的分类和特征，包括恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流（渐变流和急变流）。第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流连续性方程。掌握公式：Q = v1 A1 = v2 A2out第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流能量方程，理解能量方程和动能修正系数的物理意义，了解能量方程的应用条件和注意事项。a v2pp掌握公式： (z1+) += (z2 + 2 ) +1 1 1 2ggg agQ重量第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流能量方程，理解能量方程和动能修正系数的物理意义，了解能量方程的应用条件和注意事项。a v2av2pp掌握公

12、式： (z1+) += (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gggw1-2 重量第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流能量方程，理解能量方程和动能修正系数的物理意义，了解能量方程的应用条件和注意事项。a v2av2pp掌握公式： (z1+) += (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gggw1-2 重量第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流能量方程，理解能量方程和动能修正系数的物理意义，了解能量方程的应用条件和注意事项。a v2pp掌握公式： (z1+) += (z2 + 2 ) +1 1 1 2ggg agQp 理解液体恒定总流能量方程的几何图示测压管

13、水头线、总水头线、水力坡度与测压管水头、流速水头、总水头和水头损失的关系。 pd (z + g )掌握公式：=J p =- dl重量第三章恒定总流的基本方程p 理解液体恒定总流能量方程的几何图示测压管水头线、总水头线、水力坡度与测压管水头、流速水头、总水头和水头损失的关系。 pd (z + g )dhdH掌握公式： J = -> 0 wdlJ=- pdldl第三章恒定总流的基本方程p 理解液体恒定总流能量方程的几何图示测压管水头线、总水头线、水力坡度与测压管水头、流速水头、总水头和水头损失的关系。 pd (z + g )dhdH掌握公式： J = -> 0 wdlJ=- pdldl

14、第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流动量方程及其应用条件和注意事项，理解动量方程和动量修正系数的物理意义，能应用恒定 总流三大方程联合进行水力计算（求解动水总作用力）。掌握公式：矢量形式第三章恒定总流的基本方程p 重点掌握恒定总流动量方程及其应用条件和注意事项，理解动量方程和动量修正系数的物理意义，能应用恒定 总流三大方程联合进行水力计算（求解动水总作用力）。第四章型态和水头损失均匀流沿程水头损失计算公式（达西公式）B沿程水头损失+层流+紊流（雷诺数）AC型态局部水头损失a v2a v2pp(z1 +) += (|z2 +) + h1 1 1 2 22 2gggw2g1-2 水头损失经

15、验公式（舍齐公式 ，曼宁公式）雷诺实验尼古拉兹实验DE第四章型态和水头损失p 理解水流阻力和水头损失产生的原因（内因和外因）及分类，掌握影响水头损失的水力要素，特别是水力半径。= åhf1-2 + åhj1-2掌握公式：hw1-2第四章型态和水头损失p 理解水流阻力和水头损失产生的原因（内因和外因）及分类，掌握影响水头损失的水力要素，特别是水力半径。= åhf1-2 + åhj1-2掌握公式：hw1-2第四章型态和水头损失p 了解均匀流水头损失的特点，掌握圆管和明渠均匀流的切应力分布规律。= t0l掌握公式：h(t = gRJ )fRg0p 重点掌握均匀

16、流沿程水头损失计算的达西公式和沿程水头损失系数的表达形式。t 0r= l rv22= l l vtv =gRJ h掌握公式：*0f84R 2g第四章型态和水头损失p 了解均匀流切应力分布规律。匀流的= t0l掌握公式：h(t = gRJ )fRg0p 重点掌握均匀流沿程水头损失计算的达西公式和沿程水头损失系数的表达形式。t 0r= l rv22= l l vtv =gRJ h掌握公式：*0f84R 2g第四章型态和水头损失p 理解雷诺实验现象和两种液体流态的特点，掌握层流与紊流的判别方法及雷诺数Re的物理含义，弄清判别明渠和管流临界雷诺数不同的原因。掌握公式：Re = vdn第四章型态和水头损

17、失p 理解雷诺实验现象和两种液体流态的特点，掌握层流与紊流的判别方法及雷诺数Re的物理含义，弄清判别明渠和管流临界雷诺数不同的原因。掌握公式：Re = vdn管流明渠流l 层流：Re = vd < 2000Re = vR < 500h ¥v1.0nnfl 紊流：Re = vd > 2000Re = vR > 500h ¥v1.75-2nnf第四章型态和水头损失p 理解雷诺实验现象和两种液体流态的特点，掌握层流与紊流的判别方法及雷诺数Re的物理含义，弄清判别明渠和管流临界雷诺数不同的原因。掌握公式：Re = vdn（1）表征液流中惯性力与粘性力之比值（

18、2）无量纲数，不随所选用的而改变其数值F é vL ùLT-1LRe = 1 1 êëúûL2T-1F 第四章型态和水头损失p 理解雷诺实验现象和两种液体流态的特点，掌握层流与紊流的判别方法及雷诺数Re的物理含义，弄清判别明渠和管流临界雷诺数不同的原因。掌握公式：p 理解圆管均匀层流的流速分布，掌握沿程水头损失的计算及沿程水头损失系数的确定。掌握公式： l= 64l= 24(圆管）（明渠）ReRe第四章型态和水头损失p 理解雷诺实验现象和两种液体流态的特点，掌握层流与紊流的判别方法及雷诺数Re的物理含义，弄清判别明渠和管流临界雷诺数不

19、同的原因。掌握公式：p 理解圆管均匀层流的流速分布，掌握沿程水头损失的计算及沿程水头损失系数的确定。掌握公式：p 了解紊流的成因和特征，了解普朗特的动量传递理论和混合长度理论，以及由此导出的紊流附加切应力的表示+ rl 2 ( dux= m dux式及其意义。t= t +t)212dydy第四章型态和水头损失p 了解紊流的成因和特征，了解普朗特的动量传递理论和混合长度理论，以及由此导出的紊流附加切应力的表示+ rl 2 ( dux= m dux式及其意义。t= t +t)212dydy第四章型态和水头损失p 了解紊流的成因和特征，了解普朗特的动量传递理论和混合长度理论，以及由此导出的紊流附加切

20、应力的表示+ rl 2 ( dux= m dux式及其意义。t= t +t)212dydy第四章型态和水头损失p 了解紊流的成因和特征，了解普朗特的动量传递理论和混合长度理论，以及由此导出的紊流附加切应力的表示+ rl 2 ( dux= m dux式及其意义。t= t +t)212dydy第四章型态和水头损失p 了解紊流粘性底层和边界粗糙程度对水流运动的影响，理解紊流水力光滑区、粗糙区和过渡区的概念，了解紊Dd = 32.8d 流的流速分布规律。d0lRe0第四章型态和水头损失p 了解紊流粘性底层和边界粗糙程度对水流运动的影响，理解紊流水力光滑区、粗糙区和过渡区的概念，了解紊Dd = 32.8

21、d 流的流速分布规律。d0lRe0第四章型态和水头损失p 了解紊流粘性底层和边界粗糙程度对水流运动的影响，理解紊流水力光滑区、粗糙区和过渡区的概念，了解紊Dd = 32.8d 流的流速分布规律。d0lRe0第四章型态和水头损失p 了解紊流粘性底层和边界粗糙程度对水流运动的影响，理解紊流水力光滑区、粗糙区和过渡区的概念，了解紊 流的流速分布规律。p 理解尼古拉兹实验中沿程水头损失的变化规律，掌握紊 流3个流区沿程水头损失系数的确定方法，能运用达西公式计算紊流的沿程水头损失。第四章型态和水头损失p 了解紊流粘性底层和边界粗糙程度对水流运动的影响，理解紊流水力光滑区、粗糙区和过渡区的概念，了解紊 流

22、的流速分布规律。p 理解尼古拉兹实验中沿程水头损失的变化规律，掌握紊 流3个流区沿程水头损失系数的确定方法，能运用达西公式计算紊流的沿程水头损失。掌握公式：第四章型态和水头损失p 了解当量粗糙度的概念，会运用Moody图查找沿程水头损失系数值。第四章型态和水头损失p 了解当量粗糙度的概念，会运用Moody图查找沿程水头损失系数值。p 重点掌握计算沿程水头损失的经验公式舍齐（谢才） 公式和曼宁公式。1R 68g1n掌握公式： v = CRJ = CC =RiC =l第四章型态和水头损失p 了解当量粗糙度的概念，会运用Moody图查找沿程水头损失系数值。p 重点掌握计算沿程水头损失的经验公式舍齐（

23、谢才） 公式和曼宁公式。1R 68g1n掌握公式： v = CRJ = CC =RiC =l关键参数：糙率n局限性：紊流阻力平方区第四章型态和水头损失p 了解当量粗糙度的概念，会运用Moody图查找沿程水头损失系数值。p 重点掌握计算沿程水头损失的经验公式舍齐（谢才） 公式和曼宁公式。1R 68g1n掌握公式： v = C= CC =RJRiC =lt = gRJ , t0= g0rRC 2Ruu摩擦阻力项第四章型态和水头损失局部水头损失：由于局部边界急剧改变，导致水流结构改变、流速分布改组并产生漩涡区所引起的水头损失。hjp 理解局部水头损失产生的原因，能正确选择局部水头损失系数进行局部水头

24、损失的计算。v2= z掌握公式：hj2g第五章有压管恒定流第五章有压管恒定流p 了解孔口、管嘴出流的基本概念，掌握孔口、管嘴恒定出流基本计算公式的推导和应用，以及自由出流与淹没 出流的异同。掌握公式：Q = mA2gH0第五章有压管恒定流p 了解孔口、管嘴出流的基本概念，掌握孔口、管嘴恒定出流基本计算公式的推导和应用，以及自由出流与淹没出流的异同。掌握公式：Q = mA2gH0孔口自由出流第五章有压管恒定流p 了解孔口、管嘴出流的基本概念，掌握孔口、管嘴恒定出流基本计算公式的推导和应用，以及自由出流与淹没出流的异同。掌握公式：Q = mA2gH0管嘴自由出流孔口自由出流第五章有压管恒定流Q =

25、 mA2gH 0p 了解工程上常用管嘴作泄流水管的原因，掌握管嘴自由出流正常工作的两个条件（真空度及管长）。pcg= -0.756HÞ H£ 9ml » (3 4)d掌握公式：00第五章有压管恒定流p 了解孔口、管嘴出流的基本概念，掌握孔口、管嘴恒定出流基本计算公式的推导和应用，以及自由出流与淹没 出流的异同。掌握公式：p 了解工程上常用管嘴作泄流水管的原因，掌握管嘴自由出流正常工作的两个条件（真空度及管长）。 掌握公式：p 了解有压管流的基本特点，掌握短管和长管的区分（局部水头损失的比重）。第五章有压管恒定流p 掌握简单管道的水力计算，特别是虹吸管和水泵装置系统

26、的短管水力计算；掌握串联管路和并联管路的特点和a v2av2pph N计算方法。掌握公式：N(z1 +) + H= (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gH= m e gpgwp1-2 1Q = mc AA2gH02gH0 l 1+ l+ åzd短管第五章有压管恒定流p 掌握简单管道的水力计算，特别是虹吸管和水泵装置系统的短管水力计算；掌握串联管路和并联管路的特点和a v2av2pph N计算方法。掌握公式：N(z1 +) + H= (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gH= m e gpgwp1-2 1Q = mc AA2gH02gH0 l 1+ l+

27、åzd短管第五章有压管恒定流p 掌握简单管道的水力计算，特别是虹吸管和水泵装置系统的短管水力计算；掌握串联管路和并联管路的特点和a v2av2pph N计算方法。掌握公式：N(z1 +) + H= (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gH= m e gpgwp1-2 1Q = mc AA2gH02gH0 l 1+ l+ åzd8la =H = h= sQ2 = alQ2gp d25f长管短管第五章有压管恒定流p 掌握简单管道的水力计算，特别是虹吸管和水泵装置系统的短管水力计算；掌握串联管路和并联管路的特点和a v2av2pph N计算方法。掌握公式：N(z1

28、+) + H= (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gH= m e gpgwp1-2 1Q = mc AA2gH02gH0 l 1+ l+ åzd8la =H = h= sQ2 = alQ2gp d25f长管短管第五章有压管恒定流p 掌握简单管道的水力计算，特别是虹吸管和水泵装置系统的短管水力计算；掌握串联管路和并联管路的特点和a v2av2pph N计算方法。掌握公式：N(z1 +) + H= (z2 +) + h1 1 1 2g2 2 2 2gH= m e gpgwp1-2 1Q = mc AA2gH02gH0 l 1+ l+ åzd8la =H = h= sQ2 = alQ2gp d25fnnH = å hå=2a l Qfii iii=1i=1H = h= a l Q 2 = a l Q= a l Q22f1 112 22n nn并联长管串联长管长管短管第六章明渠恒定p 了解明渠水流的分类和特征，了解棱柱体的概念，掌握明渠底坡