流体力学辅导教案

1流体力学辅导教案课程名称：流体力学学时：36〔适用于土木、环境工程〕教材：水力学，中国水利水电出版社，迟耀瑜，1999年12月版参考书：1.水力学，人民教育出版社，清华大学水力学教研组编，1981年7月版2.水力学，高等教育出版社，成都科技大学水力学教研室编，1983年6月第二版水力学是一门技术根底课，也是水利工程、土木工程、环境工程、交通工程、建筑工程等专业的必修课程。学习水力学课程必须具备物理学、理论力学和材料力学等根底知识。通过本课程的学习，要求能掌握液体平衡和液体运动的根本概念、根本理论和分析方法，能正确区分不同水流的运动状态和特点，掌握水流运动的根本规律，能解决实际工程中有关管流和明渠流的常见水力学问题，为今后学习专业课程、从事专业技术工作打下良好的根底。绪论?绪论?局部授课学时为2个学时。配根本挎要求原：震①任正确岛理解磨液体珍的五易种主相要物碍理性迈质，草重点烦掌握益粘滞尖性的来有关锯概念皆。干②扬弄清槽连续跃介质揪和理绒想流肯体的粪概念么，了异解作杜用于雪流体戚上的板力的中分类禾及其修各种末力的段含义膏。分根本鹊概念董：陈⑴丰连续陷介质肆斧⑵俭液体束密度谈党⑶读液体溪容重异柄⑷踩液体椅的粘夺滞性稿、运薄动粘旺度、顷动力摔粘度帆配⑸剥液体桶的压民缩性种、体沙积压夹缩系废数、美弹性棕系数杰铸⑹夺液体粪的膨邮胀性炉、体课积膨序胀系相数翁⑺呢外表坐张力齐、毛贼细现字象怒⑻瓦理想婶液体暖〔非助粘性港液体孙〕档⑼垮实际瑞液体裳〔粘秃性液欠体〕辜菊⑽君外表靠力、豪压应叶力〔喘压强料〕贸⑾傅质量意力〔湾体积抄力〕江、单客位质贷量力劲重点卸掌握匠：屡⒈栽连续耀介质属的概够念警⒉匀液体背的粘遗滞性蓬稠⒊师液体转的压刘缩性乏、液出体的挺膨胀梅性概箩念记⒋犁外表坏力、绣质量胞力〔缠体积且力〕书、单淡位质倍量力畏的概悠念饼根本罚内容针：刊水力非学是去研究检液体年的力预学性鹊质的华一门符科学线。水扬力学醒的任绝务泡是研接究液捉体的场平衡瞎和机胀械运瞧动的饰规律沃及其质实际韵应用见。谅水力求学是屿力学分的一哑个分嫂支，歇水力粉学符饶合力归学三爱大定鸡律，兼即质揪量守离恒定皂律、鞠动量谊守恒献定律树和能窗量守篇恒定熟律。带从学呆科的震角度须来看货，水丰力学跟是介罩乎基扭础科太学和馋工程卧技术岸之间锐的一店门技吓术科裁学。眯一方偷面根顿据基驼础科帮学中币的普详遍规锻律，怨结合泽水流愚特点选，建摆立理劈论基闷础，久同时致又紧蝶密联赴系工俱程实俯践，恭开展钓学科讯内容狠。壤水静敌力学脑、水翠动力相学讲水力瞒学所违研究蠢的基孝本规孝律，展有两建大主定要组堵成部脱分。科一是丧关于鹿液体掀平衡晓的规穗律，维它研衰究液也体处逢于静毯止〔冈或相志对平床衡〕务状态贸时，峰作用准于液蠢体上熔的种胸种力趋之间锡的关造系，站这一狭局部衣称为齿水静俊力学睬；二赢是关巴于运苏动的亭规律贪，它灾研究馆液体改在运收动状思态时涨，作泉用于侧液体帜上的喘力与致运动偶要素齐之间载的关假系，冠以及泳液体映的运撇动特园性与蛾能量留转换鸦等等藏，这景一部鸦分称诞为水达动力忽学。贿研究响对象盼自然吹界的熊物质母一般刚有三学种存煮在形鸦式，筹即固夜体、典液体劈和气龄体。掀液体袄和气汉体统挑称为弄流体胳。固边体由疗于其馋分子驴间距舞离很绵小，奋内聚慈力很砖大，额所以直它能察保持责固定壤的形层状和锄体积胳。它叔能承傲受一示定数会量的峡拉力绍、压服力和曲剪切哀力。螺而流升体那么胆不同仍，由绸于其泥分子帆间距倘离较申大，义内聚疗力很错小，证它几腐乎不坝能承桂受拉私力，滚抵抗条拉伸室变形照；在蝶微小璃剪切论力作逗用下碌，流搬体很畅容易串发生尽变形良或流它动，访所以均流体梯不能绘保持虽固定偶的形睛状。鬼液体宣与气火体两主者相状比，阴液体般分子修内聚堆力却载又比爆气体瓦大得碑多，泊因为妄液体巧分子俘间距木离较铸小，差密度列较大样，所委以液高体虽种然不贴能保耳持固课定的树形状导，但士能保缓持比畏较固境定的春体积职。一治个盛璃有液暮体的湖容器骨，假设北其容详积大映于液酷体的杏体积浸时，释液体宅就不园会充晨满整编个容姿器，传而具厚有自漆由表芦面。残气体凡不仅讽没有牙固定奶的形都状，头也没反有固聚定的返体积阀，极杆易膨侍胀和纵压缩纤，它暗可以拉任意堵扩散晃直到差充满鸭其所立占据律的有球限空乓间。朝而液日体的尿压缩今性很绸小。清气体春和液袍体的办主要盘区别边就是暂它们休的可舟压缩桑程度慧不同轧，但乡当气族流速杯度远辨比音额速为库小的大时候数，在判运动漠过程源中其唉密度怀变化宅很小扬，气避体也守可视疗为不吧可压勿缩，动此时辣水力下学的蓝根本坛原理刺也同翅样可戒适用搜于气缺流。恭水力俗学虽朴以水愈为主宋要研胸究对宰象，妻但其队根本汪原理到同样后适用副于一液般常启见的跟液体郑和可驴以忽拥略压骆缩性趁影响液的气冰体。石水力艘学的纸根本知内容魔不但幸在水友利建泰设方尚面有双着广澡泛的瓶应用访，并咱且在萌许多侵国民挥经济祖部门踏，如木城市姓建设执及环兄境保围护、佳机械摊制造浓、石委油开舌采和骆输送渣、金础属冶声炼和营化学牺工业荷等也赏都需旧要应戒用水陆力学兄知识犁。棍液体胜根本嫂特征展及连堵续介费质伞液体梯根本帝特征辅液体轰与固稼体的堤差异蚂是几番乎不爆能承定受拉集力，辰抵抗律拉伸冒变形日；在啄微小菜剪切朋力作伞用下容，液垒体很登容易牵发生铲变形良或流梳动，崇或者害说，辛静止蹦液体冰不能有抵抗裙剪切核应力央。所普以液恶体不备能保戒持固僚定的仇形状箱并具贸有流驶动性搏；液挡体能今保持太比拟食固定垄的体注积并遥具有犬自由篇外表演；液渴体的汇压缩忘性很盖小。惧连续条介质踪液体任的真借实结贿构是缴由彼庭此之奔间有腐空隙临并在外进行申复杂谎的运止动的辱大量邻液体谣分子破所组叶成的晃聚集闸态。筝由于储水力慈学的恋任务丘并不脑是研朋究液读体分生子的阵运动埋，而弦是研棉究整锄个液伴流的贿宏观队机械翠运动滨，因王此在赴水力根学中素引入逮了连凉续介蜜质的壤假定奔，即著认为雹液体殊是由投连续警的液剃体质皂点所抗组成越，这预些液退体质简点完恼全充惠满所姿占空贝间，塌没有得空隙梳存在友，其辣物理蝴性质梨和运州动要尿素都顾是连疑续分目布的仁。引诸入连纵续介症质假亮定有管两个带目的铁：村①降能摆同脱复骂杂的游分子收运动泰，而搅着眼朴于实观际所透关心例的宏被观机贿械运该动，橡②莲能充饶分利龟用连毕续函虹数这馋一数粉学工毕具，丸对液包体的视运动英规律巷进行绢理论禾分析舌。工优程上汤所研站究的岛液体陪尺度饮远比穿液体驰的分处子尺农度大丸得多趟，这康一假翠设对衣大多柱数液耀流的绪情况青是适贼用的电。必氧须指喷出，歇当所雪研究艇的液弹体尺爬度接炕近分请子尺熟度时毕，如吗很稀非薄的责气体隔，连击续介房质的铲假设韵便不动能适肾用。烤液体捕主要渔物理查性质惯性惯性飞惯性蹦就是万物体杨所具肝有的朴对抗汉改变仁原有瓜运动先状况乔的物周理性肥质。胀液体性同其签他物考体一燥样，季也具敏有惯禾性。晨惯性颂的大冤小用负质量却来度笨量。授当液灶体受禽外力郑作用乱使运份动状冬态发忌生改份变时得，由来于液石体的溜惯性调引起皱对外呆界抵双抗的尽反作织用力屯称为浮惯性昂力。蒸设物竟体的卫质量响为兼Ｍ雷，加拐速度丢为脸a哑，那么码惯性车力为搁陵Ｆ枪＝－坝Ｍ肯a舒式询中负化号表搜示惯深性力鹊的方山向与填物体贩的加踩速度扎方向植相反底。密度形密度凭是指光单位杜体积担的液培体所高含有请的质演量。影液体样的密莲度常园以符猎号男ρ务表示援，假设唯一均蔑质液渗体质滋量为幼Ｍ由，体洪积为槽Ｖ语，那么觉ρ驼＝类Ｍ何／销Ｖ演陷当液热体为摔非均笔质时花，那么贱某点揭密度台密度池随温虑度和先压强复而变除化，偷但在胸常温再常压框范围按内变盖化不纱大。兰万有里引力兆特性践液体想在地押球引骗力场肾内受丛到引英力作并用，牧其重亚力银Ｇ孔为：朋Ｇ偶＝劫Ｍ鼓g提式中辫，陕g惭为重庄力加首速度竖，其站值取朽9.皆80川m/首s墙2跃。瓶容重篮：云单位巾体积已的液迹重叫但容重桐，以忽γ重表示禽。经γ邻＝票Ｇ颗／越Ｖ稍＝凑ρ用g版工程罗上常费采用简水的雪容重侍γ她＝9摩.8肠0k河N/牧m俩3叮、水凯银容谁重框γ小m寒=1烫33丙.3馒kN桨/m束3凉为其驰计算思代表运值。尊粘滞庙性圆粘滞常性究我们怎知道膏，液沫体在驰静止敞时，据不能判承受维剪切诊应力独，一慢旦液随体受亦到切勾力作仙用时阻，会亭不断混发生竞切向肺变形伟而流碌动，洗此时广液体密会显病示出顶抵抗吩切向饼变形罪的能紫力，格也就预是液立体处迷于运杨动状霉态时坚，液染体质佣点间睡存在们着相抽对运董动，愧那么质极点间忌就会妹产生弯内摩盲擦切玩应力涛与作猛用切邀力相京抗衡飞，这全一性典质称拼为液拨体的聪粘滞伟性。填此内借摩擦怀力又葡称为翼液体品的粘思滞力削粘滞层性主西要来瑞自液壶体分俗子间金的内乖聚力已，是确质点谜间的哗一种土内在甘联系景，粘痛滞力屡阻滞返质点边间的况相对蚀位移趟，并鲁使其详流速由分布舅具有贷连续叫性。榆并且迫液体晌在流铁动时诵，必屡须不恋断克熟服其寇内摩桂擦切序应力羞而消酸耗自蜘身的映机械当能，烧这一斜现象雄是水倒力学骨研究辣的重茧点。园粘滞然性大蚂小因朗液体穴而异彻，水辞的粘驼滞性鹊远小吓于甘尾油。馒动力傍粘度银表示道粘滞购性大概小的默物理辟量，西用动寿力粘召度绞μ额表示粘，单墨位为钢牛顿临·前秒/富米鸟２撞〔Ｎ府·弹s/揪m射2煎〕。轰又N梅/m星2姜称为怀帕斯杜卡，纱简称嚼“晨帕复〞咏，以筐“摄Pa正〞裕表示泰，那么合Ｎ锹·商s/之m剃2资亦可泻写作逆Pa坦·芳s，资称为慎帕斯扣卡郑·术秒或平帕旁·扮秒。桶运动捡粘度矿水力拉学中却通常淋以运值动粘煮度会ν摩来表狗示液恋体的良粘滞梨性大六小，掌它与演μ泡的关顾系为扩：液ν太＝躺μ济/鄙ρ育式中塘ρ完为液絮体的句密度麻。长ν寒的单钢位为什m疾2村/s沉，它咐是运升动量吊纲，创故称杯运动拼粘度园。又贯0.通00哥01细m很2腊/s聋=1充cm引2悲/s洁，称响作1偶“捕斯托变克斯田〞丝。晴水的否粘度掌随温左度而霜变化缝，温晓度上半升其程粘度颤减小咳。宋压缩挂性与课膨胀商性萄压缩亭性惩液体际的体谣积因攀压强复的变泛化而六改变还，称盐为压村缩性高。液吩体压槽缩性饮的大馅小可此用体烫积压脚缩系摩数贞β抓p阿或弹矩性系谣数钞k冷来表日示，仅其定薯义为逝：贡或情卷咱式中禾，道d阵p渐为压味强增茧量，暗d筐V屈/毅V尸为液视体体倒积变禽化率根，式妥中负慧号是茅为了距使慕β姐p识为正军值而治加。姐10妄0戒C说时，迎水的俯β调p兽=4婆.7璃6歌×舒10念-1拆0惧m饱2筝/N咳，忙即每露增加香一个棚大气深压强糠其体减积压大缩率柿d锣V片/钞V狗≈小1/浩20晋00扑0它，这谦一数萌值很社小，秤故一颜般情胆况下红可以购不考筑虑水坦的压犹缩性炉。君膨胀着性辆液体脸的体抬积因宏温度令的变更化而对改变迫，称宗为膨掏胀性滔。液订体的腾膨胀锐性可叶用体畅积膨泰胀系棒数米β猜t愉来表找示：潮式中董dT劣为温醋度增察量。绿在待20印0阅C拜常温听下，兼水的登β唱t本=1服50武×也10腥-犹6砌(1氧/惰0款C谜)扯，故绿通常匠亦不规考虑鼠其膨臂胀性票。在悬供热朗系统突中，敞因水希温变励幅较文大，湖如水热在龟80评0系C悉和记10推0某0楼C陵时与率4扎0狱C余相比竞，其狱密度盐〔体泥积〕讲的变攀化率致-甲Δρ知/演ρ搭(蹄=屠Δ浊V/伏V)竭分别劝为方2.化82单%恰和讨4.扣16泡%色，为趣防止形胀裂咐容器贡或管推道，馋应给弹膨胀陵水体砖以出孙路。筑液体给外表膨特性湖液体得与气蜂体间蝇的分贝界面谱，即阻液体锈的自掏由液挂面，靠其表旺面特临性在掏某些猜情况昌下应魂予考止虑。丑外表筋张力糖自由葛液面普附近逃的液袖体受欢到来拦自气史体和约液体旋内部脖的引披力，娘但液衫体一捕侧的塌引力踩较大贼，在熟引力蔽差作陵用下橡，自兽由液闭面的丧液体县呈现煎出收塌缩和草承受银张力进的性顶质，律即具下有表畅面张搂力特知性。刘也就细是说膏，由间于受甚内、优外两替侧分帮子引锐力不舍平衡粥，使树自由凤液面概上液烈体分拆子受介有极征其微构小的陡拉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