文档介绍：0 绪论
概念
1、水力学:用实验和分析的方法,研究液体机械运动(平衡和运动)规律及其实际应用的一门科学。
2、密度和容重:ρ= γ= γ=ρg 纯净水1个标准大气压下,1atm 4℃时密度最大ρ水=1000kg /m3 γ水= ρ水银=×103 kg /m3(1atm20℃) 1N=1kg m/s2
容重γ的概念一般新教材中多已不引用,但工程中仍采用,本教案中仍采用,
3、粘滞性:液体质点抵抗相对运动的性质。粘滞性是液体内摩擦力存在的表现,是液体运动中能量产生损失的根本原因。
4、理想液体:不考虑粘滞性、压缩性、热涨性、表面张力性质的液体称为理想液体。
τ=η或T=ηA
η动粘 [ML-1T-1] () 1 Pa=1N/m2 1N=1kg·m/s2
ν运粘 [L2T-1] m2/s
ν=η/ρ
水的经验公式:ν= 公式中ν单位为cm2/s,t为水温℃。
5、连续介质模型:假定液体质点毫无空隙地充满所占空间,描述液体运动物理量(质量、速度、压力等)是时间和空间的连续函数,因而可用连续函数的分析方法来研究,这种假定对解决一般工程实际问题是有足够的精度的。
6、压缩性 一般不考虑
一般了解(有事也考概念或判断题)
表面张力、毛细现象与毛细管上升高度
热膨胀性
流动性
问题
牛顿内摩擦定律简单应用;
作用于液体上的力:质量力、表面力;
水力学研究方法:理论分析、科学试验、数值模拟
水力学应用(水利工程):
1)确定水力荷载
2)确定水工建筑物过水能力(管、渠、闸、堰)
3)分析水流流动形态
4)确定水流能量消耗和利用
5)水工建筑物水力设计
1 水静力学
概念
1、静水压强:p==
2、等压面:均质连通液体中,压强各点相等的点构成的面称为等压面。
二个性质:等压面是等势面,与质量力正交。
连通不均质AB不是等压面均质不连通,ABC等压,但A与B不是等压面
3、测压管高度、测压管水头 见下章
问题
1、静水压强的二个特性:①方向垂直指向作用面②某点大小与方向无关 p=p(x,y,z)
2、欧拉平衡微分方程、液体平衡方程综合式、液体平衡方程积分式:了解
欧拉平衡微分方程:
=ρfx =ρfy =ρfz
物理意义:方程表示了表面力与质量力的平衡,物理意义是静水压强沿某一方向的变化率与该方向单位体积上质量力相等。
综合式 dp=ρ(Xdx+Ydy+Zdz)
积分式 p=ρ(Xdx+Ydy+Zdz)
3、静水力学基本方程:
z + p/γ=c (静止液体是等势体)
或 p=p0+γh
4、压强的二种计量基准:绝对压强、相对压强、真空值或真空度pv或pv/γ
当相对压强p’为负值时,其绝对值称为真空值pv=pa-p’
关于真空值(一般pv)或真空度(一般pv/γ)概念:由于压强的三种度量方法,二者区别并不明显。有人认为真空度来自真空高度,因此真空度更多用液柱高度表示。
5、压强的三种度量方法
①单位面积上的应力:
国际单位制:Pa(帕)、kPa(千帕)、MPa(兆帕)
工程单位制:kgf/cm2(公斤/厘米2)、t/m2(吨/米2)
CGS制(厘米克秒制):达因/厘米2(微巴μbar)、毫巴(mbar)、巴(bar)
②大气压(标准大气压、工程大气压)
③液柱高度(汞或水等)
标准大气压:
几个基本数据: 1标准大气压=760mmHg柱=×105Pa
1工程大气压=1kgf/cm2=10mH2O柱=×104Pa
1标准大气压=
关于大气压强的数值使用建议:如果题目中有标准大气压或工程大气压单位的已知量(不考虑涉及换算的题目),其它待求量计算与此一致;如果没有这样的数据,以解题方便为准。
6、直线等加速器皿中液体的平衡、等角速度旋转液体的平衡
掌握二点,其他一般了解:
直线等加速器皿中液体的相对平衡
等角速旋转器皿中液体的相对平衡
1
压强服从静水力学基本方程
压强服从静水力学基本方程
2
等压面为与液面平行的斜面
等压面为绕中心轴的一簇旋转抛物面
3
测压管水头在x固定时才是等值的
测压管水头在r固定时才是等值的
7、静水压强分布图
不说明情况下只画相对压强,注意整体比例一致,注意反映抵消过程,注意别与压力体混。
绘制规则:一般只画出相对压强,公式p=γh;箭头方向垂直作用面,长短代表大小。
8、简单平面静水总压力计算
公式法
总压力大小FP =pcA 总压力作用点:LD=Lc+
Lc为形心坐标,Ic为几何图形的惯性矩(Lc 和Ic可查表,但一般表中的Lc只是到几何边界的