水力学的任务及其发展概况ppt课件

1、 第一章 绪 论1-1 水力学的义务及其开展概略1-2 液体的主要物理性质及作用于液体上的力1-3 液体的根本特征和延续介质的概念1-4 水力学的研讨方法 前往目录一、水力学的义务:1、研讨液体主要是水的平衡。2、液体机械运动的规律及其实践运用。1-1 水力学的义务及其开展概略水力学：是一门技术根底学科，它是力学的一个分支。水力学所研讨的根本规律:两大主要组成部分，水静 力学和水动力学。1.水静力学：关于液体平衡的规律，它研讨液体处于 静止或相对平衡状 态时，作用于液体上的各种力之间的关系。2.水动力学：关于液体运动的规律，它研讨液体在运动形状时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体

2、的运动特性与能量转换等等。液体及不可紧缩气体，主要是水。研讨对象：1.都江堰 位于都江堰城西岷江中上游,从成都往西北约57公里。都江堰是中国古代著名的一项水利工程，距今已有2200多年的历史。都江堰渠首枢纽主要由鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口三大主体工程构成。三者有机配合，相互制约,协调运转，引水灌田，分洪减灾，具有“分四六，平潦旱的神奇效果，使中外专家、学者、和游人无不为之倾倒。渠首三大主体工程建筑在岷江出山口处。 都江堰是由渠首枢纽、灌区各级引水渠道，各类工程建筑物和大中小型水库和塘堰等所构成的一个庞大的工程系统，担负着四川盆地中西部地域7市地36县市、区1003万余亩农田的灌溉、成都市50多家重点

3、企业和城市生活供水，以及防洪、发电、漂水、水产、养殖、林果、旅游、环保等多工程标综合效力，是四川省国民经济开展不可替代的水利根底设备，其灌区规模居全国之冠。二、水力学开展简史2.长江三峡 整个工程包括一座混凝重力式大坝，泄水闸，一座堤后式水电站，一座永久性通航船闸和一架升船机。三峡工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成。大坝坝顶总长3035米，坝高185米，水电站左岸设14台，左岸12台，共表机26台，前排容量为70万千瓦的小轮发电机组，总装机容量为1820千瓦时，年发电量847亿千瓦时。通航建筑物位于左岸，永久通航建筑物为双线五包延续级船闸及早线一级垂直升船机。三峡工程正常蓄水位

4、175m，汛期防洪限制水位145m，枯季消落最低水位155m，相应的总库容、防洪库容和兴利库容分别为393亿m3、221.5亿m3和165亿m3。 三峡工程全称为长江三峡水利枢纽工程 ,位于湖北省宜昌市上游.一、液体的质量与密度惯性力：当液体受外力作用使运动形状发生改动，由于液体的惯性引起对外界抵抗的反作用力。单位： 量纲： 1-2 液体的主要物理性质及作用于液体上的力一个规范大气压下，温度为 。蒸馏水密度为 。密度：是指单位体积液体所含有的质量。国际单位：量纲： 二、万有引力特性，重力与容重万有引力：是指任何物体之间相互具有吸引力的性质，其吸引力称为万有引力。重力：地球对物体的引力称为重力，

5、或称为分量。大小为： ， ：重力加速度。液体的容重：以 表示，是指单位体积液体所具有的分量。对某一分量为 ，体积为的均质液体，其容重为 那么国际单位： 容重的量纲：三、粘滞性与粘滞系数1.粘滞性及粘滞力： 当液体处在运动形状时，假设液体质点之间存在着相对运动，那么质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。 动力粘滞系数，随液体种类不同而异的比例系数。国际 单位 ： 牛顿秒米2科学实验证明：2.牛顿内摩擦定律：牛顿内摩擦定律：作层流运动的液体，相互临近层间单位面积上所作用的内摩擦力或粘滞力，与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。流速梯度。剪切变形速度

6、 。为运动粘滞系数，国际单位：米2秒 。牛顿内摩擦定律适用条件：只能适用于牛顿流体。四、紧缩性及紧缩系数紧缩性：液体受压后体积要减少，压力撤除后也能恢复原状，这种性质称为液体的紧缩性或弹性。用体积紧缩率 或体积模量k来描画液体的压缩性。为体积紧缩系数，单位为米2牛顿m2/N。K单位：牛顿米2N/m2。 K值越大，表示液体愈不容易紧缩。 对普通水利工程来说，以为水不可紧缩是足够准确的。但对个别特殊情况，必需思索水受压后的弹力作用。 外表张力系数 是指在自在面单位长度上所受拉力的数值。五、外表张力及外表张力系数外表张力：自在外表上液体分子由一受两侧分子引力不平衡，使自在面上液体分子受有极其微小的拉

7、力 。外表张力仅在自在外表存在，液体内部并不存在。大小：用外表张力系数 来度量。单位：牛顿米N/m。毛细管景象外表张力表示图作用于液体的外表，并与受作用的外表面 积成比例的力。例如摩擦力、水压力。六、 作用于液体上的力按物理性质：重力、惯性力、弹性力、摩擦力、外表张力。按作用方式不同可分： 外表力和质量力。1、外表力外表力：2、质量力质量力： 是指经过所研讨液体的每一部分质量而作用于液体的、其大小与液体的质量成比例的力。如重力、惯性力。质量力具有和加速度一样的量纲L/T2。1-3 液体的根本特征和延续介质的概念一、液体的根本特征自然界的物质存在方式：固体、液体和气体，其中液体和气体统称流体。1

8、固体和流体的主要区别在于变形性2液体和固体的主要区别在于紧缩性1-3 液体的根本特征和延续介质的概念二、延续介质的概念概念的提出：类比于空气分子。延续介质的概念：即假设液体是一种延续充溢其所占据空间毫无空隙的延续体。特点：液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和时间的延续函数，因此可采用延续函数的分析方法。 长期的消费和科学实验证明：利用延续介质假定所得出的有关液体运动规律的根本实际与客观实践是非常符合的。三、理想液体的概念在水力学中液体分为理想液体和实践液体。理想液体：就是把水看作绝对不可紧缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有外表张力的延续介质。有没有思索粘滞性：是理想液体和实践液体的最主要差别。

9、理想液体在水动力学中才有意义，在水静力学中理想液体和实践液体是一样的1-4 水力学的研讨方法一、科学实验二、实际分析三、数值模拟一、科学实验1、原型观测2、模型实验3、系统实验1、原型观测 在野外或水工建筑物现场，对水流运动进展观测，搜集第一性资料，为检验实际分析成果或总结某些根本规律提供根据。2、 模型实验 当实践水流运动复杂，而实际分析困难，无法处理时采用。 指在实验室内，以水力类似实际为指点，把实践工程减少为模型，在模型上预演相应的水流运动，得出模型水流的规律性，再把模型实验成果按照类似关系换算为原型的成果以满足工程设计的需求。3、系统实验 在实验室内，小规模的呵斥某种水流运动，用以进展系统的实验观测，从中找到规律。数理知识 数据处置方法 量纲分析方法二、实际分析经典力学的根本原理：牛顿的三大定律