2022年中国农业大学水力学考试要求(共44张PPT)

一、考试题型1、简答题（35分）2、作图题（10分）3、计算题（45分）4、推导证明题（10分）1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

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？明渠均匀流公式Chapter10，11流态的判别：雷诺数Re

Re＜Recr层流；明渠均匀流水力计算类型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：产生水头损失的两个条件解析法求作用于任意平面上的静水总压力曲面上静水总压力的求解牛顿内摩擦定律适用范围：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。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。静水总压力的作用点一般在受压面形心以下曲面上静水总压力的求解Chapter1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。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

20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。

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。例：湍动为什么使流速分布均匀化？明渠非恒定流特性及波的分类圆管均匀层流运动及沿程水头损失的计算2、流线、迹线微分方程Chapter10，11牛顿内摩擦定律适用范围：（4）设计渠道断面尺寸（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。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。常用消能方式：底流消能、条流消能和面流消能三大方程

连续方程v1A1=v2A2

能量方程动量方程

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Chapter2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：恒定总流动量方程理想液体只有能量转换，而没有能量损失曲面上静水总压力的求解产生水头损失的两个条件Re＞Recr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。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。重力作用下静水压强的基本公式牛顿内摩擦定律适用范围：绝对压强，相对压强，真空度,水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。“水头”:表示单位重量液体含有的能量。连续方程v1A1=v2A2水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。曲面上静水总压力的求解液体的主要物理性质――可压缩性：

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。

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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）

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。流态的判别：雷诺数Re

Re＜Recr层流；Re＞Recr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。Chapter3

湍流的特征水头损失（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液体具有粘滞性(内因)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λ的变化规律尼古拉兹实验（人工粗糙管）

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？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

Chapter4管道分类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）明渠均匀流特征：

（1）水深，底坡沿程不变及过水断面形状尺寸不变

（2）断面平均流速沿程不变

（3）三线平行J=Jz=i

均匀流形成条件：恒定流，长直棱柱体渠道，正坡渠道，糙率沿程不变

水力最佳断面Chapter5明渠均匀流公式 明渠均匀流水力计算类型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：

（4）设计渠道断面尺寸

本章要求：1.基本概念2.计算Chapter6明渠水流流态的判别断面比能Es和比能曲线临界水深和临界底坡水面线变化规律本章要求：1.基本概念2.计算（不包含水面曲线计算）3.作图（水面线）Chapter7水跃现象及分类水跃方程水跃函数曲线共轭水深本章要求：2.计算（主要是矩形断面共轭水深）1.基本理论Chapter8堰闸出流的区别堰流类型及计算闸孔出流水力计算本章要求：2.计算1.基本理论Chapter9常用消能方式：底流消能、条流消能和面流消能水流衔接形式底流消能降低护坦消力池设计本章要求：2.计算1.基本理论Chapter10，11水击现象及分类明渠非恒定流特性及波的分类本部分要求：基本理论研究水击时考虑液体的压缩性和管壁弹性Chapter122、流线、迹线