水力学知识点

知识点第0章绪论1.连续介质由质点组成的连续体,具有：易流动性、粘滞性、不可压缩性、不计外表张力的性质.3.粘滞性：牛顿内摩擦定律4.理想流体模型：不考虑粘滞性。5.作用在液体上的力：质量力、外表力例：1.在静水中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的力有〔〕〔a〕切向力、正压力(b)正压力(c)正压力、重力(d)正压力、切向力、重力2.在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力：作用在该六面体上有〔〕〔a〕切向力、正压力(b)正压力(c)正压力、重力(d)正压力、切向力、重力3.理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。〔〕第1章水静力学(1)垂直指向受压面。(2)在同一点各方向的静压强大小与受压面方位无关.2.等压面：等压面是水平面的条件2.根本概念位置水头、压强水头、测压管水头、绝对压强、相对压强、真空压强。3.静压强分布图利用：等压面、静压强根本方程。解题思路：①找等压面②找点压强③利用静压强根本方程推求。6作用在平面上的静水总压力图解法：解析法：7.作用在曲面上的静水总压力关键：压力体画法以曲面为底面，向自由液面〔自由液面延长面〕投影，曲面、铅锤面、自由液面所包围的水体为压力体。压力体与水在同一侧为实压力体，铅锤分力方向向下。反之，为虚压力体，铅锤分力方向向上。例1.流体内部某点存在真空，是指〔〕〔a〕该点的绝对压强为正值〔b〕该点的相对压强为正值〔c〕该点的绝对压强为负值〔d〕该点的相对压强为负值2.流体内部某点压强为2个大气压，用液柱高度为〔〕a)10米水柱b)22米水柱c)20米水柱d)25米水柱3.无论流体作何种运动，流体内任何一个水平面都是等压面。〔〕第2章液体运动的流束理论1.描述流体运动的两种方法：拉格朗日(Lagrange)法、欧拉(Euler)法迹线和流线、流管、元流、总流和过水断面、流量和断面平均流速、一元流、二元流和三元流、恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流；渐变流、急变流。4.恒定总流连续方程：能量方程应用考前须知〔三选〕〔1〕基准面：〔可任选，以方便为原那么〕〔2〕过流断面：〔必须是均匀流或渐变流断面，中间可为急变流〕〔3〕计算点：〔可任选，以方便为原那么〕分量形式：9.动量方程应用考前须知〔1〕选择脱离体〔控制面〕〔2〕建立坐标系〔3〕全面分析外力〔4〕动量方程为矢量式，流速、力均有方向。〔5〕方程左边为所取流段的动量的变化率，一定是流出的动量减去流入的动量。10.三大方程联合应用〔2〕11.定理对于任一物理过程，存在有个物理量，总可以写成函数假设选择其中个物理量作为根本量，〔流体力学中一般，一个几何量，一个运动量，一个动力量〕，其他的物理量可以用这3个根本量表示，写为无量纲的式，共写出个有效式，此物理过程可写为：通过量纲和谐原理建立其物理量之间的关系，此乃定理。例.1.在水箱上接出一条等直径圆管，末端设有阀门已控制流量，假设水箱内水面不随时间变化、当阀门开度一定时，管中水流为〔〕(a)恒定均匀流〔b〕恒定非均匀流〔c〕非恒定均匀流〔d〕非恒定非均匀流2.恒定流一定是均匀流。〔〕3.在恒定流情况下，流线与迹线重合。〔〕第3章液流型态与水头损失层流：流体质点互不掺混，做有条不紊的规那么运动。紊流：流体质点互相掺混，形成涡体，做杂乱无章的运动。流态的判别—雷诺数管流：非圆管或明渠水流：达西公式：固体边界：流体内部：圆管中的层流运动切应力：断面流速分布：最大流速：〔管轴线上〕断面平均流速：令紊流中运动要素的脉动瞬时流速：时均流速：脉动流速：对数曲线分布，流速分布均匀化了。此即，的原因。受粘滞力作用，有一极薄层流体附在管壁上不流动；在靠近固体边界附近的液层做层流运动，称之为粘性底层。粘性底层的厚度用表示。粘性底层的厚度不是一成不变的，与直径、雷诺数、粗糙度有关。10.紊流分区绝对粗糙度粘性底层紊流流核〔1〕水力光滑区〔2〕过渡粗糙区〔3〕粗糙区〔阻力平方区〕I区，Re<2300，层流区λ=f(Re)，II区，Re=2300~4000，层流到紊流过渡区λ=f(Re,K/d)III区，105<Re>4000，紊流水力光滑区λ=f(Re).IV区，过渡粗糙区，λ=f(Re、K/d).V区，粗糙管，λ=f(K/d).‘阻力平方区’。12.局部损失计算公式：突然放大局部损失计算公式的推导。等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是〔〕(a)呈抛物线分布(b)呈对数线分布(c)呈椭圆曲线分布(d)呈双线分布壁面粗糙的管道一定是水力粗糙管。〔〕在进行水力计算时，短管是指管道几何长度较短的管道。〔〕临界雷诺数的大小仅与流体的流速有关，与流体的性质无关。〔〕圆管中层流与紊流，其断面流速分布有什么不同？试根据尼古拉兹试验,说明紊流各区沿程阻力系数与和的关系？层流与紊流的内部切应力有何不同？第4章有压管中的恒定流1.孔口分类：〔1〕大孔口与小孔口〔大孔口；小孔口〕〔2〕薄壁孔口与厚壁孔口〔3〕自由出流与淹没出流〔4〕恒定出流与非恒定出流流量公式：流量公式：，收缩断面压强：管嘴工作条件：(a)；(b)(水柱)流量公式：总水头线与测压管水头线的画法。总水头线测压管水头线。规律：〔1〕总水头线沿程总是下降的。〔2〕测压管水头线总是在总水头线的下方。〔反之〕〔3〕测压管水头线沿程可升可降。总水头线与测压管水头线重合，为折线。〔1〕简单管路计算公式：令流量模数粗糙区〔〕：水力光滑区或紊流过渡区〔〕还可表示为：令：〔比阻〕粗糙区〔〕：水力光滑区或紊流过渡区〔〕—修正系数〔2〕串联管路计算原那么：〔1〕〔2〕〔节点流量〕〔3〕并联管路计算原那么：〔1〕〔2〕〔节点流量〕例：1.总水头线与测压管水头线的根本规律之一，是：〔〕〔a〕总水头线总是沿程升高。〔b〕总水头线总是在测压管水头线的上方。〔c〕测压管水头线沿程升高。〔d〕测压管水头线总是沿程下降的。2.外延管嘴的正常工作条件是〔〕管长等于3-4倍的管径〔b〕作用水头小于9米水柱(c)管长<(3-4)d，作用水头大于9米水柱管长=(3-4)d，作用水头小于9米水柱第5章明渠恒定均匀流1.明渠的分类：〔1〕按渠身形式分类：棱柱形渠道非棱柱形渠道〔2〕按底坡分类：顺坡渠道；逆坡渠道；平坡渠道〔3〕按渠道断面分类：梯形渠道、矩形渠道、复式断面渠道……流动形态：明渠恒定流、明渠非恒定流、明渠均匀流、明渠非均匀流明渠非均匀流又分为：急变流与渐变流2.明渠均匀流的水力特征：〔1〕底坡线、水面线、总水头线，三线平行。〔2〕水深、过流断面的形状、尺寸；断面平均流速及流速分布沿程不变〔3〕水体重力沿水流方向的分力等于固体边界对水流的摩阻力。①恒定流②渠道为长、直棱柱型渠道③和沿程不变④顺坡渠道>04、明渠均匀流的根本公式流量模数谢齐系数：〔曼宁公式〕〔巴氏公式〕5、水力最优断面定义：在过流断面的面积、糙率、底坡一定前提下，通过流量最大的断面〔形状、尺寸〕。对于梯形断面渠道：矩形渠道：〔1〕校核已建渠道的输水能力：〔2〕设计渠道的底坡：确定渠道的断面尺寸：〔试算或图解法〕第6章明渠恒定非均匀流第7章水跃1、明渠水流流动类型〔2〕判别标准：方法流态干扰波波速弗劳德数临界水深临界底坡缓流临界流急流2.断面单位能量〔断面比能〕临界流方程：〔矩形渠道:〕〔1〕跌水现象缓坡接陡坡的渠道缓坡渠道末端有跌坎〔2〕水跃现象〔1〕水跃方程：∵∴〔3〕水跃的类型临界式水跃淹没式水跃远驱式水跃4.临界水深、临界底坡、缓坡、陡坡5.水面曲线的定性绘制〔缓坡、陡坡〕水面曲线变化根本规律〔1〕所有a型、C型曲线都是壅水曲线。〔2〕所有b型曲线都是降水曲线。〔3〕水面曲线具有不同的凹凸性。性绘制水面曲线的方法与原那么〔1〕根据底坡或水深，按均匀流条件，判断急流、缓流，确定N-N线与K-K线。〔2〕视底坡改变或水工建筑物的影响，分析水流加速，还是减速，判断水面曲线是壅水曲线还是降水曲线。水流受阻，水流减速运动，水深变大，为壅水曲线，反之为降水曲线。〔3〕把底坡改变或水工建筑物的影响，视为干扰，确定对上游的影响。假设上游急流，这个干扰形成的波不向上游传播，上游水面为均匀流，水面线不变；假设为缓流，干扰波向上游传播，上游水面曲线变化。〔4〕从急流到缓流出现水跃，从缓流到急流发生跌水。例：1.明渠水流，从急流过渡到缓流，发生跌水。----------------〔〕2.明渠水流，从急流过渡到缓流，发生跌水跌。---------------〔〕3.跌水的形成条件是--------------------------------------〔〕〔a〕从急流过渡到急流〔b〕从急流过渡到缓流〔c〕从缓流过渡到急流〔d〕从缓流过渡到缓流第8章堰流及闸孔出流薄壁堰：；实用断面堰;宽顶堰：有侧向收缩：淹没出流：3、宽顶堰〔1〕宽顶堰自由出流水流特征：〔1〕二次水面跌落。〔2〕堰顶上水流为急流。〔2〕宽顶堰淹没出流水流特征：〔1〕一次水面跌落，下游出现动能恢复〔2〕堰顶上水流为缓流。〔3〕宽顶堰淹没过程及淹没标准淹没标准：〔1〕必要条件：充分条件：第12章液体运动的流畅理论1.质点的速度、加速度速度：质点加速度的表达式〔欧拉法〕流体质点〔微团〕旋转变形表达式对于有旋流，对于无旋流〔势流〕第14章恒定平面势流的流速势及流函数对于无旋流，即〔★