水力计算与测试技术课程重点

二、水静力学1、静水压强表示公式P=γh2、连通器原理Z1+P1/γ=Z2+P2/γ3、静水压强表示方法P绝=P相+PaPv=—P相hv=Pvγ=Pa-P绝γ4、平面壁上静水压强分布图画法P20图1.15（★）5、曲面壁上静水总压力计算方法P676、压力体剖面图绘制方法P20（★）①指出端点；②算出两端压强大小；③标出压强大小、划线；④两端压强用直线连接；⑤画出中间三、水流运动基本原理1、水流的运动要素，代表符号、单位过水断面：A（㎡）流量：Q（m³/s）断面平均流速：v（m/s）2、三大方程公式，各项是什么，物理意义、几何意义等（★）①连续性方程：A1v1=A2v2②能量方程：z1+p1/γ+a1v1²2g=z2+p2/γ+a2v2²2g+hw物理意义、几何意义：P37-38（注意事项：基准面的选取、计算断面的选取、计算点的选取、压强计算标准的选取）③动量方程：∑F=ρQ（v2-v1）[F、v为向量]四、水流形态与水头损失1、水头损失类型、符号沿程水头损失：hf局部水头损失：hj2、雷诺数，临界雷诺数Re圆管：2320；明槽：5803、紊流中的水流分层紊流流核区、黏性底层4、谢才公式、曼宁公式、达西公式，有什么适用范围和优缺点谢才公式：hf=v²L/C²Rv=C√RJR=A/XJ=hf/LP47缺点：时间长曼宁公式：C=1nR̂(1/6)（管道、小何渠）优点：形式简单、计算方便缺点：n的选定达西公式：hf=λlv²4R2g（均匀流下的层流和紊流都通用）5、糙率n怎么查根据壁面种类及状况P476、摩迪图怎么用，怎么分区，分哪几个区?P50（★）纵坐标为λ横坐标为Re=vdνλ=8gC²参变量：粗糙度Δd层流区，紊流水力光滑区，紊流水力过渡区，紊流水力粗糙区7、局部水头损失计算公式和应用hj=ξv²2g应用：断面突变处、主流脱离边界形成漩涡区P54-55五、有压管流中的恒定流1、简单短管自由出流、淹没出流计算公式自由：Q=μcA√2gH0μc=1√a+∑λld+∑ξ淹没：Q=μcA√2gHμc=1√∑λld+∑ξ淹没出流时H为上下游水面高差；自由出流时H为水面与管道出口中心的高差。2、总水头线、测压管水头线变化规律总：有沿程水头损失，逐渐下降测压：逐渐下降，终止于出口断面3、简单长管水力计算公式H=hf=λlv²d2g六、明渠恒定均匀流1、湿周、水力半径等的意义和计算方法湿周X：液流过水断面与固体边界接触的周长。圆：πd矩形：b+2h梯形：b+2h√1+m²水力半径：过水断面的面积A与湿周X的比值圆：π/4矩形：bhb+2h梯形：(b+mh)hb+2h√1+m²（m：边坡系数；b：底宽）2、明渠恒定均匀流计算公式Q=Av=AC√Ri=K√iQ=An3R²2i3、水力最佳断面定义：①i、n、A确定，令Q=Qmax；②i、n、Q确定，令A=Amin注释：①n、i、A一定，Q随X变化。当X=Xmin或R=Rmax，Q最大。②n、i、Q一定，当X=Xmin或R=Rmax，A最小。4、梯形、矩形渠道水力最佳断面计算公式梯形：βm=b/h=2[√(1+m²)-m]矩形：βm=b/h=2即b=2h5、允许流速P119VminVVmaxVmin：不淤流速Vmax：不冲流速6、渠道水力计算方法P123-125（★）①已知m、b、n、i、ho求Q，可已知值求出A、X、R、C，再求Q②已知A、R、n、Q或v，求i③已知其他，求ho(正常水深)或b或b和h(断面高度)七、明渠恒定非均匀流1、水流流态分哪几种缓流、急流、临界流2、判断水流流态方法（★）①定义法：流速v与波速c的比较（c=√gh̅）；②佛汝德数Fr（Fr=v/√gh̅）；③断面比能Es（Es=h+aQ²2gA²）；④临界水深hk；⑤临界底坡ik（ik=gaCk²[Ck为临界流相关值]）3、底坡是否可判断水流流态?否。做非均匀流动时，每一种底坡都可能发生缓流或急流4、临界水深计算方法hk=(aQ²gB)⅓=（aq²g）⅓5、水跃与水跌水力计算水跃：θ(h)=Q²gA+ycA6、水跃函数特性θ(h左)=θ(h右)共轭水深的水跃函数相等，知道一个可求出另一个。7、明渠恒定非均匀渐变流微分方程idl=dh+d(dv²2g)+dhf+dhj[i110](课件)书：dzo+dh+d(av²2g)+dhf=08、水面曲线类型P147（★）①正坡明渠（i0）：1缓坡明渠（iik）；2陡坡明渠（iik）；3临界坡明渠（i=ik）②平坡明渠（i=0）③逆坡明渠（i0）9、明渠恒定非均匀渐变流计算方法P150（★）分段求和法差分方程：ΔEsΔl=i—J̅Δl=ΔEsi-J̅=Es2—Es1i-J̅[J=Q²K²=v²C²R]八、堰流与闸孔出流1、堰流类型及判别方法①薄壁堰流（δH0.67）；②实用堰流（0.67δH2.5）；③宽顶堰流（2.5δH10）δ为堰壁厚度H为水面到堰顶高度2、孔流与堰流判别方法平顶堰：eH≤0.65为孔流实用堰：eH≤0.75为孔流3、闸孔自由出流、淹没出流计算公式、各项意义P175（★）①自由出流：Q=μBe√2gHoμ=μo√(1—hcHo)μo=ψε’Ho=H+aovo²2gHo：跃前水面高度hc：跃时闸孔水流高度e：闸门开度ε’：垂直收缩系数闸孔流速系数：ψ=1√1+ζμo：闸孔流量系数②淹没出流：Q=σsμBe√(2gHo)[σs为淹没系数P178]4、堰流计算公式，各项系数名称、符号、意义P158（★）Q=σsεmB√(2g)2Ho³σs淹没系数(下游水位较高，或下游堰高较小，因下游水位对溢流的顶托和阻挡作用，使水流不通畅，减小了流量。称为淹没出流。)ε侧收缩系数（有的堰顶宽度B小于上有引水渠道宽度B，或堰顶上有边墩及闸墩。）m=ψk√(1-ξ)流量系数k：反映水舌收缩程度的系数ψ=1√(a1+ζ)堰流的流速系数ζ：局部水头损失系数