水力学

本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理1目录绪论：..............................................................................................................................................1第一章：水静力学...........................................................................................................................1第二章：液体运动的流束理论.......................................................................................................3第三章：液流形态及水头损失.......................................................................................................3第四章：有压管中的恒定流...........................................................................................................5第五章：明渠恒定均匀流...............................................................................................................5第六章：明渠恒定非均匀流...........................................................................................................6第七章：水跃...................................................................................................................................7第八章：堰流及闸空出流...............................................................................................................8第九章：泄水建筑物下游的水流衔接与消能...............................................................................9第十一章：明渠非恒定流.............................................................................................................10第十二章：液体运动的流场理论.................................................................................................10第十三章：边界层理论.................................................................................................................11第十四章：恒定平面势流.............................................................................................................11第十五章：渗流.............................................................................................................................12第十六章：河渠挟沙水流理论基础.............................................................................................12第十七章：高速水流.....................................................................................................................12绪论：1水力学定义：水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。2理想液体：易流动的，绝对不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，也没有表面张力特性的连续介质。3粘滞性：当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点见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。可视为液体抗剪切变形的特性。（没有考虑粘滞性是理想液体和实际液体的最主要差别）4动力粘度：简称粘度，面积为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s做相对运动所产生的内摩擦力。5连续介质：假设液体是一种连续充满其所占空间毫无空隙的连续体。6研究水力学的三种基本方法：理论分析，科学实验，数值计算。第一章：水静力学要点：（1）静水压强、压强的量测及表示方法；（2）等压面的应用；（3）压力体及曲面上静水总压力的计算方法。本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理27静水压强的两个特性：1）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面2）任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。8等压面：1）在平衡液体中等压面即是等势面2）等压面与质量力正交3）等压面不能相交4）绝对静止等压面是水平面5）两种互不相混的静止液体的分界面必为等压面6）不同液体的交界面也是等压面9静水压强的计算公式：p=p0+10绕中心轴作等角速度旋转的液体：11绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强，称为绝对压强。12相对压强：13真空度：是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值，14压强的测量：测压管，U型水银测压计,差压计15静止液体内各点，测压管水头等于常数，16作用在矩形上的静水总压力：（画图是考点）1）按一定比例，用线段长度代表改点静水压强的大小2）用箭头表示静水压强的方向，并与作用面垂直P3717静水总压力的计算：(为平面形心在点C液面下的淹没深度)（）18矩形，绕形心轴的面积惯矩：。圆形平面绕圆心轴线的面积惯矩19作用在曲面上的静水总压力：，，,tan20沉体：如果质量力大于上浮力，物体就会下沉，直到沉到底部才停止下来，这样的物体称为沉体。浮体：如果质量力小于上浮力，物体就会上浮，一直要浮出水面，且使物体所排开的液体的重量和自重刚好相等后，才能保持平衡状态，这样的物体我们称为浮体。（定倾中心要高于重心）潜体：质量力等于上浮力，物体可以潜没于水中任何位置而保持平衡，这样的物体称为潜体。（重心位于浮心之下）21平衡的稳定性：是指已处于平衡状态的潜体，如果因为某种外来干扰使之脱离平衡位置时，潜体自身恢复平衡的能力。本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理322压力体剖面图：1）受压曲面本身2）液面或者液面的延长面3）通过曲面的四个边缘向液面或液面的延长面所做的铅锤平面。第二章：液体运动的流束理论要点：（1）能量方程的应用条件和应用方法；（2）动量方程的应用条件和应用方法23恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变。非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，这种流称为非恒定流24流线：某一瞬时在流场中绘出的一条曲线，在该曲线上所有各点的速度向量都与该曲线相切。迹线：某一液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所练成的线称为迹线。25恒定总流得连续性方程：26均匀流：水流的流线为相互平行的直线。非均匀流：水流的流线不是互相平行的直线。渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近于平行直线时成为渐变流（流线之间夹角很小或流线曲率半径很大）。若流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小，这种水流称为急变流。27不可压缩液体恒定总流得能量方程：条件：恒定流，只有质量力，断面符合渐变流，两个断面之间，流量保持不变，没有加入或者流出注意：同一基准面，压强必须采用相同的标准，管道选管轴中心，明渠选自由液面，可以取128J总水头线坡度：简称水力坡，总水头线沿流程的降低值与流程长度之比。29恒定总流的动量方程：注意：首先确定投影轴，并表明轴的方向，必须是输出的动量减去输入的动量第三章：液流形态及水头损失要点：（1）层流及紊流的概念；（2）沿程水头损失与局部水头损失的概念；（3）圆管均匀层流断面平均流速及切应力的分布规律r为距圆管轴的距离，为圆管半径4）圆管均匀流沿程水头损失与切应力之间的关系30水头损失的必备条件：1）液体具有粘滞性2）由于固体边界的影响，液流内部质点之间产生相对运动。宽浅明渠：本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理431湿周：液流过水断面与固体边界接触的周界线水力半径R：过水断面的面积与湿周的比值32水头损失公式：，达西公式33雷诺Re=；粘性底层的厚度：34层流：当流速较小时，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂紊流（湍流）：当流速较大时，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，互相混掺35i光滑区1）波拉休斯公式：4000Re2）尼库拉兹公式：Reii过渡粗糙区63000Reiii粗糙区即阻力平方区6Re36沿程水头损失的经验公式-谢齐公式曼宁公式：C=巴甫洛夫斯基公式：C=y=2.5R1.0m时y=1.5R1.0m时y=1.337局部水头损失：进水口：；出水口：；局部扩大：；局部缩小：()本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理5第四章：有压管中的恒定流要点：（1）长管与短管的概念；（2）长管与短管的水力计算方法；（3）倒虹吸管与虹吸管的概念。虹吸管：是一种压力输水管道，顶部弯曲且其搞成高于上游供水水面。跨越高低，减少挖方。长管：水头损失以沿程水头损失为主，其局部水头和流速水头在总损失中所占比例很小，计算时可以忽略不计的管道短管：局部损失及流速水头在总损失中占有相当的比重，计算时不能忽略的管道。38简单管道：管道直径不变且无分支的管道自由出流：管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强的作用其中：为管道系统的流量系数A=淹没出流：管道出口如果淹没在水下，则称为淹没出流其中：为管道系统的流量系数长管：H=流量Q=流量模数K=AC谢齐系数C=(考虑技术要求和经济条件)39串联管道串联管到并联管道，，,分叉管道：==40沿程均匀泄流管道的水力计算：=;第五章：明渠恒定均匀流要点：（1）明渠均匀流的概念；（2）明渠均匀流水力计算方法；（3）正常水深的概念及表示方法；（4）水力最佳断面的概念及梯形断面明渠的水力最佳断面比：（5）宽浅式明渠的概念：断面为宽而浅的明渠41明渠恒定均匀流：在明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，则水深、断面平均流速本资料参照《水力学》第四版四川大学河海大学等学校考研用书感谢lucky细心整理6及流速分布均沿程不变，则称为明渠恒定均匀流。否则若流线