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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。
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。
7 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+ρgh
10 绕中心轴作等角速度旋转的液体:z+pρg-w22g=常数
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:p=p'-pa
13 真空度:是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值,pk=pa-p'
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,z+pρg=c
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 P37
17 静水总压力的计算:FP=ρghc∙A(hc为平面形心在点C液面下的淹没深度)
LD=LC+ICLCA (LC是形心到液面的倾斜距离,IC为面积惯矩)
18 矩形,绕形心轴的面积惯矩:Ic=112bl3。圆形平面绕圆心轴线的面积惯矩:Ic=14πR4
19作用在曲面上的静水总压力:FPx=ρghcAx,FPz=ρgV ,FP=FPx2+FPz2 , tanα=FPzFPx
20 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。
22 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。
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:Q=A1V1=A2V2
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:z1+p1ρg+a1v122g=z2+p2ρg+a2v222g+hw
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,a1,a2可以取1
28 J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:ρQβ2v2-β1v1=F
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
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