2022年《水力学》知识点.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学问点第 0 章 绪论1. 连续介质2. 实际流体模型由质点组成的连续体 , 具有：易流淌性、粘滞性、不行压缩性、不计表面张力的性质 . 3. 粘滞性：牛顿内摩擦定律du dy4. 抱负流体模型：不考虑粘滞性；5. 作用在液体上的力：质量力、表面力例：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.在明渠匀称流中取一六面体, 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

2、、重力d 正压力、切向力、重力3. 抱负流体与实际流体的区分仅在于,抱负流体具有不行压缩性；（ ）第 1 章 水静力学1. 静压强的特性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3. 水静力学基本方程zpCpp0ghg2. 基本概念位置水头、压强水头、测压管水头、肯定压强、相对压强、真空压强；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3.

3、静压强分布图5. 点压强的运算利用：等压面、静压强基本方程；解题思路： 找等压面 找已知点压强 利用静压强基本方程推求；6 作用在平面上的静水总压力图解法：PbAyDycIc解析法：Pgh cycA7. 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）该点的肯定压强为正值（c）该点的肯定压强为负值（b）该点的相对压强为正值（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

4、压,用液柱高度为（ ）a 10 米水柱 b 22 米水柱 c20 米水柱 d25 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 法细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2. 基本概念 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

5、定流与非恒定流、匀称流与非匀称流；渐变流、急变流；3. 不行压缩均质流体连续性方程uxuyuz02v2xyz4. 恒定总留恋续方程：A 1v 1A5. 抱负流体元流的能量方程z 1p 12 u 1z 2p2u222g2ggg6. 实际流体元流的能量方程z 1p 12 u 1z 2p2u2 h w22g2ggg7. 实际流体恒定总流能量方程z 1p 12 1 v 1z 2p222 v 22h w 12h w12g2gg2gz 1p 12 1 v 1Hz 2p22 v 2g2gg2g能量方程应用留意事项（三选）（1）基准面：（可任选,以便利为原就）（2）过流断面：（必需是匀称流或渐变流断面,中间可

6、为急变流）（3）运算点：（可任选,以便利为原就）8. 恒定总流淌量方程Q2v21v 1F重量形式：细心整理归纳 精选学习资料 Q2v 2x1v2xFx 第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -Q2v2y1v2yFyQ2v2z1 v2zFz9. 动量方程应用留意事项（1）挑选脱离体（掌握面）（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,肯定是流出的动量减去流入的

7、 动量；10. 三大方程联合应用（1）11. 定理对于任一物理过程,存在有n 个物理量,总可以写成函数fq 1,q 2,q3qn0m3,一个几何量,如挑选其中 m 个物理量作为基本量, （流体力学中一般一个运动量,一个动力气） ,其他的物理量可以用这纲的式, 共写出n3 个有效3式,4q4q 1q2q3 个基本量表示,写为无量细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -此物理过程可写为：F4,56.n0通

8、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, 末端设有阀门已掌握流量, 如水箱内水面不随时间变化、当阀门开度肯定时,管中水流为（ ）a恒定匀称流（b）恒定非匀称流（c）非恒定匀称流（d）非恒定非匀称流2. 恒定流肯定是匀称流；（ ）3.在恒定流情形下,流线与迹线重合；（ ）第 3 章 液流型态与水头缺失1. 液体流淌的两种型态层流：流体质点互不掺混,做有条不紊的规章运动；紊流：流体质点相互掺混,形成涡体,做杂乱无章的运动；1. 流态的判别 雷诺数非圆管或明渠水流：RevR管流：RevdRec2000Rec5002. 水头缺失达西公式：h flv2gRJ

9、流体内部：gRJd2g3. 匀称流基本公式固体边界：04. 圆管过水断面上切应力的分布r0 r 02. 圆管中的层流运动细心整理归纳 精选学习资料 切应力：dugJr 0 2r2 第 5 页,共 18 页 dy断面流速分布：u4 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -最大流速：（管轴线上）umaxgJr240断面平均流速：lvgJ 82 r 01umax2h f64 Rev2hflv2d3g令64 Red3g6. 紊流的特点紊流中运动要素的脉动瞬时流速

10、：ux tuxxu xuxu时均流速：1uxu tdtTx脉动流速：u xuxux7. 紊流附加切应力12dul2du2dydy8. 紊流流速分布u1vlnyc1 . 0,10.的缘由；对数曲线分布,流速分布匀称化了；此即9. 粘流底层细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -受粘滞力作用,有一极薄层流体附在管壁上不流淌；在靠近固体边界邻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

11、层的厚度不是一成不变的,与直径、雷诺数、粗糙度有关；10. 紊流分区肯定粗糙度K粘性底层紊流流核（1）水力光滑区K0 . 46（2）过渡粗糙区04.K（3）粗糙区（阻力平方区）K611. 尼古拉兹试验I 区, Re2300,层流区 =f Re ,II 区, Re=23004000,层流到紊流过渡区 = f Re,K/d 细心整理归纳 精选学习资料 III区,1054000,紊流水力光滑区 =f Re. 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - -

12、- - - -IV 区,过渡粗糙区, =f Re、K/ d. V区,粗糙管, =f K/ d. 阻力平方区；12. 局部缺失运算公式：h jv22g突然放大局部缺失运算公式的推导；hjv 12v 22）,说明ghj 1A 1A 222 v 112 v 11 1A 1A 222 g2gA 2A 1hjA 2A 12v 2 22v 2 221 212g2g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2. 壁面粗糙的管道肯定是水力粗糙管；（3. 在进行水力运算时,短管是指管道几何长度较短的管道；（4. 临界雷诺数的大小仅与流体的流速有关,与流体

13、的性质无关；（5. 圆管中层流与紊流, 其断面流速分布有什么不同？试依据尼古拉兹试验紊流各区沿程阻力系数与 Re和Kd的关系？7. 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H10；小孔口H10）dd（2）薄壁孔口与厚壁孔口细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（3）自由出流与埋没出流（4）恒定出流与非恒定出流2. 薄壁小孔口恒定出流流量

14、公式：QA2gH03. 管嘴出流流量公式：QnA2gH0n1 . 32,d；bH09 m 水柱 0 . 75H0收缩断面压强：pc管嘴工作条件： al344. 短管的水力运算流量公式：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -QA2gH01ldQA2gH3. 总水头线与测压管水头线的画法；（1） 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）（

15、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；6. 长管的水力运算（1）简洁管路细心整理归纳 精选学习资料 运算公式：Hhflv28glQ224Q2llQ2 第 10 页,共 18 页 d2gc24R2gAA2C2R令KACR流量模数HhfQ2lK2hfQ2l285粗糙区（v12.m/s）：H2K水力光滑区或紊流过渡区（v.1 2 m/s）HhfkQ2l2Kv2l16Q仍可表示为：Hhfld2gd2g2dg2d令：sg82d5（比阻） - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - -

16、- - - - - - - - - - -粗糙区（v12.m/s）：HhfSlQ2水力光滑区或紊流过渡区（v.1 2 m/s）Hhf2 kSlQk 修正系数（2）串联管路运算原就：（1）Hiins iQi21HnQ i 2li1K2 ii1（2）QqiQi（节点流量）（3）并联管路运算原就：（1）hfhf1hf2hf3.（）（2）in1Q i0（节点流量）例： 1. 总水头线与测压管水头线的基本规律之一,是：（a）总水头线总是沿程上升；（c）测压管水头线沿程上升；（b）总水头线总是在测压管水头线的上方；（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（）（a） 管长等于 3-4

17、 倍的管径（b）作用水头小于 9 米水柱 c 管长 l 0 4、明渠匀称流的基本公式vQKiKAC流量模数谢齐系数：C1 R n1Ry（巴氏公式）（曼宁公式）Cn5、水力最优断面 定义：在过流断面的面积、糙率、底坡肯定前提下,通过流量最大的断面（外形、尺寸）；对于梯形断面渠道：hbh2 1m2m矩形渠道：hb2hh6. 明渠匀称流水力运算的基本问题（1）校核已建渠道的输水才能：2QKi（iQK（3） 确定渠道的断面尺寸： （试算或图解法）细心整理归纳 精选学习资料 第 6 章明渠恒定非匀称流 第 12 页,共 18 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

18、 - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -第 7 章 水跃1、明渠水流流淌类型（2）判别标准：法方干扰波波速弗劳德数临界水深临界底坡cgh mFrv gh mhKKi流态缓流vcFr.10hhKiiK临界流vcFr.10hhKiiK急流vcFr.10hhkiiK2. 断面单位能量（断面比能）Eshv2EshQ2Esfh 2g2gA2临界流方程：Q2A K 3（矩形渠道 :hK3q2）gBKg3. 跌水与水跃（1）跌水现象缓坡接陡坡的渠道细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1

19、3 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -缓坡渠道末端有跌坎（2）水跃现象（1）水跃方程：Q2AycfhhhgA（3）水跃的类型临界式水跃hthb埋没式水跃hthc远驱式水跃hth4. 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）水面曲线变化基本规律（1）全部 a 型、C 型曲线都是壅水曲线；（2）全部 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就（1）依据已知底坡或水深,按匀称流条件,判定急流、缓流,确定 N-N 线与K-K 线；

20、（2）视底坡转变或水工建筑物的影响,分析水流加速,仍是减速,判定水面曲线是壅水曲线仍是降水曲线；水流受阻,水流减速运动,水深变大,为壅水曲细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -线,反之为降水曲线；（3）把底坡转变或水工建筑物的影响,视为干扰,确定对上游的影响；如上游急流,这个干扰形成的波不向上游传播,上游水面为匀称流,水面线不变；如为缓流,干扰波向上游传播,上游水面曲线变化；（4）从急流到缓流显现

21、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（c）从缓流过渡到急流（b）从急流过渡到缓流（d）从缓流过渡到缓流第 8 章 堰流及闸孔出流 1. 堰流的分类薄壁堰：H0H. 5宽顶堰：2.5H100.b2 H15.Qm 0b2 H1 5.2. 堰流基本公式Qm 00有侧向收缩：Q2 H1 . 5m 0埋没出流：Q2 H.15m 03、宽顶堰（ 1）宽顶堰自由出流细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第

22、15 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -水流特点：（1）二次水面跌落；（2）堰顶上水流为急流；（2）宽顶堰埋没出流水流特点：（1）一次水面跌落,下游显现动能复原z（2）堰顶上水流为缓流；（3）宽顶堰埋没过程及埋没标准埋没标准：（1）必要条件：hs0（2） 充分条件：hs0 .8H0液体运动的流畅理论第 12 章1. 质点的速度、加速度速度：uxuxx ,y,z uux ,y,z yyuux ,y,z zz质点加速度的表达式（欧拉法）细心整理归纳 精选学习资料 axuxuxuxuyuxuzu

23、x 第 16 页,共 18 页 txyz - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -2. 液体质点运动的基本形式3. 有旋流与无旋流x1uzuy2xy流体质点（微团）旋转变形表达式y1uxuz0 002zxz1uyux2xy对于有旋流x0, 对于无旋流（势流）xy0yz0z第 14 章恒定平面势流的流速势及流函数1.势函数和流函数对于无旋流,即uzdzuzuy（）（）式成立,yzuxuzzx是使uxdxuydyuyuxx ,y,z 的全微分的充分必要条xy

24、成为某一函数件,即细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 17 页,共 18 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -duxdxuydyuzdzdxdxxydyyzdzuzz比较上两式,得ux,uy,对于不行压缩流体,连续性微分方程所以,函数x ,y,z叫流速势, 且为调和函数； 无旋流必定为势流,（存在流速势）；反之,势流必定为无旋流；对于平面势流,x ,y,u xx,u yy由连续性微分方程,（）式（）是使uydxuxdy成为某一函数x ,y成立的充要条件；流函数亦为调和函数；题目类型：1. 给出流速场,判定是有旋流、无旋流？2. 给出流速场,求势函数、流函数？duxdxuydyuzdz,3. 给出势函数,求流函数？4. 给出流函数,求势函数？细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 18 页 - - - - - - - - -