水利学复习题.ppt

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1、第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 水静力学水静力学第三章第三章 水流运动的基本原理水流运动的基本原理第四章第四章 水流型态与水头损失水流型态与水头损失第五章第五章 有压管道中的恒定流有压管道中的恒定流第六章第六章 明渠恒定均匀流明渠恒定均匀流第七章第七章 明渠恒定非均匀流明渠恒定非均匀流第第八八章章 堰流与闸孔出流堰流与闸孔出流第九章第九章 泄水建筑物下游水流衔接与消能泄水建筑物下游水流衔接与消能 目录目录目录目录 第一章第一章 绪论绪论 本章学习指导本章学习指导 本本章章讲讲述述水水力力学学研研究究的的内内容容和和任任务务、连连续续介介质质概概念念和和理理想想液液体体概概念念、液体的主要物

2、理性质和作用于液体上的力、液体的主要物理性质和作用于液体上的力 等问题等问题。由由于于液液体体运运动动非非常常复复杂杂，通通过过原原型型观观测测、系系统统实实验验、模模型型实实验验，获获得得丰丰富富的的试试验验资资料料，运运用用数数据据分分析析方方法法，建建立立水水流流运运动动理理论论，并并在在生生产产实践中检验、补充、发展、完善，这是水力学发展的基本途径。实践中检验、补充、发展、完善，这是水力学发展的基本途径。学学习习了了解解我我国国古古代代治治水水的的光光辉辉成成就就，水水力力学学同同生生产产及及社社会会发发展展的的关关系系，激激发发了了我我们们的的爱爱国国主主义义精精神神，提提高高学学习

3、习的的自自觉觉性性和和积积极极性性，坚坚定定并并增增强为我国建设事业和水利科学发展的献身精神。强为我国建设事业和水利科学发展的献身精神。第一章第一章 绪论绪论 本章重点本章重点 水力学的性质和任务；水力学的性质和任务；液体的主要物理性质和作用于液体上的力。液体的主要物理性质和作用于液体上的力。第一节第一节第一节第一节 水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 一、水力学的定义和研究对象一、水力学的定义和研究对象水力学就是研究以水为代表液体的机械运动规律和实际水力学就是研究以水为代表液体的机械运动规律和实际工程应用的科学。工程应用的科学。水力学的基

4、本原理也适用于一般常见的液体和可以忽水力学的基本原理也适用于一般常见的液体和可以忽水力学的基本原理也适用于一般常见的液体和可以忽水力学的基本原理也适用于一般常见的液体和可以忽略压缩性影响的气体略压缩性影响的气体略压缩性影响的气体略压缩性影响的气体水力学研究的内容是液体的机械运动规律水力学研究的内容是液体的机械运动规律水力学研究的内容是液体的机械运动规律水力学研究的内容是液体的机械运动规律水力学研究的目的在于应用水力学研究的目的在于应用水力学研究的目的在于应用水力学研究的目的在于应用 第一章第一章 绪论绪论 一、液体的基本特征一、液体的基本特征容易流动容易流动容易流动容易流动(易变形易变形易变形

5、易变形)不易被压缩不易被压缩不易被压缩不易被压缩 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质二、液体的主要物理性二、液体的主要物理性质质 （一）（一）（一）（一）液体的液体的液体的液体的惯惯惯惯性性性性 单单单单体体体体体体体体积积积积均均均均质质质质液体所具有的液体所具有的液体所具有的液体所具有的质质质质量，称量，称量，称量，称为为为为密度密度密度密度 非均非均非均非均质质质质液体液体液体液体时时时时任一点密度任一点密度任一点密度任一点密度 第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二

6、节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质（二）（二）（二）（二）液体的重量和液体的重量和液体的重量和液体的重量和容重容重容重容重 单单单单位体位体位体位体积积积积均均均均质质质质液体所具有的重量称液体所具有的重量称液体所具有的重量称液体所具有的重量称为为为为容重容重容重容重 非均非均非均非均质质质质液体液体液体液体时时时时任一点容重任一点容重任一点容重任一点容重 容重和密度的关系容重和密度的关系容重和密度的关系容重和密度的关系 几个常数几个常数几个常数几个常数 第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节

7、第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质（三）（三）（三）（三）液体的粘滞性液体的粘滞性液体的粘滞性液体的粘滞性 液体运液体运液体运液体运动时动时动时动时若若若若质质质质点点点点间间间间存在相存在相存在相存在相对对对对运运运运动动动动，则质则质则质则质点点点点间间间间就要就要就要就要产产产产生内生内生内生内摩擦力，并具有抵抗剪切摩擦力，并具有抵抗剪切摩擦力，并具有抵抗剪切摩擦力，并具有抵抗剪切变变变变形的能力，形的能力，形的能力，形的能力，这这这这种性种性种性种性质质质质即即即即为为为为液体液

8、体液体液体的粘滞性的粘滞性的粘滞性的粘滞性 第一章第一章 绪论绪论 液体遵循牛液体遵循牛液体遵循牛液体遵循牛顿顿顿顿内摩擦定律内摩擦定律内摩擦定律内摩擦定律 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质单单单单位面位面位面位面积积积积上的内摩擦力称上的内摩擦力称上的内摩擦力称上的内摩擦力称为为为为粘滞切粘滞切粘滞切粘滞切应应应应力力力力 流速梯度流速梯度流速梯度流速梯度 剪切剪切剪切剪切变变变变形速度形速度形速度形速度 粘滞系数粘滞系数粘滞系数粘滞系数 牛牛牛牛顿顿顿顿内摩擦定律只适用

9、于牛内摩擦定律只适用于牛内摩擦定律只适用于牛内摩擦定律只适用于牛顿顿顿顿流体和流体和流体和流体和层层层层流运流运流运流运动动动动 举例举例举例举例第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质（四）（四）（四）（四）液体的液体的液体的液体的压缩压缩压缩压缩性性性性 液体液体液体液体压缩压缩压缩压缩性性性性常常常常以体以体以体以体积压缩积压缩积压缩积压缩系数或体系数或体系数或体系数或体积弹积弹积弹积弹性系数来表示性系数来表示性系数来表示性系数来表示 体体体体积压缩积

10、压缩积压缩积压缩系数系数系数系数体体体体积弹积弹积弹积弹性系数性系数性系数性系数举例举例举例举例第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质（五）（五）（五）（五）液体的表面液体的表面液体的表面液体的表面张张张张力特性力特性力特性力特性 液体内部的分子之液体内部的分子之液体内部的分子之液体内部的分子之间间间间的相互作用力是相互平衡的。液体自由的相互作用力是相互平衡的。液体自由的相互作用力是相互平衡的。液体自由的相互作用力是相互平衡的。液体自由面由于水分子及空气分

11、子面由于水分子及空气分子面由于水分子及空气分子面由于水分子及空气分子间间间间的引力不平衡，使自由面能承受的引力不平衡，使自由面能承受的引力不平衡，使自由面能承受的引力不平衡，使自由面能承受微弱拉力的性微弱拉力的性微弱拉力的性微弱拉力的性质质质质，称，称，称，称为为为为表面表面表面表面张张张张力力力力，产生于：产生于：产生于：产生于：液体与气体相接触的自由表面液体与气体相接触的自由表面液体与气体相接触的自由表面液体与气体相接触的自由表面 液体与固体接触表面液体与固体接触表面液体与固体接触表面液体与固体接触表面 两种不同液体接触表面两种不同液体接触表面两种不同液体接触表面两种不同液体接触表面 第一

12、章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质表面表面表面表面张张张张力大小可用自由面上力大小可用自由面上力大小可用自由面上力大小可用自由面上单单单单位位位位长长长长度所受的拉力度所受的拉力度所受的拉力度所受的拉力，即表面即表面即表面即表面张张张张力系数力系数力系数力系数来度量来度量来度量来度量。20C20C20C20C的水的水的水的水=0.074N/m,=0.074N/m,=0.074N/m,=0.074N/m,水银水银水银水银=0.54=0.54=0.54=0.5

13、4 N/mN/mN/mN/m。在水力学在水力学在水力学在水力学实验实验实验实验中，中，中，中，当测压管当测压管当测压管当测压管内径内径内径内径过过过过小（小（小（小（d10mmd10mmd10mmd10mm）时时时时，就会引，就会引，就会引，就会引起起起起毛毛毛毛细细细细管管管管现现现现象象象象，读读读读数数数数产产产产生生生生误误误误差差差差 。第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质把以上所把以上所把以上所把以上所讲讲讲讲的概括起来就是，水力学所研究的的

14、概括起来就是，水力学所研究的的概括起来就是，水力学所研究的的概括起来就是，水力学所研究的对对对对象象象象 连续连续连续连续介介介介质质质质、牛、牛、牛、牛顿顿顿顿流体流体流体流体具有密度、容重具有密度、容重具有密度、容重具有密度、容重和粘滞性和粘滞性和粘滞性和粘滞性 一般情况下：一般情况下：一般情况下：一般情况下：压缩压缩压缩压缩性、表面性、表面性、表面性、表面张张张张力可以忽略。只有在一力可以忽略。只有在一力可以忽略。只有在一力可以忽略。只有在一些特殊些特殊些特殊些特殊问题问题问题问题中才需要考中才需要考中才需要考中才需要考虑虑虑虑。第一章第一章 绪论绪论 一、一、连续连续介介质质假假设设

15、第三节第三节第三节第三节 连续连续连续连续介介介介质质质质假假假假设设设设与理想液体的概念与理想液体的概念与理想液体的概念与理想液体的概念 为了研究方便，我们把液体看成是由质点组成的，为了研究方便，我们把液体看成是由质点组成的，为了研究方便，我们把液体看成是由质点组成的，为了研究方便，我们把液体看成是由质点组成的，而质点之间没有间隙的物质，而质点之间没有间隙的物质，而质点之间没有间隙的物质，而质点之间没有间隙的物质，这就叫连续介质。这就叫连续介质。这就叫连续介质。这就叫连续介质。二二、理想液体、理想液体 为了研究方便，我们把液体看成是绝对不可压缩、为了研究方便，我们把液体看成是绝对不可压缩、为

16、了研究方便，我们把液体看成是绝对不可压缩、为了研究方便，我们把液体看成是绝对不可压缩、不能膨胀、不能膨胀、不能膨胀、不能膨胀、完全没有粘滞性完全没有粘滞性完全没有粘滞性完全没有粘滞性、也没有表面张力特性、也没有表面张力特性、也没有表面张力特性、也没有表面张力特性的液体的液体的液体的液体。第一章第一章 绪论绪论 一、一、一、一、质质质质量力量力量力量力 第四节第四节第四节第四节 作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力 作用于所研究液体的每一个作用于所研究液体的每一个作用于所研究液体的每一个作用于所研究液体的每一个质质质质点上，其大小与液体的点上，其大小与液体的点上，其大

17、小与液体的点上，其大小与液体的质质质质量成比例的力，如重力、量成比例的力，如重力、量成比例的力，如重力、量成比例的力，如重力、惯惯惯惯性力等性力等性力等性力等 单单单单位位位位质质质质量力量力量力量力 第一章第一章 绪论绪论 一、面积一、面积一、面积一、面积力力力力 第四节第四节第四节第四节 作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力 作用于液体表面，其大小与受作用液体的表面作用于液体表面，其大小与受作用液体的表面作用于液体表面，其大小与受作用液体的表面作用于液体表面，其大小与受作用液体的表面积积积积成比成比成比成比例的力，如粘滞力、例的力，如粘滞力、例的力，如粘滞力、例

18、的力，如粘滞力、压压压压力、表面力、表面力、表面力、表面张张张张力等力等力等力等。压压压压力力力力液体单位面积上所受的压力称为压强液体单位面积上所受的压力称为压强液体单位面积上所受的压力称为压强液体单位面积上所受的压力称为压强 切力切力切力切力液体液体液体液体单单单单位面位面位面位面积积积积上的所受的切力称上的所受的切力称上的所受的切力称上的所受的切力称为为为为切切切切应应应应力力力力 第一章第一章 绪论绪论 液体主要物理力学性质液体主要物理力学性质液体主要物理力学性质液体主要物理力学性质 课后小结课后小结课后小结课后小结水力学的任务及其应用水力学的任务及其应用水力学的任务及其应用水力学的任务

19、及其应用 液体的基本特性液体的基本特性液体的基本特性液体的基本特性连续连续连续连续介介介介质质质质假假假假设设设设理想液体的概念理想液体的概念理想液体的概念理想液体的概念作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力作用于液体上的力 密度密度密度密度容重容重容重容重粘滞性粘滞性粘滞性粘滞性压缩性压缩性压缩性压缩性表面张力特性表面张力特性表面张力特性表面张力特性第一章第一章 绪论绪论 返回1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节第一节第一节 水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的

20、研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 二、水利工程中的水力学问题和任务二、水利工程中的水力学问题和任务第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节第一节第一节 水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 水利工程中的水力学问题和任务水利工程中的水力学问题和任务水力荷载问题水力荷载问题水力荷载问题水力荷载问题 建筑物的建筑物的建筑物的建筑物的过水能力过水能力过水能力过水能力和尺寸问题和尺寸问题和尺寸问题和尺寸问题 水能利用和水能利用和水能利用和水能利用和消能消能消能消能问题问题问题问题 河渠的河渠的河渠的河渠的水面曲线水面曲线水面曲线水面曲线计算问题

21、计算问题计算问题计算问题 建筑物的渗流问题建筑物的渗流问题建筑物的渗流问题建筑物的渗流问题 第一章第一章 绪论绪论 返回1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 返回第一章第一章 绪论绪论 1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 第一章第一章 绪论绪论 返回1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 第一章第一章 绪论绪论 返回1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学

22、的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 第一章第一章 绪论绪论 返回1-11-11-11-1水力学的研究水力学的研究水力学的研究水力学的研究对对对对象与任象与任象与任象与任务务务务 返回固体固体固体固体的的的的切切切切应应应应力与剪切力与剪切力与剪切力与剪切变变变变形的大小成比例形的大小成比例形的大小成比例形的大小成比例 液体的切液体的切液体的切液体的切应应应应力与剪切力与剪切力与剪切力与剪切变变变变形的速度成正比形的速度成正比形的速度成正比形的速度成正比第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本

23、特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质粘滞系数粘滞系数粘滞系数粘滞系数 运运运运动动动动粘滞系数粘滞系数粘滞系数粘滞系数 动力动力动力动力粘滞系数粘滞系数粘滞系数粘滞系数 随着随着随着随着液体的温度升高液体的温度升高液体的温度升高液体的温度升高，粘滞系数粘滞系数粘滞系数粘滞系数降低降低降低降低 （相对误差在（相对误差在（相对误差在（相对误差在1%1%1%1%以内）以内）以内）以内）返回第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性液体的基本特性和主要物理力学性质质质质返回第一章第一

24、章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 典型例题典型例题典型例题典型例题返回第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 典型例题典型例题典型例题典型例题返回第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节第二节第二节 典型例题典型例题典型例题典型例题第一章第一章 绪论绪论 返回应用广泛应用广泛应用广泛应用广泛返回第一章第一章 绪论绪论 实验证明，不穿泳衣的阻力比穿泳衣要大实验证明，不穿泳衣的阻力比穿泳衣要大9%9%。其主要原因在于都遵循一个运动力学原理其主要原因在于都遵循一个运动力学原理物体物体越呈流线型，阻力越小，速度就越快。越呈流线型，阻力越小，速度就越快。澳澳大大利利亚亚游游泳泳运运动动员员索索普普穿穿着着黑黑色色连连体体紧紧身身“鲨鲨鱼鱼皮皮”泳泳装装。返回第一章第一章 绪论绪论