水力学讲义ppt

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1、水力学讲义第一章水静力学本章研究处于静止和相对平衡状态下液体的力学规律。学完本章，你应该掌握：1、静水压强的两个重要的特性和等压面的性质。2、静水压强基本公式和物理意义，静水压强计算。3、静水压强的单位和三种表示方法：绝对压强、相对压强和真空度；理解位置水头、压强水头和测管水头的物理意义和几何意义。水力学讲义4、静水压强的测量方法和计算。5、静水压强分布图，并熟练应用图解法和解析法计算作用在平面上的静水总压力。6、绘制压力体剖面图，曲面上静水总压力的计算。本章需要您多做习题，测验中的大部分题目将出自本章内容！水力学讲义第一章水

2、静力学1.1静水压强及其特性静止液体作用在每单位受压面积上的压力称为静水压强，单位为（N/m2），也称为帕斯卡（Pa）。某点的静水压强p可表示为：水力学讲义第一章水静力学静水压强有两个重要特性：（1）静水压强的方向垂直并且指向受压面；（2）静止液体内任一点沿各方向上静水压强的大小都相等，或者说每一点的静水压强仅是该点坐标的函数，与受压面的方向无关，可表示为：p=p(x，y，z)水力学讲义第一章水静力学以上两个特性是计算任意点静水压强、绘制静水压强分布图和计算平面与曲面上静水总压力的理论基础。1.2等压面液体中由压强相等的各点所

3、构成的面（可以是平面或曲面）称为等压面，静止液体的自由表面就是等压面。如果对静止液体进行受力分析，导出液体平衡微分方程和压强全微方程，可得到等压面方程式。水力学讲义如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!欢迎提问水力学讲义第一章水静力学等压面方程式：Xdx+Ydy+Zdz=0式中：X、Y、Z是作用在液体上的单位质量力在x、y、z坐标轴上的分量，并且其中：U是力势函数。等压面有两个特性：（1）等压面就是等势面；（2）等压面与质量力正交。水

4、力学讲义第一章水静力学1.3重力作用下的静水压强基本公式重力作用下的静水压强基本公式（水静力学基本公式）为p=p0+γh式中：p0—液体自由表面上的压强，h—测压点在自由面以下的淹没深度，γ—液体的容重。该式说明：在静止液体中，任一点的压强等于表面压强与从该点到液体自由表面的单位面积上的液柱重量之和。水力学讲义如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!欢迎提问水力学讲义第一章水静力学1.4绝对压强、相对压强和真空度以设想完全没有大气存在的

5、绝对真空为零计量的压强称为绝对压强p'；以当地大气压作为零点计量的压强是相对压强p，若当地大气压强用绝对压强表示为pa，则相对压强与绝对压强的关系为：p=p＇-pa当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0=0静止液体中某点的相对压强为：p=γh水力学讲义第一章水静力学前面式用相对压强表示的静水压强基本公式，该式也可表示为：－－－－即用液柱的高度表示某点的压强，这是压强表示的另一种方法，也是用测压管量测某点压强的依据。当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真空。负压的绝

6、对值称为真空压强hυ，即水力学讲义第一章水静力学请注意：绝对压强永远是正值，相对压强可正也可负，真空压强（真空度）不能为负值。压强的计量单位有三种：（1）力的单位：N/m2（Pa）或kN/m2（kPa）；（2）大气压的倍数：即pa=98kN/m2，用pa的倍数表示；（3）液柱高度：米水柱高度（mH2O）或毫米水银柱高度（mmHg）。水力学讲义如果您有任何问题，请毫不犹豫地提出!Incaseofyouhaveanyquestion,DONOThesitatetoaskme!欢迎提问水力学讲义第一章水静力学1.5水头和单位势能重力

7、作用下静水压强基本公式可表示为：p=p0+γ(z0-z)或z+=cz是单位重量液体所具有的位能，p/γ是单位重量液体具有的压能。水力学中习惯用“水头”来称呼这些具有能量意义的长度量，即z称为位置水头（即单位重量液体具有的位置势能），p/γ称为压强水头（单位重量液体具有的压强势能），而（z+p/γ）称为测压管水头（表示单位重量液体具有的总势能)。因此，水静力学基本方程也可表述为：静止液体中各点的测压管水头是常数。该方程反映了静止液体中的能量分布规律。水力学讲义第一章水静力学1.6压强的测量和计算测量液体的压强，可以用压力表、压力

8、传感器等量测仪器，也可用水静力学原理设计的测压管、比压计、U型水银测压计等量测仪器和方法。例题分析如图：静水压强的量测和计算的理论依据是水静力学基本公式和连通器中等压面关系。水力学讲义第一章水静力学1.7静水压强分布图静水压强分布图可以形象地反映受压面平上的压强分布情况，并能