第十三部分 管渠非恒定流

《第十三部分 管渠非恒定流》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、水的主要物理性质1、水的容重和密度物体之间相互具有的吸引力称为万有引力。地球对物体的引力称为重力（或重量G）G=mg均质流体，单位体积所具有的重量称为容重或重度，用γ表示。γ=G/v均质流体，单位体积所具有的质量称为密度，用ρ表示。ρ=m/v所以：γ=ρg第十三部分　管渠非恒定流水的主要物理性质一般情况下水的密度随压强和温度而发生的变化很小，故水的密度可以视为常数，工程上通常以一个标准大气压和温度为4℃时的最大密度值作为计算值，其数值为1000kg/m3，容重则为9.8kN/m3。水的主要物理性质2、粘滞性和粘滞系数在运动状态时，液体

2、质点之间或流层之间就存在相对运动，此时，液体质点之间或流层之间会抗拒相对运动而产生质点之间的内摩擦力，内摩擦力做功而消耗有效机械能。液体的这种特性称为粘滞性。表征液体粘滞性质的系数称为粘滞系数。包括动力粘滞系数（μ）和运动粘滞系数（υ）。μ＝υρυ的单位是m2/s；μ的单位：N·s/m2水的主要物理性质粘性系数大小与流体种类有关，并随压强和温度的变化而发生变化；对于常见的流体如水、油和空气等，粘性系数随压强的变化不大，一般可以忽略；温度是影响粘性系数的主要因素，温度升高，水的粘性减小，而气体的粘性增大。水的主要物理性质3、压缩性当压强

3、增大时，水的体积减小，同时密度增大，这一性质称为压缩性。水的压缩性很小，一般不必考虑，即把水看成是不可压缩的。但在某些特殊情况下，这种压缩性就不能忽略不计。例如，水在管道内流动，当阀门突然关闭造成水击时，必须考虑水的压缩性。（水击：管道在运行中，突然停泵、关闭阀门和突然停电会使管道内水的流速急剧变化，使压力急剧升高或降低，有时管道中还伴随出现锤击的声音和振动，称之为水击。）水的主要物理性质4、表面张力流体与气体不同，它具有自由表面，而且存在着使自由表面收缩到最小表面形状的力，这种力称为表面张力。由于表面张力的作用，就会产生一种毛细现象

4、。例如水是浸润管壁的流体，它会沿毛细管上升；而水银是不浸润管壁的液体，它会沿毛细管下降。毛细管现象在日常生活和工程技术中有重要作用。表面张力示意图毛细管现象流体静力学一、流体静力学概念研究流体静止或平衡时的力学规律及其工程应用的科学。由于静止流体无相对速度，不呈现粘滞性，不存在切力，也不能承受拉力，故其所受的力只能是压力和重力。二、压强在静水中，取一微小面积Δw，其上作用静水压力ΔP，则面积上的平均压强当△w无限小时，　的极限值即为A点的静水压强式中，p以N/m2表示，称为帕（Pa)，即1Pa=1N/m2。流体静力学三、静止流体压强的

5、两个特性：(1)静止压强的方向必然沿着作用面的内法线方向，即垂直指向作用面。这是因为静止流体内的应力只能是压应力；(2)流体中任一点静水压强的大小与作用的方向无关。换言之，一点上各个方向的压强均相等。这是因为静止流体中某一点受四面八方的压应力而达到平衡。流体静力学四、流体静力学基本方程流体静力学静水压强基本方程意义：静止液体中任意一点的压强等于液面压强和该点深度与容重乘积之和。静止液体内压强随深度按直线规律变化。在静止液体内深度相同，压强也相同。由深度相同即压强相等的各点所构成的面是一水平面，称等压面。如液面压强增加△p，则内部压强也

6、相应增加△p，即液面压强的增量将等值地传到液内各点。流体静力学静水压强的表示方法：绝对压强：以绝对真空状态为零点起算的压强为绝对压强,用pfd表示。相对压强：以当地大气压强为零点起算的压强称为相对压强，用Pd表示。P=pfd-pd。一般实际工程多采用相对压强来表示压强大小。如果绝对压强大于大气压强，则相对压强是正值，称正压，其值可用压力表测出，故一般均称表压；反之，绝对压强小于大气压强，则相对压强是负值，称负压。这是一种真空状态，真空的大小用真空度pk表示。Pk=pd-pfd流体动力学一、动力学的基本原理流体动力学是研究流体运动规律的

7、科学。在流体静力学中，压强只与水深有关，或者说与所处空间位置有关在流体动力学中，压强还与运动情况有关流体动力学二、流体运动的基本概念流体运动是由无数流体质点的运动所组成的，且各质点之间都有力相互作用，质点上的力和其本身的运动存在一定的规律性，找到其原因，就可以解决运动中的问题。流体动力学二、流体运动的分类流体运动受其物性和边界条件的影响呈现复杂的运动情况。常根据运动特点对其进行分类。1．根据流动要素(流速与压强)与流行时间分类1）恒定流流场内任一点的流速与压强不随时间变化，而仅与所处位置有关的流体流动称为恒定流。2）非恒定流运动流体各

8、质点的流动要素随时间而改变的运动则称为非恒定流，水位随水的放出而不断改变的水流运动。非恒定流的情况较复杂，水力学上考虑的多为恒定流问题。流体动力学2．根据流体流速变化分类1）均匀流流体流速的大小和方向沿流线不变的水流称为