基础水力学复习

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1、基础水力学复习绪论水力学的研究方法进行假定，建立模型，利用数学，建立方程理论分析优点：精准缺点：假定过多，数学求解困难，适用性差原型或模型试验，分析数据，经验公式科学实验优点：直观、可靠缺点：繁琐、耗时、高价结合数值计算方法，利用计算机求得近似解数值计算优点：轻松求解复杂问题、快速、廉价缺点：合理性需要理论和试验的检验液体的基本特征•与固体比较：存在流动性，不能承受拉力•与气体比较：有固定体积，能够承受压力连续介质假定•真实液体可以近似地看做是由“液体质点”组成的毫无间隙的充满其所占空间的连续体。•液体质点：微观充分大，宏观充分小的分子团•原因：充分利用数学工具，摆脱复杂分子运动易流动的

2、、不易被压缩的连续体液体的物理性质回顾M:（kg）惯性F=−MaF:（N）或（kN）Mρ:（kg/m3）密度ρ=V:（m3）V通常把一个标准大气压下，温度为4℃时蒸馏水的密度(1000kg/m3)作为水的密度计算值。重量G=MgM:（kg）G:（N）或（kN）液体的粘滞性粘滞性液体质点间发生相对运动时产生摩擦力的性质称为粘滞性。这个摩擦力产生在液体的内部，故称之粘滞力为内摩擦力，又称粘滞力。y无滑移条件FUu+dub线性分布hdymu相对运动牛顿内摩擦定律duF∝Ady作层流运动的流体，作用在流层上的切应力与流速梯度成正比，同时与流体的性质有关。Fduτ==µAdy切应力：单位液体的动力

3、粘滞系数，流速梯度，实质上面积上的内摩跟液体的种类有关。是液体质点之间的擦力；单位：N·s/m2,Pa·s剪切变形速度。单位：N/m2粘滞性的特点液体的粘滞性随温度升高而减小，气体则刚好相反。实际当中，液体的粘滞性还常用运动粘滞系数ν，即μ与ρ的比值表示：µν=ν:（m2/s）ρρ:（kg/m3）牛顿内摩擦定律的适用条件1.作层流运动的流体；2.牛顿流体。在水力学中,我们通常假设液体没有粘性，即μ=0。这种没有粘性的液体称为理想流体，而具有粘滞性的液体称为实际液体。作用于液体上的力作用于液体表面上的力，其大小与受力表面的表面力面积成正比。如摩擦力，水压力，粘滞力等。作用于每个液体质点上的

4、力，其大小与液体的质量力质量成正比。如重力、惯性力等。对于均质液体，质量和体积成正比，故质量力又称为体积力。单位质量力作用于单位质量液体上的力，称为单位质量力，其单位为m/s2。f=F/MX=Fx/M,Y=Fy/M,Z=Fz/M水静力学静水压强绝对静止静止的概念相对静止静水压强的特性静水压强的方向垂直并指向受压面任一点静水压强的大小与受压面的方向无关绝对压强相对压强地球表面大气所产生的压强，一般用p表a当地大气压示。工程中近似取98kN/m2(kPa)作为一个标准大气压，称为工程大气压。以设想没有大气存在的完全真空作为基准绝对压强起算所得的压强称为绝对压强，用符号p’表示。以当地大气

5、压作为零点起算所得的压强称相对压强为相对压强，用符号p表示。p=p′−pp′=p+paa真空真空度当液体中某点的绝对压强小于当地大气压真空p时，则该点的相对压强为负值，称那一a点存在负压，也称为真空。真空的大小用真空度p表示。真空度指该k真空度点的绝对压强小于当地大气压强的数值，或该点相对压强的绝对值。p=p−p′=pka欧拉平衡方程∂p=ρX∂x∂pρXVMX=ρYρX==∂yVV∂p=ρZ∂z物理意义左端表示压强沿某一方向的变化率，右端分别为x、y、z方向上单位体积上的质量力。方程表述在平衡液体中，静水压强沿某一方向的变化率与该方向上单位体积上的质量力相等。等压面等

6、压面定义压强相等的各点所组成的面叫等压面。等压面方程Xdx+Ydy+Zdz=0等压面特性1.等压面就是等势面。2.等压面与质量力正交。水平面即为等压面，这一结论仅适用于质量力只有重力的同一种连续液体。等压面即为水平面，这一结论则仅适用于质量力只有重力的液体。静水压强基本公式静水压强由两部分组成：一是自由面上的表面压强p；另0一部分是ρgh，即从该点到液体自由表面之间单位面积上的液柱重量。p=p+ρgh0若自由液面上的压强为当地大气压，即p=p，用相对压0a强表示上式可写为：p=ρgh静水压强基本方程的几何意义位置水头z2gpρpp1g2压强水头ρh=2ρg1h=hΔ12z测压管水头1zp

7、(z+)OOρg重力作用下的静止液体内，各点的测压管水头相等。静水压强基本方程的物理意义位置势能2gpρdmgzdmgzp1g2==zρ2h=dmgdG1h=hΔ压强势能12zpp1zdmgdmgρgρgpOO==dmgdGρgp总势能(z+)ρg仅在重力作用下的平衡液体内，各点的单位重量液体所具有的势能相等。压强的计量单位应力单位即单位面积上所受的力。N/m2(Pa)、kN/m2(KPa)。工程大气压以工程大气压强作为衡量压强大小