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水力学 超级重要的基本概念

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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础

水力学基础基本概念复*

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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础

第一章
1、流体的流动性(p.1) 、流体的流动性 2、流体的粘性 、

绪论

(1)粘性 )粘性(p.6); ; (2)粘性系数μ(p.7);运动粘性系数ν(p.7); )粘性系数μ ;运动粘性系数ν ; (3)粘性系数的量纲 ) du (4)牛顿内摩擦定律 )牛顿内摩擦定律(p.6): τ = ? : dy (5)粘性系数随温度压强的变化; )粘性系数随温度压强的变化; (6)牛顿流体。 )牛顿流体。

2、流体的压缩性(p. 9) 、流体的压缩性 5、作用在流体上的力 、
(1)表面力(p.3); 表面力 ; (3)表面力与质量力的单位 )
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κ =?

1 dV 1 dρ = V dp ρ dp

(2)质量力(p.4) 质量力

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第二章 流体静力学
1、静水压强的特性(p.17) 、静水压强的特性
(1)静水压强的作用方向; )静水压强的作用方向; (2)静水压强的作用大小; )静水压强的作用大小;

2、压强的计量 、
(1)绝对压强(p.23); (2)相对压强(p.23); )绝对压强( ); )相对压强( ); )(4)标准大气压强( (3)真空与真空度(p.24)( )标准大气压强(atm); )真空与真空度( )( ); (5)工程大气压强(at) (6)液柱高(m H2O, mm Hg) )工程大气压强( ) )液柱高( , )

3、欧拉*衡微分方程(p.19,公式 、欧拉*衡微分方程 ,公式2-6) 4、流体静力学基本方程 、流体静力学基本方程(p.21,公式 ,公式2-9,2-10) ,
(1)物理意义 )物理意义(p.25); ; (3)测压管高度(压力水头); )测压管高度(压力水头); (2)几何意义 )几何意义(p.25) (4)测压管水头 )

5、静水压强分布与静水压强分布图(pp.32-33) 、静水压强分布与静水压强分布图
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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础
6、等压面 、 (1)等压面的定义(p.19) )等压面的定义( ) (2)等压面的性质 )等压面的性质(p.20) 1)等压面与质量力正交; 2)两液体的交界面是等压面 )等压面与质量力正交; ) (3)水*面是等压面的条件 ) 1)质量力只有重力; 2)连同的同一种流体; )质量力只有重力; )连同的同一种流体; 3)流体是静止的。 )流体是静止的。 7、*面壁上静水总压力的计算 、 (1)图算法 )图算法(p.26) 1)适用条件(一般为*面矩形壁面) )适用条件(一般为*面矩形壁面) 2)静水压强图的面积 与受压矩形壁的宽度 的乘积 P = S ? b 与受压矩形壁的宽度b的乘积 )静水压强图的面积S与受压矩形壁的宽度 (2)解析法 ) 1)坐标系 2)水压面的形心与形心点压强 )坐标系(p.29); ; ) 3)总压力大小; 4)总压力的作用中心(压心) )总压力大小; )总压力的作用中心(压心) 5)形心与压心的关系 )形心与压心的关系(p.30,公式 ,公式2-30)
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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础 8、曲面壁上的静水总压力 、 (1)水*分力的计算 )水*分力的计算(pp. 34-35) (2)铅锤分力的计算 ) 1)压力体的组成 )压力体的组成(pp.35-36) 2)实压力体与虚压力体 )实压力体与虚压力体(p.37) (3)曲面壁上静水总压力的大小与方向 )曲面壁上静水总压力的大小与方向(p.35)

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第三章 流体运动学
1、流体运动的描述 、 (1)拉格朗日法 )拉格朗日法(p.45); ; (2)欧拉法 )欧拉法(p.46) (3)流体质点(随体)导数(p.48) )流体质点(随体)导数( ) 2、恒定流与非恒定流(p.48) 、恒定流与非恒定流 3、均匀流与非均匀流(p.49) 、均匀流与非均匀流( ) 4、流线 与迹线( 、流线(p.50)与迹线(p.51) 与迹线 ) 5、流管、流束、元流、总流 、流管、流束、元流、总流(p.53) 6、过水断面、流量、断面*均流速 、过水断面、流量、断面*均流速(pp.53-54) 7、总流的连续性方程(p. 58) 、总流的连续性方程( )

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第四章 流体动力学基础 1、流体静压强与理想流体动压强及实际流体 动压强的比较 2、欧拉运动微分方程 3、实际流体的运动微分方程 (N–S)方程
(1)切应力的互等定律 (2)广义牛顿内摩擦定律 (3)压应力的特性和大小 1 p = ( p xx + p yy + p zz 3
?u pxx = p ? 2? x ; ?x
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)
?u y ?y ; pzz = p ? 2? ?u z ?z
7

p yy = p ? 2?

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第四章 流体动力学基础
1、渐(缓)变流、急变流(p. 76) 、 变流、急变流 2、伯努利方程(元流的能量方程) 、伯努利方程(元流的能量方程)
(1)满足条件 )满足条件(p. 75)(不可压缩,恒定流动,沿流管) (不可压缩,恒定流动,沿流管) (2)物理与几何意义 ) 3、总流的伯努利(能量)方程 、总流的伯努利(能量) (1)方程 )方程(p. 78) (2)物理与几何意义 )物理与几何意义(p. 78) (4)动能修正系数α(p. 77) )动能修正系数α (5)适用条件 )适用条件(p. 78) 1)恒定流; 2)不可压缩流体; )恒定流; )不可压缩流体; 3)只有重力质量力作用; 4)流量沿程不变; )只有重力质量力作用; )流量沿程不变; 5)两过水断面应为均匀流或渐变流断面 ) (6)可解决的问题 )
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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础 4、恒定总流的动量方程 、 (1)方程 )方程(p. 90) (2)物理意义 )物理意义(p.90) (4)动量修正系数β(p.89) )动量修正系数β (5)适用条件 )适用条件(p.90)
1)恒定流; )恒定流; 2)不可压缩流体; )不可压缩流体; 3)控制体过水断面应为均匀流或渐变流断面; )控制体过水断面应为均匀流或渐变流断面; 4)流经控制体的流量不变 )

(6)可用于解决的问题 )可用于解决的问题(p.90) (7)控制体 )控制体(p.88)

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第五章 量纲分析与相似原理
1、量纲、基本量纲、导出量纲(pp.109-110) 量纲、基本量纲、导出量纲(pp.109(pp.109 无量纲量(p.110) 2、无量纲量(p.110) 量纲和谐原理(p.111) 3、量纲和谐原理(p.111) 瑞利法(pp.1124、瑞利法(pp.112-113) 定理(pp.113 .1135、π定理(pp.113-114) 流动相似——几何相似、 ——几何相似 6、流动相似——几何相似、运动相似与动力相似 pp.118(pp.118-119) 相似准则(pp.120-121) 7、相似准则(pp.120-121)—— 雷诺数Re 弗劳德数Fr (1)雷诺数Re (2)弗劳德数Fr 马赫数Ma 欧拉数Eu (3)马赫数Ma (4)欧拉数Eu
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第六章 流动阻力和水头损失
1、水头损失(p. 129) 、水头损失
(1)水头损失产生的原因(粘性,流体的相对运动,紊动) )水头损失产生的原因(粘性,流体的相对运动,紊动) (2)沿程水头损失 )沿程水头损失(p. 129) (3)局部水头损失 )局部水头损失(p. 129)

2、水头线 、
(1)总水头线 )总水头线(p. 79) (2)测压管水头线 )测压管水头线(p.79) 与测压管水力坡度Jp (3)水力坡度 与测压管水力坡度 (p.79) )水力坡度J与测压管水力坡度 (4)总水头线与测压管水头线的特点 )总水头线与测压管水头线的特点(p. 79)

3、粘性流体的两中流态 、
(1)层流 )层流(p. 131); (2)紊流 ; )紊流(p. 131); ; (3)雷诺数 )雷诺数(p. 132); (4)临界雷诺数 ; )临界雷诺数(p. 132) (5)雷诺数的物理含义(p. 133) )雷诺数的物理含义( )
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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础 4、圆管中层流与紊流的速度分布(p.136, p.142) 、圆管中层流与紊流的速度分布 5、圆管紊流 、
(1)管壁相对粗糙 )管壁相对粗糙(p. 145) (2)粘性底层 )粘性底层(p. 144) (3)水力管滑管 )水力管滑管(p. 146) (4)水力粗糙管 )水力粗糙管(p. 146)

6、雷诺实验与尼古拉兹实验 、
(1)雷诺实验 )雷诺实验(p. 131); (2)尼古拉兹实验 ; )尼古拉兹实验(pp. 145-146) (3)尼古拉兹实验曲线与结果分析 )尼古拉兹实验曲线与结果分析(p. 146) 1)阻力系数分 区(层流、层流到紊流的过渡、紊流光滑区、紊 )阻力系数分5区 层流、层流到紊流的过渡、紊流光滑区、 流过渡区、紊流粗糙区) 流过渡区、紊流粗糙区) 2)各区阻力系数λ与雷诺数 和相对粗糙度ks/d的关系 和相对粗糙度k )各区阻力系数λ与雷诺数Re和相对粗糙度 /d的关系 3)各区水头损失与速度的关系 )
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水力学基础——基本概念 基本概念 水力学基础 7、当量粗糙(p. 150) 、当量粗糙 8、莫迪 、莫迪(Moody)图(p. 151) 图 9、沿程阻力计算(Darcy-Weisbach)公式 、沿程阻力计算( )
(1)公式 )公式(p. 130,公式 ,公式6-1); ; (3)层流的沿程损失系数 ) (2)适用范围 ) (4)紊流的 确定 )紊流的λ确定 (2)公式的适用范围 ) (4)曼宁系数 )曼宁系数n(p.153)

10、谢才(Chezy)公式 、谢才 公式
(1)公式 )公式(p. 152,公式 ,公式6-41); ; (3)谢才系数 )谢才系数C(p. 153)

11、局部损失计算公式 、
(1)公式 )公式(p. 130,公式 ,公式6-2); ; (2)局部损失系数ξ )局部损失系数ξ 1)管道进口 2)管道出口 )管道进口(p.159) )管道出口(p.158) 3)突扩 4)突缩 )突扩(p.158) )突缩(p.159)

12、水力半径(p. 133) 、水力半径( ) 13、非圆管断面的当量直径(p. 154) 、非圆管断面的当量直径( )
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第七章

有压管流及孔口与管嘴出流

1、有压管流 、 (2)自由出流 )
1)作用水头(p. 180) ; )作用水头 2)基本计算公式(p. 180): )基本计算公式 :

Q = ?A 2gH 0
(3)淹没出流 )
1)作用水头(p.180); )作用水头 ; 2)基本计算公式(p. 180): )基本计算公式 :

Q = ?A 2gH 0

?= λ

1 l + ∑? d

(3)短管与长管 )短管与长管(p. 180) (4)串联关与并联管 )串联关与并联管(pp. 186-187)
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174) 2、孔口出流(p. 174) 孔口出流(
(1)薄壁小孔口 )薄壁小孔口(p.174) (2)孔口自由出流 ) 1)孔口出流的收缩断面与收缩系数; )孔口出流的收缩断面与收缩系数; Ac ε = ≈ 0 .64 A 2)作用水头 0; )作用水头H 3)计算公式: v = ? 2 gH 0 Q = ?A 2 gH 0 )计算公式: 4)流速系数: φ = 0.97;流量系数μ= 0.62 流量系数μ )流速系数: (3)孔口淹没出流(p. 175) 孔口淹没出流 1)作用水头 0; )作用水头H 2)计算公式: Q = ?A )计算公式:
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2gH 0
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3、管嘴出流(p. 178) 、管嘴出流
1)作用水头H0; )作用水头 2)计算公式 )

v = φ n A 2gH 0

Q = ? n A 2gH 0
3)流速系数φn= 0.82 )流速系数φ 流量系数μ 流量系数μn= 0.82 4)管嘴出流正常工作的条件 )管嘴出流正常工作的条件(p. 179)

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第八章 明渠流
*坡, 1、明渠底坡i,顺(正)坡,*坡,逆(负)坡(p. 明渠底坡 , 206)。 206)。 明渠均匀流的特性与发生条件(p.208)。 2、明渠均匀流的特性与发生条件(p.208)。 3、明渠的水力最优断面(p.211)与允许流速(p.212) 明渠的水力最优断面(p.211)与允许流速( 圆断面明渠流的充满度(p.214)。 4、圆断面明渠流的充满度(p.214)。 5、急流与缓流(p.218)及其判定条件。 急流与缓流(p.218)及其判定条件。 临界速度v 正常水深h 临界水深h 6、临界速度 cr,正常水深 0,临界水深 cr,临界底坡 icr,断面单位能量(比能)E。 断面单位能量(比能) 水跃、共轭水深(p.228),与水跌(p.231) ),与水跌 7、水跃、共轭水深(p.228),与水跌(p.231) 恒定明渠非均匀流水面曲线按底坡、 8、恒定明渠非均匀流水面曲线按底坡、水深分区及水 面曲线种类(pp.238-240) 面曲线种类(pp.238-240)
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第十一章 一维气体动力学基础
1、声速(p.274)与声速公式 声速(p.274)
a= dp = dρ K = γRT = 20.1 T

ρ

2、马赫数与马赫角(pp.276-277)。 马赫数与马赫角(pp.276-277)。 亚声速、 3、亚声速、超声速 与跨声速(p.276) 与跨声速(p.276) 滞止参数( 4、滞止参数(p.281) 喷管( 5、喷管(p. 284) 6、喷管等熵出流的 速度变化( 速度变化(p. 285) 。
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辛苦?还得努力!
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