水力學(xué)課件 0緒論 考研

YangzhouUniv水力學(xué)揚(yáng)州大學(xué)水利科學(xué)與工程技術(shù)學(xué)院熊亞南

《水力學(xué)》YangzhouUniv

第一章緒論

§1水力學(xué)的研究?jī)?nèi)容

§2水利工程中的水力學(xué)問題

§4液體的主要物理性質(zhì)

§3連續(xù)介質(zhì)的概念

§5作用在液體上的力

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§1水力學(xué)的研究?jī)?nèi)容1水力學(xué)的研究?jī)?nèi)容水力學(xué)是研究液體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及在工程上應(yīng)用的一門科學(xué)。它是力學(xué)的一個(gè)分支。按液體的存在形式水靜力學(xué)水動(dòng)力學(xué)按研究的內(nèi)容基本原理工程應(yīng)用

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題2水利工程中的水力學(xué)問題安康水庫

《水力學(xué)》YangzhouUniv2水利工程中的水力學(xué)問題石頭河水庫緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題2水利工程中的水力學(xué)問題

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題水對(duì)水工建筑物的作用力問題水工建筑物的滲流問題

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題河渠水面曲線問題水工建筑物下游的消能問題水工建筑物的過水能力問題

《水力學(xué)》YangzhouUniv作用于建筑物表面上靜水總壓力在壓管中的恒定流明渠恒定流堰流及閘孔出流泄水建筑物下游的水流銜接與消能滲流水力學(xué)的主要研究課題：緒論§2水利工程中的水力學(xué)問題

《水力學(xué)》YangzhouUniv3連續(xù)介質(zhì)的概念緒論§3連續(xù)介質(zhì)的概念假設(shè)液體是一種連續(xù)充滿其所占據(jù)空間的毫無空隙的連續(xù)體水力學(xué)所研究的液體運(yùn)動(dòng)是連續(xù)介質(zhì)的連續(xù)流動(dòng)使得描述液體運(yùn)動(dòng)的一切物理量在空間和時(shí)間上連續(xù)，故可利用連續(xù)函數(shù)的分析方法來研究液體運(yùn)動(dòng)。意義

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)4液體的主要物理性質(zhì)表面張力

影響液體運(yùn)動(dòng)的因素內(nèi)因——物理性質(zhì)外因——作用在液體上的力密度與容重粘滯性

壓縮性

主要的物理性質(zhì)

《水力學(xué)》YangzhouUniv4.1密度與容重密度是指單位體積液體所含有的質(zhì)量對(duì)于均質(zhì)液體量綱為[M/L3]，單位為kg/m3一般取ρ水=1000kg/m3，γ水=9800N/m3=9.8kN/m3容重是指單位體積液體所含有的重量對(duì)于均質(zhì)液體量綱為[F/L3]，單位為N/m3因?yàn)?所以或緒論§4液體的主要物理性質(zhì)

《水力學(xué)》YangzhouUniv4.2粘滯性當(dāng)液體處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，若液體質(zhì)點(diǎn)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)間要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力抵抗其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種性質(zhì)稱為液體的粘滯性。

緒論§4液體的主要物理性質(zhì)內(nèi)摩擦力(粘滯力)粘滯性試驗(yàn)研究

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)牛頓平板實(shí)驗(yàn)

HUuy4.2粘滯性實(shí)驗(yàn)表明:內(nèi)摩擦應(yīng)力或粘滯應(yīng)力或流速梯度

《水力學(xué)》YangzhouUniv牛頓平板實(shí)驗(yàn)

HUuy4.2粘滯性牛頓內(nèi)擦定律

作層流運(yùn)動(dòng)的液體，相鄰液層間單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力與流速梯度成正比，同時(shí)與液體的性質(zhì)有關(guān)。動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度隨液體種類不同而異的比例系數(shù)緒論§4液體的主要物理性質(zhì)

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)關(guān)于牛頓內(nèi)摩擦定律的幾點(diǎn)討論（1）可以證明故切應(yīng)力與液體的剪切變形速度（率）成正比

即ABCDACDBuu+dududtdy

《水力學(xué)》YangzhouUniv關(guān)于牛頓內(nèi)摩擦定律的幾點(diǎn)討論緒論§4液體的主要物理性質(zhì)（2）粘度η——反映液體的性質(zhì)對(duì)摩擦力的影響粘性大的液體η值大，粘性小的液體η值小。η值的單位：N·s/m2或Pa·S

，稱為動(dòng)力粘度工程中常常用到:

ν值的單位：m2/s，稱為運(yùn)動(dòng)粘度

《水力學(xué)》YangzhouUniv關(guān)于牛頓內(nèi)摩擦定律的幾點(diǎn)討論緒論§4液體的主要物理性質(zhì)（2）粘度η——反映液體的性質(zhì)對(duì)摩擦力的影響粘性大的液體η值大，粘性小的液體η值小。粘度值的主要影響因素液體的種類液體的溫度溫度t粘度η或ν值對(duì)于水，式中水溫t以°C計(jì)，ν以cm2/s計(jì)

《水力學(xué)》YangzhouUniv關(guān)于牛頓內(nèi)摩擦定律的幾點(diǎn)討論緒論§4液體的主要物理性質(zhì)（3）牛頓液體與非牛頓液體

一般把符合牛頓內(nèi)摩擦定律的液體稱為牛頓液體,即當(dāng)液體種類一定、溫度一定時(shí)，η=const，切應(yīng)力與剪切變形速度成正比。否則稱為非牛頓液體。理想賓漢流體

牛頓流體

偽塑性流體

膨脹性流體

BηCADdu/dyτO1

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)關(guān)于牛頓內(nèi)摩擦定律的幾點(diǎn)討論（4）粘滯性是液體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量損失的主要根源實(shí)際液體：自然界中有粘滯性的液體理想液體：沒有考慮粘滯性的液體，即η=0

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)4.3壓縮性液體受壓后體積縮小，即為壓縮性；壓力撤除后恢復(fù)原狀，為彈性。水的壓縮性很小，在10℃時(shí)，K=2×109

N/㎡，即增加一個(gè)大氣壓，水的體積相對(duì)壓縮值為2萬分之一，故認(rèn)為水是不可壓縮的液體（即密度為常數(shù)的液體）。

用體積壓縮率κ或體積模量K來表示壓縮性的大小。

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§4液體的主要物理性質(zhì)4.4表面張力表面張力是自由表面上液體分子由于受兩側(cè)分子引力不平衡，使自由面上液體受有極其微小的拉力，它是一種局部受力現(xiàn)象。

表面張力的大小可用表面張力系數(shù)σ來表示σ是指自由面上單位長(zhǎng)度上所受拉力的數(shù)值

《水力學(xué)》YangzhouUniv5作用在液體上的力按力的作用方式分表面力質(zhì)量力緒論§5作用在液體上的力

《水力學(xué)》YangzhouUniv緒論§5作用在液體上的力5.1表面力作用于液體的表面上，并與受作用的液體表面積成正比的力度量方式總作用力表面應(yīng)力按力的作用方向分垂直于受作用面平行于受作用面壓力切力壓力或切力壓強(qiáng)或切應(yīng)力

《水力學(xué)》YangzhouUniv5.2質(zhì)量力作用于液體的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，并與受作用液體的質(zhì)量成正比的力度量方式總質(zhì)量力單位質(zhì)量力作用于單位質(zhì)量液體上的質(zhì)量力單位質(zhì)量力與加速度有一樣的量綱[L/T2]質(zhì)量力（單位質(zhì)量力）