流體力學考試復習資料-在線瀏覽
2024-10-26 20:29本頁面
【正文】 ，將能量方程稍作改變后仍可推廣使用。圖中 ABC 為兩股流體的分界面。當斷面 1— 2— 3— 3處于漸變流時，就可以分別列斷面 1 一 l和 2— 2 的能量方程及斷面 1— 1和 3— 3 的能量方程。前面流體運動的分類已提到，漸變流中各流線的曲率很小，而且流線間的夾角也很小。因此，可以不考慮慣性力，同一過流斷面上各點間的壓差由重力引起，斷面上壓強分布與靜壓強分布規(guī)律相同 —— 直線分布即 式中下標 A、 B表示同一斷面上的不同位置的點，如圖 322。在均勻流中，流速沿流 程不變，即動能不變，這時測壓管水頭線與總水頭線平行，表明由于損失，使勢能減小，損失多少，勢能就減小多少。但對于有能量或流量輸入 (出 )的情況，將能量方程稍作改變后仍可推廣使用。圖中 ABC 為兩股流體的分界面。當斷面 1— 2— 3— 3處于漸變流時，就可以分別列斷面 1 一 l和 2— 2 的能量方程及斷面 1— 1和 3— 3 的 能量方程。明渠均勻流產(chǎn)生的必要條件及均勻流特性，謝才公式、滿寧公式，明渠均勻流水力計算，最佳水力斷面設計。 【重點、難點】 孔口自由、淹沒出流，管嘴出流；達西定律，裘布依假設 ，潛水井等計算 【內(nèi)容講解】 一、孔口、管嘴出流、有壓管道恒定流 薄壁小孔口恒定出流 流體經(jīng)孔口流出稱為孔口出流。當容器中水位 (或壓強 )不變，孔口的出流量恒定時，稱為恒定出流。流體從容器的四面八方流向孔口，流線成光滑曲線向孔口集中，在孔口斷面上流線不相平行，繼續(xù)收縮至距孔口斷面 d/2(d 為孔口直徑 )處流線才趨于平行，此斷面稱為收縮斷面，即圖 341 中斷面 cc。當管流中各運動要素均不隨時間變化，則稱為有壓管道恒定流。有壓管道恒定流的水力計算主要是確定管道中通過的流量；確定相應的水頭；確定某斷面的壓強或壓強沿管線的變化。 (三 )并聯(lián)管道 二、明渠恒定均勻流 天然河道和輸水渠、排水溝、 無壓涵洞等人工渠道以及不滿流管道中的水流稱為明渠水流。所以明渠水流又稱為無壓流動。 明渠水流的運動要素不隨時間變化的稱為明渠恒定流；沿流線不變化的稱為明渠均勻流，反之則稱為明渠非恒定流和非均勻流。渠道橫斷面的形狀、尺寸沿程不變的稱為棱柱形渠道，棱柱形渠道中水流的過水斷面的大小只隨水深變化。渠道底部高程沿水流方向的變化 用底坡表示。只有滿足以下全部條件，才會形成明渠均勻流。所以水面線與渠底平行，總水頭線與水面線平行 (水面線即測壓管水頭線 )，水力坡度與測壓管坡度與底坡均相等。它的計算特別簡單，因此雖然實際工程中常遇到明渠非均勻流，但在長直的順坡人工溝渠中，取最大流量來校核渠道的通過能力，或按最大流量來設計斷面時，按均勻流計算可以很方便地得到足夠準確的結(jié)果。本節(jié)主要討論水在土壤孔隙中流動的規(guī)律。 在工程問 題中，需要知道的是某一范圍內(nèi)滲流的平均效果，如平均滲流量、平均滲透壓力等，而不需要知道土壤孔隙中滲流的詳細過程，因此研究滲流時引入簡化的滲流模型來替實際的滲流運動。這樣整個滲流區(qū)可以被看成是為水所充滿的連續(xù)流動。必須注意，滲流模型中的流速和實際滲流中的流速是不會相等的。達西建立的基本關系為： 大口井與基坑排水 大口井是采取淺層地下水的一種井，井徑較大，大致為 2～ 10m 或更大些。 由于大口井與基坑排水的性質(zhì)近似，計算方法基本相同。對于井 壁 進水的完全井，其出水量公式與單井同。如圖 348所示大口井，井壁四周為不透水層，井底為半球形，與下層無限深的含水層緊接。則 流 體 力 學 第三講 流動阻力和水頭損失 【內(nèi)容提要】 本節(jié)主要學習層流、紊流及水利學幾何要素，雷諾數(shù)及層流、紊流的判別，層流、紊流的運動特征、沿程、局部水頭損失系數(shù)及水頭損計算，邊界層和繞流阻力計算。 打開玻璃管的調(diào)節(jié)閥，玻璃管中水開始流動。當管中平均流速副較小時，顏色液呈一直線狀 (如圖中 a)，與周圍清水互不摻混，這種有規(guī)則的分層流動被稱為層流。這時， 兩者已互相摻混，每個流體質(zhì)點的軌跡是十分混亂的，這種流態(tài)被稱作紊流。層流和紊流由于兩者內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，能量損失的規(guī)律也不同。流態(tài)的確定除了與流速的大小有關外，還與管徑和流體的粘性有關。 二、圓管中的層流運動 (一 )均勻流動方程式 取一段等直徑圓管中的恒定均勻流來討論，見圖 332。這種脈動是圍繞某一平均值而變化的。即時間平均流動和脈動的疊加。或者它的時均值隨時間遵循某一規(guī)律變化，就可看作是隨時間遵循某一規(guī)律變化的非恒定流 (如水箱中水無補給時，經(jīng)水箱孔口的出流 )，而且前面提到的概念如流線、斷面平均流 速等等對于時間平均流動，仍可照常應用。 紊流中的切應力除了由于粘性所產(chǎn)生的切應力外，由于質(zhì)點互相摻混、動量的交換，還存在著
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