注冊巖土工程師流體力學(xué)考試復(fù)習(xí)資料-在線瀏覽
2024-11-02 18:14本頁面
【正文】 下游一定范圍的紊流脈動也將加劇從而加大了這段長度上的水頭損失。繞流阻力可分為摩擦阻力和壓差阻力。壓差阻力是物面上壓應(yīng)力的合力在來流方向的分量。所以壓差阻力由物面形狀決定，也稱形狀阻力。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(shè)計。 【重點、難點】 孔口自由、淹沒出流，管嘴出流；達(dá)西定律，裘布依假設(shè)，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(dāng)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(dāng)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(yīng)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?dāng)嗝娴拇笮≈浑S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(shè)計斷面時，按均勻流計算可以很方便地得到足夠準(zhǔn)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(xì)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(dá)西建立的基本關(guān)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(jìn)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(xué) 第一講 流體的物理性質(zhì)及流體靜力學(xué) 【內(nèi)容提要】 流體的主要物理性質(zhì)：連續(xù)介質(zhì)，理想流體，流體密度、密度，粘性，牛頓內(nèi)摩擦定律，可壓縮流體。 【重點、難點】 流體的粘度和運動粘度，作用在流體上的力：質(zhì)量力和表面力；流體的靜壓強，靜止流體作用在平面上，曲面上的總壓力。液體的體積有一定的大小并可以形成自由表面；氣體則沒有固定的體積，能充滿整個容器。承受壓力時，液體不容易被壓縮；氣體則容易被壓縮。這些分子不斷地作無規(guī)則的熱運動，分子之間又存在著空隙。工程問題中，任何一個宏觀體積所包含的分子數(shù)目都是非常多的，而我們所感興趣的流體的宏觀特性就變成 了所包含的大量分子的統(tǒng)計平均特性。或者說流體質(zhì)點完全充滿所占空間，沒有空隙存在。 流體的密度 流體單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量稱為密度，以 P 表示。但當(dāng)兩層流體之間有相對運動時，在它們的接觸面上就會產(chǎn)生內(nèi)摩擦力：運動快的流層對運動慢的流層產(chǎn)生拖動作用；運動慢的流層對運動快的流層產(chǎn)生阻力。流體具有內(nèi)摩擦力的特性就是流體的粘性。由于流體的粘性，流體在運動過程 中必須為克服內(nèi)摩擦力而做功，由此導(dǎo)致能量損失，從而使流體的運動變得更為復(fù)雜。有些流體不滿足切應(yīng)力與角變形速度成正比的關(guān)系，或者說它們的 值并非與 無關(guān)；這些流體如泥漿、油漆、接近凝固的石油等等被稱為非牛頓流體，而符合牛頓內(nèi)摩擦定律的流體如水、空氣等則稱為牛頓流體。 壓縮性 流體的壓縮性指流體體積隨壓強而變的特性。 1 個大氣壓增加到 1． 1 個大氣壓時，密度相對增加為 ，所以氣體的壓縮性是比較大的，一般都應(yīng)加以考慮。 理想流體的概念。而實際流體如水和空氣都是有粘性的。 作用在流體上的力 流體的機械運動是由外力作用引起的，為了便于研究流體平衡和運動的規(guī)律，我們將作用在流體上的力分為質(zhì)量力和表面力兩大類。常見的有重力、慣性力。根據(jù)作用力的方向，表面力又可分為垂直于作用
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