水力學(xué)課程總結(jié)ppt課件-在線瀏覽
2025-06-18 04:15本頁(yè)面
【正文】 六 . 作用在曲面上的靜水總壓力 xcx AhP ??pz VP ??22 zx PPP ??xzPParctg???關(guān)鍵：壓力體 七 .浮體的平衡與穩(wěn)定 平衡條件 穩(wěn)定性 7 ?關(guān)鍵：求三心 （ 1）基本概念：定傾中心 M、偏心距 e、定傾半徑 ?、定傾高度 hm= ?e ? e 穩(wěn)定平衡 ? = e 隨遇平衡 ? e 不穩(wěn)定平衡 （ 2）穩(wěn)定性： D在上、 C在下 穩(wěn)定； D、 C重合隨遇平衡； D在下、 C在上（三種情況） VI y??Iy為全部浮面對(duì)中心縱軸 O–O的慣性矩 。 16 二 .相似準(zhǔn)則 mp NeNe ?牛頓相似準(zhǔn)則 流動(dòng)相似的普遍準(zhǔn)則 2222mmmmppppvlFvlF?? ?，稱為佛汝德數(shù)glvFr ?1. 弗勞德準(zhǔn)則 mp FrFr ?表示 重力慣性力 對(duì)液流起主要作用的是重力 17 2. 雷諾相似準(zhǔn)則 ，稱為雷諾數(shù)?vl?Re當(dāng)促成液流運(yùn)動(dòng)的作用力只有粘滯力時(shí) ， 表示 粘滯力慣性力mp ReRe ?三 .量綱分析 1. 量綱和諧原理 對(duì)于任一具體的流動(dòng) ， 若可以用函數(shù)關(guān)系式 （ 物理方程 ） 來(lái)表示 ， 方程中各項(xiàng)的量綱必須一致 ， 此稱量綱和諧 。 分四步 ?。 （ n個(gè)） 2. 定基本物理量 m 找全、找準(zhǔn) A A A3獨(dú)立 ? ? ? ?nm f(?1,?2,?nm )=0 量綱和諧原理 ? ?的 表達(dá)式 20 第五章小結(jié) 一 .水頭損失 jfw hhh ??水力半徑 R=A/ ? 濕周 ? hf：粘滯力引起； hj：局部水流阻力。 3. 流態(tài)的判別 — 雷諾數(shù) ??? vdvdRe ??表示慣性力與粘滯力的對(duì)比關(guān)系 圓管 非圓形斷面的管道或渠道 2 3 0 0Re ?cr 500Re ?cr22 四 .圓管層流的沿程水頭損失 )(4 220 rrJu x ?? ??圓管層流中流速為拋物型分布（旋轉(zhuǎn)拋物面） vd lh f 232? ?? Re64??gvdlhf 22??五 .紊流的特征 1. 紊流中運(yùn)動(dòng)要素的脈動(dòng) xxx uuu ??? xxx uuu ??39。 2xu??? 恒定流脈動(dòng)量 （ u、 p等 ） 的時(shí)間平均值為零 。 039。39。 在層流底層 ， 粘性應(yīng)力占主導(dǎo)地位； 在紊流區(qū) ， 由流體微團(tuán)的脈動(dòng)流速引起各層流體間動(dòng)量交換產(chǎn)生的紊流附加切應(yīng)力 占主導(dǎo)地位 。 25 2. 紊流分區(qū) 絕對(duì)粗糙度： 壁面突出的平均高度 ， 用 ?表示 。 設(shè)計(jì)一種人工管道，將粒徑相同（ ks）的砂粒均勻粘在管道壁面上，如果人工管道在水頭、管徑及管長(zhǎng)與工業(yè)管道均相同時(shí)，hf也相等，則 ks稱為工業(yè)管道的 當(dāng)量粗糙度 。 27 3. 紊流流速分布 層流流速分布 紊流流速分布 拋物型分布 對(duì)數(shù)分布 七 .圓管紊流沿程水頭損失的計(jì)算 gvdlhf 22??關(guān)鍵求 ? 28 沿程損失系數(shù)的五個(gè)分區(qū) 1． I區(qū) ， Re2300， 層流區(qū) ， λ=f (Re)=64/Re， hf? v 2． II區(qū) ， Re=2300~4000， 層流到紊流過(guò)渡區(qū) ， λ= f (Re)， 該區(qū)范圍很窄 ， 實(shí)用意義不大 ， 一般不考慮 。 4． IV區(qū) ， 紊流過(guò)渡區(qū) ， λ=f (Re、 ks/r0). 沿程損失系數(shù)與雷諾數(shù)和粗糙度都有關(guān) 。 沿程水頭損失與斷面平均流速的平方成正比 , 通常也稱作‘ 阻力平方區(qū) ’ 。 單位：計(jì)算 C的兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式必須采用國(guó)際單位 。 31 九 . 局部水頭損失的計(jì)算 計(jì)算局部水頭損失的公式 gvhj 22??gvhj 221?圓管斷面突然顯著擴(kuò)大 。 fj hgvh ???? %522?管流的分類 二 .短管的水力計(jì)算 短管的所有公式都不用記憶 ，只需列能量方程 。 簡(jiǎn)單管路 H h QK lf? ?2220 lQShH f ??阻力平方區(qū) 36 復(fù)雜管路 由直徑不同的管段順次連接而成的管路。 2. 并聯(lián)管路 321 ffff B C hhhh ??? 323232222212121 lKQlKQlKQ ??323032220212101 lQSlQSlQS ??321 ???37 由總干管分出支管后不再匯合的管路 。 4. 沿程均勻泄流管路 lkQqlQklh rtf 2222 )( ??? ql tr ??折算流量 38 第七章小結(jié) 一 .明渠均勻流 1. 明渠的分類 棱柱型渠道 非棱柱型渠道 渠身形式 流動(dòng)分類 恒定流 非恒定流 非均勻流 漸變流 急變流 均勻流 底坡 i分類 正底坡 (順坡 )i 0 平底坡 (平坡 ) i = 0 反底坡 (逆坡 ) i 0 39 特征：兩個(gè)不變、三個(gè)相等、兩個(gè)平衡 ① 恒定流 ② Q 沿程不變 ③ 為棱柱型渠道 ④ i 和 n 沿程不變 ⑤ i 0 明渠均勻流動(dòng)的形成條件 40 謝才公式 iKRiACQ ?? 過(guò)流斷面的面積、糙率、底坡一定，通過(guò)的 流量最大 的斷面形狀。 （ 2）已知渠道寬深比 ? = b/h0 ，求正常水深 h0 。 （ 4）給定最大允許流速 v’ ，求正常水深 h0 及 b。 急流 當(dāng)渠道中有障礙物產(chǎn)生干擾時(shí) ， 干擾波既能向上游傳播 ， 又能向下游傳播 。 臨界流 43 hgBAgc ??緩流?? cv 臨界流?? cv 急流?? cv 緩流?? 1Fr 臨界流?? 1Fr 急流?? 1FrcvhgvFr ??44 45176。 正常水深 h0 明渠中對(duì)應(yīng) 斷面比能 Es最小 的水深 。 臨界底坡 icr 緩流??? crcr hhii 0,臨界流??? crcr hhii 0,急流??? crcr hhii 0,均勻流 46 ? 水流從緩流向急流過(guò)渡的局部水力現(xiàn)象 ， 稱 水跌 （ 跌水 ） 。E smin急流緩流臨界流=
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