2022年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水力學(xué)考試要求(共44張PPT)

一、考試題型1、簡(jiǎn)答題（35分）2、作圖題（10分）3、計(jì)算題（45分）4、推導(dǎo)證明題（10分）1液體的主要物理性質(zhì)――粘滯性

粘滯性是液體在流動(dòng)中產(chǎn)生能量損失的根本原因。粘滯性是理想液體和實(shí)際液體的主要區(qū)別。牛頓內(nèi)摩擦定律-----描述液體內(nèi)部的粘滯力規(guī)律

牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：

1)牛頓流體， 2)層流運(yùn)動(dòng)

緒論液體的主要物理性質(zhì)――可壓縮性：

在研究水擊時(shí)需要考慮。作用在液體上的兩類作用力表面力和質(zhì)量力液體的邊界條件緒論連續(xù)介質(zhì)和理想液體

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)。本章主要考察對(duì)基本概念的理解例：理想液體和實(shí)際液體有何區(qū)別？明渠均勻流公式Chapter10，11流態(tài)的判別：雷諾數(shù)Re

Re＜Recr層流；明渠均勻流水力計(jì)算類型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)條件解析法求作用于任意平面上的靜水總壓力曲面上靜水總壓力的求解牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：根據(jù)平面的形狀：對(duì)規(guī)則的矩形平面可采用圖解法，任意形狀的平面都可以用解析法進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)平面的形狀：對(duì)規(guī)則的矩形平面可采用圖解法，任意形狀的平面都可以用解析法進(jìn)行計(jì)算。靜水總壓力的作用點(diǎn)一般在受壓面形心以下曲面上靜水總壓力的求解Chapter1水靜力學(xué)包括靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。通過(guò)靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的計(jì)算，我們可以求作用在建筑物上的靜水荷載。

液體在平衡狀態(tài)下，質(zhì)量力是有勢(shì)力。液體平衡微分方程式的三種表達(dá)形式：重點(diǎn)及難點(diǎn)靜水壓強(qiáng)：

掌握靜水壓強(qiáng)特性,等壓面,水頭的概念，以及靜水壓強(qiáng)的計(jì)算和不同表示方法。重力作用下靜水壓強(qiáng)的基本公式

“水頭”:表示單位重量液體含有的能量。1

20幾種質(zhì)量力同時(shí)作用下的液體平衡重點(diǎn)及難點(diǎn)壓強(qiáng)的三種表示方法：絕對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)，真空度,要掌握絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空度三者的概念和它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

靜水總壓力的計(jì)算

靜水總壓力求解包括求力的大小、方向和作用點(diǎn)，受壓面可以分為平面和曲面兩類。根據(jù)平面的形狀：對(duì)規(guī)則的矩形平面可采用圖解法，任意形狀的平面都可以用解析法進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算曲面靜水總壓力時(shí)，要注意壓力體的繪制。(a)三角形壓強(qiáng)分布圖(b)梯形壓強(qiáng)分布圖靜水總壓力大小和方向矩形平面單位寬度受的靜水總壓力是壓強(qiáng)分布圖的面積矩形所受總壓力方向：垂直指向受壓面解析法求作用于任意平面上的靜水總壓力靜水總壓力的作用點(diǎn)一般在受壓面形心以下靜水總壓力大小和方向分別由以下兩式確定曲面上靜水總壓力的求解作用于二向曲面上的靜水總壓力FP分解為水平方向和垂直方向兩個(gè)分力。壓力體的構(gòu)成本章要求：1.基本概念2.計(jì)算3.作圖根據(jù)平面的形狀：對(duì)規(guī)則的矩形平面可采用圖解法，任意形狀的平面都可以用解析法進(jìn)行計(jì)算。例：湍動(dòng)為什么使流速分布均勻化？明渠非恒定流特性及波的分類圓管均勻?qū)恿鬟\(yùn)動(dòng)及沿程水頭損失的計(jì)算2、流線、跡線微分方程Chapter10，11牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：（4）設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸（所建坐標(biāo)系應(yīng)使投影分量越多等于0為好，這樣可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。掌握總頭線、測(cè)壓管水頭線、水力坡度的概念及水頭線的繪制。常用消能方式：底流消能、條流消能和面流消能三大方程

連續(xù)方程v1A1=v2A2

能量方程動(dòng)量方程

液體運(yùn)動(dòng)的基本概念

流動(dòng)的分類、斷面平均流速及流線、跡線等概念Chapter2能量方程應(yīng)用注意事項(xiàng):

選擇統(tǒng)一基準(zhǔn)面便于計(jì)算、選計(jì)算斷面、選典型點(diǎn)計(jì)算（壓強(qiáng)計(jì)算采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）

孔口恒定出流、畢托管、文丘里流量計(jì)、管嘴出流能量方程應(yīng)用：恒定總流動(dòng)量方程理想液體只有能量轉(zhuǎn)換，而沒(méi)有能量損失曲面上靜水總壓力的求解產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)條件Re＞Recr湍流

雷諾數(shù)是重要的無(wú)量綱數(shù)，它的物理意義表示慣性力與粘滯力的比值。通過(guò)靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力的計(jì)算，我們可以求作用在建筑物上的靜水荷載。重力作用下靜水壓強(qiáng)的基本公式牛頓內(nèi)摩擦定律適用范圍：絕對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)，真空度,水靜力學(xué)包括靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力兩部分內(nèi)容?！八^”:表示單位重量液體含有的能量。連續(xù)方程v1A1=v2A2水靜力學(xué)包括靜水壓強(qiáng)和靜水總壓力兩部分內(nèi)容。曲面上靜水總壓力的求解液體的主要物理性質(zhì)――可壓縮性：

a)動(dòng)量方程是矢量方程，要建立坐標(biāo)系。（所建坐標(biāo)系應(yīng)使投影分量越多等于0為好，這樣可以簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程。）

b)流速和力矢量的投影帶正負(fù)號(hào)。（當(dāng)投影分量與坐標(biāo)方向一致為正，反之為負(fù)）

c)等號(hào)左邊為流出動(dòng)量減去流入動(dòng)量。

能量方程圖示掌握總頭線、測(cè)壓管水頭線、水力坡度的概念及水頭線的繪制。

vo11v022

v總水頭線測(cè)壓管水頭線本章要求：1.基本概念2.計(jì)算（三大方程的聯(lián)立應(yīng)用）3.作圖（水頭線）

液體的兩種流態(tài)和判別

雷諾實(shí)驗(yàn)

層流—液體質(zhì)點(diǎn)互相不混摻的層狀流動(dòng)。

湍流—存在渦體質(zhì)點(diǎn)互相混摻的流動(dòng)。流態(tài)的判別：雷諾數(shù)Re

Re＜Recr層流；Re＞Recr湍流

雷諾數(shù)是重要的無(wú)量綱數(shù)，它的物理意義表示慣性力與粘滯力的比值。Chapter3

湍流的特征水頭損失（沿程水頭損失和局部水頭損失）理想液體只有能量轉(zhuǎn)換，而沒(méi)有能量損失產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)條件液體具有粘滯性(內(nèi)因)固體邊界的影響，液體質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(外因)沿程水頭損失與切應(yīng)力關(guān)系圓管均勻?qū)恿鬟\(yùn)動(dòng)及沿程水頭損失的計(jì)算λ的變化規(guī)律尼古拉茲實(shí)驗(yàn)（人工粗糙管）

幾個(gè)重要公式

達(dá)西公式

謝齊公式

曼寧公式局部水頭損失計(jì)算

本章要求：1.基本概念2.計(jì)算（水頭損失）例：湍動(dòng)為什么使流速分布均勻化？簡(jiǎn)單管道水力計(jì)算

短管水力計(jì)算

自由出流淹沒(méi)出流長(zhǎng)管水力計(jì)算方法

Chapter4管道分類復(fù)雜管道水力計(jì)算本章要求：1.基本概念2.計(jì)算3.作圖（水頭線）明渠均勻流特征：

（1）水深，底坡沿程不變及過(guò)水?dāng)嗝嫘螤畛叽绮蛔?/p>

（2）斷面平均流速沿程不變

（3）三線平行J=Jz=i

均勻流形成條件：恒定流，長(zhǎng)直棱柱體渠道，正坡渠道，糙率沿程不變

水力最佳斷面Chapter5明渠均勻流公式 明渠均勻流水力計(jì)算類型：

（1）求流量Q

（2）求渠道糙率n

（3）求渠道底坡：

（4）設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸

本章要求：1.基本概念2.計(jì)算Chapter6明渠水流流態(tài)的判別斷面比能Es和比能曲線臨界水深和臨界底坡水面線變化規(guī)律本章要求：1.基本概念2.計(jì)算（不包含水面曲線計(jì)算）3.作圖（水面線）Chapter7水躍現(xiàn)象及分類水躍方程水躍函數(shù)曲線共軛水深本章要求：2.計(jì)算（主要是矩形斷面共軛水深）1.基本理論Chapter8堰閘出流的區(qū)別堰流類型及計(jì)算閘孔出流水力計(jì)算本章要求：2.計(jì)算1.基本理論Chapter9常用消能方式：底流消能、條流消能和面流消能水流銜接形式底流消能降低護(hù)坦消力池設(shè)計(jì)本章要求：2.計(jì)算1.基本理論Chapter10，11水擊現(xiàn)象及分類明渠非恒定流特性及波的分類本部分要求：基本理論研究水擊時(shí)考慮液體的壓縮性和管壁彈性Chapter122、流線、跡線