《水力學(xué)總復(fù)習(xí)》課件

水力學(xué)總復(fù)習(xí)課程簡介水力學(xué)水力學(xué)是研究流體靜力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)的一門學(xué)科，它涵蓋了液體在靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的性質(zhì)和行為。課程內(nèi)容本課程涵蓋了水力學(xué)的核心概念，包括流體的性質(zhì)、液體靜力學(xué)、流體運(yùn)動(dòng)的基本定律、管道流、水力機(jī)械、開放水道流以及水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用。主要內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)1液體性質(zhì)密度、粘度、表面張力、壓縮性等性質(zhì)，了解液體在不同狀態(tài)下的物理特性。2流體運(yùn)動(dòng)基本定律連續(xù)性方程、伯努利方程、能量方程，掌握流體運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。3管道流層流和湍流、達(dá)西公式、管道損失計(jì)算，理解管道內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)特性。4水力機(jī)械渦輪泵、水輪機(jī)，掌握水力機(jī)械的工作原理和應(yīng)用。5開放水道流慢變流和快變流、水力跳，了解開放水道流的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。6水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用流量測量、水力建筑物設(shè)計(jì)，了解水力學(xué)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。1.液體的性質(zhì)不可壓縮性液體在壓力變化下體積變化很小。流動(dòng)性液體能夠流動(dòng)，并能適應(yīng)容器的形狀。表面張力液體表面存在著一種使表面積最小化的力。靜止液體壓力1深度液體深度增加，壓力也隨之增加2密度液體密度越大，壓力越大3重力加速度重力加速度越大，壓力也越大壓力的傳遞帕斯卡原理靜止流體中，壓力的傳遞是均勻的，在所有方向上都相等。應(yīng)用液壓系統(tǒng)，液壓升降機(jī)，水力壓機(jī)。浮力概念液體對浸在其中的物體所產(chǎn)生的向上托力阿基米德原理物體在液體中所受的浮力等于物體排開液體的重量計(jì)算公式F=ρVg，其中ρ為液體密度，V為物體排開液體的體積，g為重力加速度2.流體運(yùn)動(dòng)的基本定律連續(xù)性方程描述流體在流動(dòng)過程中質(zhì)量守恒的定律。伯努利方程描述流體在流動(dòng)過程中能量守恒的定律。能量方程考慮流體流動(dòng)過程中的能量損失，是伯努利方程的擴(kuò)展。連續(xù)性方程定義在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)中，流體通過任何橫截面的質(zhì)量流量保持不變公式ρ1A1v1=ρ2A2v2應(yīng)用計(jì)算管道中不同截面的流速、流量伯努利方程1動(dòng)能流體速度的平方2勢能流體位置的高度3壓力能流體壓力的影響能量方程速度壓力能量方程描述了流體在流動(dòng)過程中能量守恒的關(guān)系3.管道流層流流體粒子按層狀運(yùn)動(dòng)，流線平滑，無橫向混合。湍流流體粒子運(yùn)動(dòng)無規(guī)則，流線紊亂，有橫向混合。達(dá)西公式計(jì)算管道中水頭損失，與流速平方成正比。層流和湍流層流流體粒子沿著平行的直線流動(dòng)，流速沿管道截面均勻分布。湍流流體粒子以不規(guī)則、混亂的方式運(yùn)動(dòng)，流速沿管道截面不均勻分布。達(dá)西公式達(dá)西公式描述了管道中水流的壓降與流速、管道長度和摩擦系數(shù)之間的關(guān)系。管道損失1摩擦損失流體流動(dòng)過程中克服摩擦力所消耗的能量損失。2局部損失流體流經(jīng)管道局部變化處，如彎頭、閥門等產(chǎn)生的能量損失。3總損失摩擦損失與局部損失的總和。4.水力機(jī)械渦輪泵渦輪泵利用旋轉(zhuǎn)葉輪的動(dòng)能來提升或輸送液體，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)和城市供水等領(lǐng)域。水輪機(jī)水輪機(jī)將水流的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，可用于發(fā)電、水力機(jī)械驅(qū)動(dòng)等，是重要的可再生能源利用方式。渦輪泵渦輪泵是一種將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為水流能量的設(shè)備。它通常由一個(gè)葉輪和一個(gè)蝸殼組成，葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，水流被葉片加速，從而獲得能量。渦輪泵廣泛應(yīng)用于水利工程、工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域。它具有效率高、流量大、揚(yáng)程高、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。水輪機(jī)水輪機(jī)是一種利用水流能量進(jìn)行機(jī)械功轉(zhuǎn)換的裝置。它將水流的動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。水輪機(jī)根據(jù)水流的能量來源和水頭的不同，可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī)。水泵性能和選型1性能指標(biāo)流量、揚(yáng)程、效率、功率、轉(zhuǎn)速等參數(shù)決定水泵的性能和適用范圍。2選型步驟根據(jù)實(shí)際需求，確定所需流量、揚(yáng)程、工作介質(zhì)等參數(shù)，并參考水泵性能曲線進(jìn)行選型。3匹配性確保水泵與管道系統(tǒng)、水源和使用環(huán)境相匹配，以保證系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。5.開放水道流河流和渠道河流和渠道是典型的開放水道流自由表面開放水道流具有自由表面，不受管道限制復(fù)雜性開放水道流的流動(dòng)模式比管道流更復(fù)雜慢變流和快變流慢變流水深和流速變化緩慢。適用于河流，渠道等?？熳兞魉詈土魉僮兓瘎×摇＿m用于水壩泄洪，水力跳躍等。水力跳慢變流快變流流動(dòng)平穩(wěn)流動(dòng)劇烈水深變化緩慢水深突然變化能量損失較小能量損失較大水動(dòng)力學(xué)應(yīng)用流量測量各種流量計(jì)用于測量流體流量，例如文丘里流量計(jì)，旋進(jìn)式流量計(jì)和超聲波流量計(jì)。水力建筑物水動(dòng)力學(xué)原理應(yīng)用于水力建筑物的設(shè)計(jì)和建造，例如水壩，水庫和水力發(fā)電站。水力模型水力模型用于研究和優(yōu)化水力系統(tǒng)的性能，例如水渠和水力發(fā)電機(jī)組。流量測量水力學(xué)中，流量測量是重要環(huán)節(jié)。常用方法包括堰、渦輪流量計(jì)、電磁流量計(jì)等，其精度各不相同。水力建筑物水壩水壩是控制水流、儲(chǔ)存水資源的重要水利工程。它們用于發(fā)電、防洪、灌溉和水資源管理。水閘水閘是用于調(diào)節(jié)水流、控制水位、調(diào)節(jié)水量的水利工程。它們常用于水庫、河道和灌溉系統(tǒng)。水渠水