水力學(xué)緒論ppt課件.ppt

《水力學(xué)緒論ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、水力學(xué)課件第一章緒論力學(xué)基礎(chǔ)課程水力學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程水利學(xué)科有關(guān)專業(yè)課程一.課程的性質(zhì)和任務(wù)水力學(xué)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是連接前期基礎(chǔ)課程和后續(xù)專業(yè)課程的橋梁。課程的學(xué)習(xí)有利于力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的鞏固與提高，培養(yǎng)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（一）課程地位（二）水力學(xué)研究的對(duì)象1.水力學(xué)的定義：水力學(xué)是研究液體處于靜止和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)規(guī)律，并探討運(yùn)用這些規(guī)律解決工程實(shí)際問(wèn)題的一門科學(xué)。水力學(xué)又是力學(xué)的一個(gè)分支。2.水力學(xué)的任務(wù)：研究以水為代表的，液體機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程中的應(yīng)用。3.研究對(duì)象：液體及不可壓縮氣體。（三）水力

2、學(xué)由以下內(nèi)容構(gòu)成水力學(xué)所研究的基本規(guī)律：兩大主要組成部分，水靜力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)。水靜力學(xué)：關(guān)于液體平衡的規(guī)律，它研究液體處于靜止（或相對(duì)平衡）狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的各種力之間的關(guān)系。水動(dòng)力學(xué)：關(guān)于液體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，它研究液體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的力與運(yùn)動(dòng)要素之間的關(guān)系，以及液體的運(yùn)動(dòng)特性與能量轉(zhuǎn)換等等。水工建筑物及河槽所受水力荷載水工建筑物及河槽過(guò)水能力?水流流動(dòng)形態(tài)?水流能量消耗和利用（四）給水排水工程專業(yè)中的水力學(xué)問(wèn)題（五）水力學(xué)的在工程中的應(yīng)用水力學(xué)1.確定水工建筑物所受的水力荷載vvFF2.確定水工建筑物過(guò)水能力3.分析水流流動(dòng)形態(tài)4.

3、確定水流能量消耗和利用三峽大壩遠(yuǎn)景三峽大壩泄洪每秒可泄11萬(wàn)立方米，每天可泄約100億立方米，兩天半即可泄空。5.單價(jià)超10億美元，能抵御大風(fēng)浪的海上采油平臺(tái)6.排水量達(dá)50萬(wàn)噸以上的超大型運(yùn)輸船7.航速達(dá)30節(jié)，深潛達(dá)數(shù)百米的核動(dòng)力潛艇；1節(jié)＝1852m/h8.時(shí)速達(dá)200公里的新型快艇9.毛細(xì)血管流動(dòng)10.利用超高速氣體動(dòng)力學(xué)，物理化學(xué)流體力學(xué)和稀薄氣體力學(xué)的研究成果，人類制造出航天飛機(jī)，建立太空站，實(shí)現(xiàn)了人類登月的夢(mèng)想。神七！航天員在水中模擬失重訓(xùn)練二.液體的基本特征與連續(xù)介質(zhì)的概念（一）液體的基本特性：1.液體與固體的主要區(qū)別在于易流動(dòng)性

4、，而液體與氣體的主要區(qū)別在于是否具有可壓縮性。簡(jiǎn)單的講就是兩個(gè)力量相同方向相反的力同時(shí)作用在一個(gè)物體上,像剪刀一樣的力。什么叫剪切力？2.靜止流體不能承受剪切力3.流體不能承受集中力，只能承受分布力。4.流體能承受壓力，抵抗壓縮變形。即假設(shè)液體是一種連續(xù)充滿其所占據(jù)空間毫無(wú)空隙的連續(xù)體。特點(diǎn)：液體中的一切物理量都可以視為空間坐標(biāo)和時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，因此可采用連續(xù)函數(shù)的分析方法。長(zhǎng)期的生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：利用連續(xù)介質(zhì)假定所得出的有關(guān)液體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基本理論與客觀實(shí)際是十分符合的。其物理特性和運(yùn)動(dòng)要素在空間是連續(xù)分布的。（二）連續(xù)介質(zhì)的概念因此液體的

5、基本特性是：易流動(dòng)、不易壓縮、均勻等向的連續(xù)介質(zhì)。3.3×1022個(gè)分子1cm3液體（標(biāo)況下）相鄰分子間距為3.1×10－8cm宏觀（流體力學(xué)處理問(wèn)題的尺度）上看，流體質(zhì)點(diǎn)足夠小，只占據(jù)一個(gè)空間幾何點(diǎn)，體積趨于零。?微觀（分子自由程的尺度）上看，流體質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)足夠大的分子團(tuán)，包含了足夠多的流體分子，以致于對(duì)這些分子行為的統(tǒng)計(jì)平均值是穩(wěn)定的。表征流體物理特性和運(yùn)動(dòng)要素的物理量定義在流體質(zhì)點(diǎn)上。（三）流體質(zhì)點(diǎn)的概念流體質(zhì)點(diǎn)是指幾何尺寸同流體空間相比是極小量，但是含有大量分子的微元體。三.液體的主要物理性質(zhì)（一）慣性、質(zhì)量與密度慣性力：當(dāng)液體受外力作用

6、使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，由于液體的慣性引起對(duì)外界抵抗的反作用力。單位：N密度：是指單位體積液體所含有的質(zhì)量。國(guó)際單位：kg/m3標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，4℃時(shí)水密度為1000kg/m3。重力：地球?qū)ξ矬w的引力稱為重力或重量。大小為：G＝Mg，g：重力加速度。液體的容重：是指單位體積液體所具有的重量。國(guó)際單位：N／m3（二）重力與容重（三）粘滯性粘滯性及粘滯力：當(dāng)液體處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，若液體質(zhì)點(diǎn)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則質(zhì)點(diǎn)間要產(chǎn)生內(nèi)摩擦力抵抗其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這種性質(zhì)稱為液體的粘滯性，此內(nèi)摩擦力又稱為粘滯力。τ通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明：∝引入動(dòng)力粘性系數(shù)：切應(yīng)力τ為：什么叫切應(yīng)

7、力？材料發(fā)生形變時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為應(yīng)力；按照應(yīng)力和應(yīng)變的方向關(guān)系，可以將應(yīng)力分為正應(yīng)力σ和切應(yīng)力τ，正應(yīng)力的方向與作用面垂直，而切應(yīng)力的方向與作用面平行。牛頓內(nèi)摩擦定律τ牛頓內(nèi)摩擦定律：作層流運(yùn)動(dòng)的液體，相互鄰近層間單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力（或粘滯力），與流速梯度（剪切變形速率、角變形速率）成正比。粘性越大的流體，越不容易流動(dòng)，流動(dòng)過(guò)程中消耗的機(jī)械能越大。粘性是流體流動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械能損失的根源?！獮檫\(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，國(guó)際單位：m2/s牛頓內(nèi)摩擦定律的適用條件：層流運(yùn)動(dòng)和牛頓流體。理想賓漢流

8、體牛頓流體偽塑性流體膨脹性流體BμCADdu/dyτO1A線為牛頓流體，只要溫度不變，牛頓流體的μ值不變，如水、空氣、汽油等；B線為一種