河海大学水力学的发展幻灯片.ppt

水 力 学;绪论;Chp1 绪论;水力学的发展 远古时期（约公元前2300年）大禹治水。 秦代公元前256～210年都江堰、郑国渠、灵渠 历代治理黄河、开凿运河。 欧洲公元前250年希腊阿基米德提出浮体力学， 水力学萌芽。 18世纪及19世纪水力学与古典流体力学较大发展， 20世纪后两者融为一体，形成现代流体力学。 目前水力学发有多分支学科。;水力学应用 水利工程如农田水利、水力发电、水工建筑、给排水工程。 其它工程部门如环境工程、水资源利用、机械工程、 化学工程、采矿和冶金工程、能源工程等。;流体的连续介质模型;流体的主要物理性质;-*-;;压缩性;解：质量力：重力、惯性力；设z轴铅直向上为正。　　（1）当容器静止时，只有重力G=mɡ ，在三个轴的分量为Gx=0 、 Gy=0、Gz=- mɡ。所以，单位质量力在三个轴向的分量：X=0、Y=0、Z=- ɡ　　　　　　　　（2）容器以等加速度g垂直向上运动时，重力、惯性力，重力与惯性力均向下。质量力F在三个轴向的分量分别为Fx=0 Fy=0 Fz=-2mɡ。所以，单位质量力在三个轴向的分量：X=0、Y=0、Z=- 2ɡ　 　　　　（3）容器以等加速度g垂直向下运动时，重力、惯性力，重力与惯性力方向相反。质量力F在三个轴向的分量分别为Fx=0 Fy=0 Fz=0 　　 所以，单位质量力的轴向分量 X=0、Y=0、Z=0 ;作业;Chp2 水静力学;液体平衡的微分方程式;即;可以证明，存在一个函数W(x，y，z)，;等压面;重力作用下静止液体的压强分布;O(x);说明;区分图中哪些是等压面？;-*-;水头和单位势能;z;压强的量度;标准大气压下水的蒸汽压强（汽化压强）值;（二）压强的计量单位 1.用一般的应力单位表示。如KN/m2、N/m2，kgf/cm2， tf/m2 2.用大气压强的倍数表示。 一标准大气压（patm）=101325 N/m2 1工程大气压（pat）＝1kgf/cm2＝9.80 N/cm2 3.用液柱高表示。H=p/γ pat可以用水柱高表示为 h＝pat/γ＝98000/9800=10m 如用水银柱表示，( 0℃时水银的重度γH＝133.23 KN/m2） h＝pat/γH＝98000/133230=0.73556m（水银柱） ＝735.56mm（水银柱）;压强的测量;;静止液体的压强分布图;作用在矩形平面上的静水总压力;;任意平面上的静水压强;压力中心的位置;同理，对OY轴取矩，压力中心D的另一各坐标;【例1】重度为γ1和γ2的两种液体装在容器中，各液体深度如图，若γ2＝10kN/m3，当地压强Pa＝98kpa，试求γ1和A点的绝对压强及相对压强。;【例2】自由液面的绝对压强p0ab＝81.5kpa，水箱内水深h=2.8m，试求：1）水箱内绝对压强和相对压强的最大值；2）水箱内相对压强最小值和真空度最大值。当地压强pa=98kN/m2。;【例3】图为倾斜水管上测定压差的装置，已知Δz=20cm， 差压计液面之差Δh＝15cm，γ1＝9.00KN/m3，求：A、B 两点的压差为多少？;U形比压计倒置，当被测的A、B点压差甚微时，可采用 此装置，顶部装有轻质液体。 量测较大压差时用水银比压计，U形管在下部，装有水银。 空气比压计;【例4】一铅直矩形闸门，已知h1=1m，h=2m，门宽b=1.5m，试求静水总压力。;【例5】一圆形闸门如图，闸门直径D＝1.2m，α=60°，l=2.5m，门的顶端有铰固定，若不计门重，求启东闸门所需的向上的拉力T。;对铰点o取矩，最小拉力T满足：;作业;曲面上的静水总压力;;-*-;Pz的作用线通过压力体的形心。;压力体;;例6如图所示得扇形门，闸门宽1.5m，试求闸门所受水压力的大小 和作用点。;静水总压力;例7求图中弧形闸门所受的静水总压力和它的作用线的位置。 闸门宽度为3m，其它尺寸见图。;-*-;-*-;作业