水力学流体静力学PPT课件.pptxVIP

水力学流体静力学PPT课件

目录

引言

流体静力学基础

液体相对平衡

液体内部压强与浮力

流体静力学在水利工程中的应用

实验与仿真技术在流体静力学中的应用

课程总结与展望

01

引言

Chapter

1

2

3

研究液体在静止和运动状态下的力学规律及其应用的科学。

水力学定义

研究液体在静止状态下的压强分布、浮力等现象的科学。

流体静力学定义

水力学是流体静力学的延伸，流体静力学是水力学的基础。

水力学与流体静力学的关系

课程目标：掌握水力学和流体静力学的基本原理和方法，能够分析和解决工程实际问题。

课程要求

掌握液体静压强分布规律及计算方法；

了解液体运动的描述方法和基本方程；

能够运用所学知识分析和解决工程实际问题。

理解浮力原理，掌握浮力的计算方法；

采用讲授、讨论、案例分析等多种教学方法相结合的方式。

教学方法

教学手段

考核方式

使用PPT课件、动画演示、实验演示等教学手段辅助教学。

采用平时成绩、期末考试成绩和实验成绩相结合的考核方式。

03

02

01

02

流体静力学基础

Chapter

流体是指在外力作用下，能够连续变形且不能恢复原来形状的物体。

流体的定义

流动性、压缩性、膨胀性、粘性。

流体的性质

静压力是指流体在静止状态下，由于重力作用而产生的压力。

静压力的定义

方向垂直于作用面、大小与作用面的方向无关、作用点位于作用面内。

静压力的特性

p=ρgh，其中p为静压力，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为高度。

表示流体中任意一点的静压力与该点的高度、流体的密度和重力加速度有关。

方程的物理意义

流体静力学基本方程

在水利工程中，需要考虑水流的静压力对坝体、堤防等建筑物的影响，以确保工程的安全和稳定。

利用液体的静压力传递动力和运动，如液压千斤顶、液压机等。

利用不同深度的液体产生的静压力不同，来测量液体的密度。

利用静压力与高度的关系，测量水位高度，如水位计等。

液压传动

液体密度计

水位测量

水利工程

03

液体相对平衡

Chapter

液体相对平衡是指液体内部各点都处于静止状态，没有相对运动。

在液体相对平衡时，液体内部各点的压强相等，且等于大气压强加上液体深度所产生的压强。

液体相对平衡是流体静力学研究的基础。

等压面是指在液体内部，压强相等的各点所组成的面。

在重力场中，等压面是一个水平面，因为在同一水平面上，各点受到的重力作用相同，所以压强也相等。

等压面具有传递压强的性质，即等压面上的压强可以传递到液体内部的任意一点。

液体相对平衡的原理可以应用于测量液体的密度和深度。

在水利工程中，液体相对平衡的原理被广泛应用于水坝、水库等水工建筑物的设计和施工中。

在医学领域，液体相对平衡的原理也被应用于血液动力学和药物输送等方面的研究。

04

液体内部压强与浮力

Chapter

单位面积上所受的压力，用p表示，单位为Pa。

压强定义

p=F/A，其中F为压力，A为受力面积。

计算公式

在同一深度，液体向各个方向的压强相等；深度越深，压强越大。

液体内部压强特点

浮力产生原因

液体对物体向上和向下的压力差。

计算公式

F浮=G排=m排g=ρ液gV排，其中G排为排开液体的重力，m排为排开液体的质量，ρ液为液体密度，V排为排开液体的体积。

影响浮力大小的因素

液体的密度和排开液体的体积。

轮船

01

利用空心的方法增大排开液体的体积，从而增大浮力，使轮船漂浮在水面上。

潜水艇

02

通过改变自身的重力来实现上浮和下沉。当重力大于浮力时，潜水艇下沉；当重力小于浮力时，潜水艇上浮。

气球和飞艇

03

利用空气的浮力来升空。气球内充入密度小于空气的气体（如氢气、氦气等），使气球受到的浮力大于其重力而升空。飞艇则通过改变气囊中的气体量来调节浮力大小。

05

流体静力学在水利工程中的应用

Chapter

根据水库地形、库容曲线及入库流量等资料，确定水库在不同运行条件下的水位。

水库水位确定

运用土力学、岩石力学等原理，分析坝体在静水压力、扬压力等作用下的稳定性，确保大坝安全。

坝体稳定性分析

通过排水、防渗等措施，控制坝体及坝基的渗流，防止渗透破坏。

渗流控制

引水渠道设计

根据地形、地质条件及水电站装机容量，设计合理的引水渠道断面形状和尺寸。

水头损失计算

运用水力学原理，计算引水渠道沿程和局部水头损失，为水泵选型提供依据。

引水系统优化

通过调整渠道断面、改善水流流态等措施，优化引水系统水力性能，提高水能利用率。

水位推算

根据渠道流量和水力坡度，推算各渠段的水位，为灌溉调度提供依据。

渠道断面设计

根据灌溉需求和地形条件，设计合理的渠道断面形状和尺寸。

水量分配

根据各灌区的需水情况，合理分配渠道水量，确保灌溉用水均衡。

03

水质保障措施

通过合理设置水质监测点、加强水质净化等措