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职业技能培训课件水力学

水力学基础概念与原理流体静力学分析及应用流体动力学基础知识讲解管路中水流运动特性剖析明渠中水流运动特性剖析堰流与闸孔出流现象解读contents目录

01水力学基础概念与原理

水力学是研究液体在静止和运动状态下的平衡、变形和流动规律的科学。水力学的定义水力学的研究对象包括液体（主要是水）的静力学、动力学、流动特性以及与固体边界的相互作用等方面。研究对象水力学定义及研究对象

液体的基本性质液体具有不可压缩性、流动性、粘滞性和表面张力等基本性质。液体的分类根据液体的性质和行为，可以将其分为牛顿液体和非牛顿液体两大类。其中，牛顿液体的粘度不随剪切速率的变化而变化，而非牛顿液体的粘度则与剪切速率有关。液体基本性质与分类

静水压强是指液体在静止状态下，由于重力作用而产生的单位面积上的压力。在静止液体中，同一水平面上的各点压强相等；不同深度处的压强随深度增加而增大；液体内部的压强与液体的密度和重力加速度有关。静水压强分布规律静水压强的分布规律静水压强的定义

流动型态根据流动状态的不同，液体流动可分为层流和湍流两种基本型态。层流中液体质点作有规则的平滑运动，而湍流中液体质点作无规则的混乱运动。连续性方程连续性方程是描述液体流动过程中质量守恒的数学表达式。它表明，在单位时间内流入和流出控制体的质量之差等于控制体内质量的增量。对于不可压缩液体，其密度保持不变，因此连续性方程可简化为速度场的散度等于零的形式。流动型态与连续性方程

02流体静力学分析及应用

03不同形状容器中的压强计算根据容器形状不同，压强计算公式会有所变化，但基本原理相同。01压强计算基本公式p=ρgh，其中p为压强，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为液柱高度。02压强计算注意事项液柱高度h应取到自由液面，且单位要统一。静止液体中压强计算

123液体表面存在张力，使得液体表面尽量缩小，因此液体相对平衡时表面形状会受到张力的影响。液体表面张力作用在重力作用下，液体表面会呈现水平或倾斜的平面或曲面。重力作用下液体表面形状除了重力外，其他外力如表面张力、黏性力等也会对液体表面形状产生影响。其他外力作用下液体表面形状液体相对平衡时表面形状确定

浮力产生条件和计算方法浮力产生条件物体在液体中受到向上的浮力作用，其大小等于物体排开的液体所受的重力。浮力计算方法根据阿基米德原理，物体在液体中所受浮力F浮=G排=m排g=ρ液gV排，其中ρ液为液体密度，V排为物体排开液体的体积。浮力应用实例浮力的应用非常广泛，如船只、潜水艇、气球等都是利用浮力原理工作的。

潜水是指地表以下第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水，其特性包括受气候影响大、水量不稳定、水质易受污染等。潜水特性分析承压水是指充满于两个隔水层之间的含水层中的地下水，其特性包括水量稳定、水质较好、受气候影响小等。承压水特性分析潜水和承压水在形成条件、分布规律、水理性质等方面存在显著差异，因此在实际应用中需要根据具体情况进行分析和选择。潜水和承压水比较潜水和承压水特性分析

03流体动力学基础知识讲解

方程建立基于质量守恒定律，推导适用于一维管道流动的连续性方程。求解方法结合边界条件，利用代数法或图解法求解连续性方程。连续性方程的物理意义恒定总流中，流体质量守恒原理的数学表达。恒定总流连续性方程建立与求解

动量方程的物理意义描述流体动量变化与外力之间的关系。方程推导从牛顿第二定律出发，推导适用于一维流动的动量方程。应用实例分析水锤现象、计算水流对建筑物的冲击力等。恒定总流动量方程推导及应用实例

流体在流动过程中，由于摩擦阻力引起的能量损失。沿程损失局部损失影响因素流体流经管道截面变化、阀门、弯头等局部障碍时产生的能量损失。管道粗糙度、流体粘度、流动速度等对能量损失的影响。030201能量损失类型及其影响因素探讨

流场中各点的运动要素随时间变化的流动。非恒定流的定义根据流动要素的变化规律，可分为周期性非恒定流和非周期性非恒定流。分类揭示自然界和工程实际中复杂流动现象的本质和规律。研究意义非恒定流基本概念介绍

04管路中水流运动特性剖析

按管路形状分类圆形管、方形管、矩形管等，不同形状的管路对流体的流动特性产生影响。按管路内流体性质分类水管、风管、油管等，不同性质的流体在管路内的流动特性各异。按管路材料分类金属管、非金属管、复合管等，各类管路具有不同的物理特性和应用场景。管路分类及特点概述

伯努利方程揭示长管中水流能量守恒原理，描述水流在重力作用下沿程的能量转换关系。连续性方程阐述长管中水流的质量守恒原理，即单位时间内流入和流出控制体的质量相等。水头损失分析长管中水流因摩擦阻力产生的能量损失，包括沿程水头损失和局部水头损失。长管中水流运动规律探讨

根据雷诺数判断短管内的水流流态，如层流、湍流等。短管流态判别应用