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1、1,量纲、单位； 液体的主要物理性质： 惯性与万有引力特性-,粘性-牛顿内摩擦定律,压缩性与表面张力特性,作用在液体上的力,第一章 小节,2,第二章 小节,一.静水压强的特性,1.沿受压面的内法线； 2.作用在同一点各方向的静水压强大小相等.,二.液体平衡微分方程,综合式,积分式,3,等压面方程,等压面的性质,（1）等压面也是等势面； （2）等压面与质量力正交。,三.重力作用下静水压强的分布规律,1.水静力学基本方程,4,2. 基本概念,位置水头、压强水头、测压管水头 、绝对压强、相对压强、真空压强、真空度,3. 静水压强的图示,1. 水静力学基本方程 p=h; 2. 静水压强特性（大小、方向
2、）,依据,5,四. 压强的量测,关键：等压面原理,1.测压管；2U形压力计；3.压差计（比压计）；4.压力表；5.真空表。,五. 作用在平面上的静水总压力,解析法：,图解法： yD：压强分布图形心,矩形断面,6,六. 作用在曲面上的静水总压力,关键：压力体,七.浮体的平衡与稳定,1.潜体的平衡与稳定性,平衡条件,稳定性,7,关键：求三心,2.浮体的平衡与稳定性,（1）基本概念：定倾中心M、偏心距e、定倾半径、定倾高度hm= -e, e 稳定平衡, = e 随遇平衡, 0,平底坡(平坡) i = 0,反底坡(逆坡) i 0,明渠均匀流动的形成条件,40,3.明渠均匀流的基本公式,谢才公式,过流断
3、面的面积、糙率、底坡一定，通过的流量最大的断面形状。,水力最佳断面,梯形断面最佳宽深比,矩形水力最佳断面：m=b/h=2,41,4.明渠均匀流水力计算的基本问题,校核已有渠道的输水能力,确定渠道底坡i,设计新渠道（决定断面形状尺寸b、h）,（1）宽矩形断面渠道，求正常水深h0 。,（2）已知渠道宽深比 = b/h0 ，求正常水深h0 。,（3）已知Q、i、n、m和b(h0) ，求正常水深h0(b)。,（4）给定最大允许流速v ，求正常水深 h0 及 b。,42,二.明渠恒定流的流动类型及其判别,当渠道中有障碍物产生干扰时，干扰波只能向下游传播。,急流,当渠道中有障碍物产生干扰时，干扰波既能向上
4、游传播，又能向下游传播。,缓流,流动类型,缓流、急流中间存在不稳定的临界流。,临界流,43,1.波速法,2.弗劳德数法,44,3.断面比能法,4.水深法,临界方程,临界水深,45,5.底坡法,明渠中发生均匀流时的水深。,正常水深h0,明渠中对应断面比能Es最小的水深。,临界水深hcr,水流的正常水深刚好等于临界水深时的渠底坡度。,临界底坡icr,均匀流,46,水流从缓流向急流过渡的局部水力现象，称水跌（跌水）。,水流从缓流向急流过渡将经过临界水深，并且产生水面降落。,由缓坡接陡坡的渠道，缓坡渠道末端有跌坎，以及水库出口接陡坡渠道等一般都将产生水跌现象。,三.水跌与水跃,1.水跌,47,由缓坡接
5、陡坡的渠道,缓坡渠道末端有跌坎,水库出口接陡坡渠道,48,2.水跃,水流从急流向缓流过渡时发生的水面突然跃起的局部水力现象，称水跃。,水跃函数,共轭水深：h、h,水跃方程,49,3. 水跃的类型,按照水跃发生位置或ht与hc 的对比关系分,远驱式水跃,临界式水跃,淹没式水跃,50,4. 水跃长度及能量损失,水跃长度,以跃后水深表示,以跃高表示,以佛汝德数表示,能量损失,消能系数,消能功率,51,四.明渠恒定渐变流的基本微分方程,水力摩阻坡度,或,52,a,b,c,a,b,c,a,c,b,c,b,c,五种坡度的渠道共分十二个区，将产生十二种水面曲线。,五.棱柱形渠道中渐变流水面曲线定性分析,53,三步曲：分区、找控制水深、确定线型,定性分析水面曲线的步骤,1. 分区：由底坡定N-N线、k-k线的位置（h0、hcr）,k-k线只与 Q 有关，与 i 无关，通常一 k 到底。,N-N线与 Q 、i有关，根据底坡定位置。,2. 确定控制水深,长、直渠道干扰的远端为正常水深。,跌坎处以及缓坡向陡坡转折的水深均为临界水深。,急流的控制水深在上游；缓流的控制水深在下游。,3. 确定线型,54,55,六.明渠渐变流水面曲线的定量计算,分段求和法,或,56,第八章小结,一.概述,按/H大小（堰以局部水头损失为主）,
