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1、第一章 绪论单位质量力：f =上Bmm密度值：p . = 1000kgm3，p= 13600kg, p = 1.29水银 m3空气牛顿内摩擦定律：剪切力：duT = -，dy内摩擦力： T =卩A du动力粘度：U=P U完全气体状态方程：J RT dy压缩系数：，-丄叱=V dp第二章 流体静力学+1 虹(m2N)p dp膨胀系数：a =丄叱=丄皿(1/C或1/K)V V d Td T流体平衡微分方程： X 1 切=0;Y-1 引=0; z-1 引=0 p dxp dyp dz液体平衡全微分方程：dp = p (xdx + ydy + zdz)液体静力学基本方程：p = p0 + pgh 或
2、z +卫=C绝对压强、相对压强与真空度：P = P + P；P=P P =-P压强单位换算：lat = 98000N/m2 = 10m水柱=736mm水银柱latm = 101325N / m2at T 乘以98000N / m2 t PP = 98000N / m 2aP = Sb作用点y丿D平面上的静水总压力：(1)图算法ht + e sin ae=L (h + 2 h )i3 ( h +l2h)2(2)解析法P = P A =p gh A矩形/xcbL 312曲面上的静水总压力： Px= p A = ghAcx潜体和浮体的总压力： P = 0x第三章 流体动力学基础质点加速度的表达式若h
3、=0，则压强为三角形分布,yD注:图算法适合于矩形平面;计算静水压力首先绘制压强分布图, 且用相对压强绘制。作用点yD圆形 Ixccxyc +Ixcy aC兀d 464；P = pgV 总压力P = -P + P与水平面的夹角6arctP-an zPx= pgV 排d ud ud ud u体积流x +ux +ux+uxdtx dxydyzdz质量流d ud ud ud uy +uy +uy+uy重量流dtx dxydyzdzd uz +d uuz +ud u+ud u断面平dtx dxydyzd z1 d p=叫;Y -1d pduy ； z 1 d pdud xdpd ydp d zdxyt
4、tta流体的运动微分方程：X=J udAA=p Qm量2 = p g QG均流速=2A不可压缩流体的连续性微分方程:d ux dx恒定元流的连续性方程： u1dA1 = u2dA2 =dQ恒定总流的连续性方程：V.4 =v2A=Q无粘性流体元流伯努利方程：z +片+斗=z +町+1 g 2g 2 gug粘性流体元流伯努利方程：z + P1 + U12 = z + p2 + u22 + h2g1 g 2g 2 g 2g wp a * 2p a * 2恒定总流的伯努利方程：z +片+ = z + 2 + h1 pg2g 2 pg2g w气流伯努利方程：P + pvj + （p -p）g（z -z）
5、 = P + p*22 + P有能量输入或输出的伯努力方程z +耳+甞H = z +匕+a2* + h12 a 2 122 w1 pg 2g m 2 pg2g w总流的动量方程：Y F =pQv -0V ) 投影式YYYr PQ （卩PQ （卩PQ （卩)xy11vvv11卩卩卩-xy222a动能修正系数 ：a=J u3dAAv3A动量修正系数 ：卩=J u2dAAv2A水力坡度 J = -dHdhwdldl，较均匀流动a= 1.05 -1.1, 一般a= 1较均匀流动卩=1.02 -1.05, 般卩=1测压管水头线坡度dHdldhwdl第四章 流动阻力和水头损失圆管沿程水头损失：局部水头损失
6、： hjh = *，: =（1 -牛）2j 1 2g 1 A2h = 七,匚=（七-1）2 j 2 2g 2 A（v V ）?h =12j 2g弯管一V用断面平均流速突然扩大管q其余管一v用细管流速(突缩管-0(1 - A2)1注：管道入口匚=0.5；管道出口匚=1.0入出雷诺数：丿圆管Re = ， ReU非圆管Re =座,RU* d=b = 2300URe = *7R = 575cR U流态判别ReReReReRecRe ，c流 动 为层流流 动 为紊流流动为临界流谢才公式：V = C： RJ 谢才系数：C =8g ;:九曼宁公式：均匀流动方程式：T = pgRJ = pgRr圆管过流断面上
7、剪应力分布：r=Tr00圆管层流：流速分布式u =pj (r02-r2)2)最大流速 u= PgJ maxr24|! 03)断面平均流速：uv 二-ax2紊流剪应力包括：粘性剪应力和附加剪应力，=T +T12duxdy=-pu uxy紊流流速分布一般表达式：壬=y + C非圆管当量直径：d = 4R(h =九丄竺ef d 2 ge第五章 孔口、管嘴出流和有压管流; RevdeU绕流阻力： D = CD薄壁小孔口恒定出流：v =叽2 gH 0Q =卩 A *2 gH 0=0.97 卩=9s 二0.62s=H 0 - 作用水头，自由出流 H = Ha+ 02gH ；淹没出流 H = H - H +
8、012TT2ga v 2 若2 2，若2gV1 7 0，H 0 = H1 - H 2 = H2 F 空=2VRAf2gQmaxP卩=0.82 ；卩=1.32 卩；v = 0.75Hnnp g0简单管道：H = h = alQ 2, a 比阻，串联管道：H =另 h =另 alQ 2 =工 S Q 2,阻抗 S = alfii i ii ii i i并联管道：hf 1 = 2 = hf3 a/1Q12 = 2 2 Q j 33 Q f注：串联、并联管道有时需结合节点流量方程求解。直接水击：Ap = pc（匕v）,若突然关闭，Ap = Pcv。间接水击：Ap = pcv T, =zc =,c =
9、1435 m /s,K = 2.1 x 109N /m2(水)，0+ Kd-和+ E 5第六章 明渠流动底坡：i = -Az = sin 0 ;0很小，i =z = tan 0 lx梯形断面几何要素： B = b + 2 mh ；A = (b + m h)h ；% = b + 2h1 + m2 ；m = cot a明渠均匀流基本公式：V = CRir_Q = ACRi = K iK 流量模数，k = AC、R(m3/s)明渠均匀流水力计算（梯形）：（1）验算输水能力Q = ACTRi = K&；（2）决定渠道底坡i = -0-A2C2R;（3）设计渠道断面已知h,求b (作-_A!K f (b
10、) AC% -2n%33(b + mh)h)32n(b + 2hT + m 2)3关系曲线，再查出K = Q时对应的b）；已知b,求h （作 A 、iK f (h) AC R 5(b + mh)h)32n%3；2n(b + 2hT + m 2)3关系曲线，再查出K AQ时对应的h）；已知b = b，求b、h （尤其是水力最优-ih宽深比的设计）；已知J ，求b、h （解方程组maxA b j 21 + m2 一 m h7）。无压圆管过流断面几何要素：h. 2 0a = sm 2；A (0 - sin 0)；% = d 0 ；d482水力最优充满度：Q n amax0.95,0 308。；hh
11、= 0.95 d水力最优断面宽深比：梯形巳匚d 仁 sin 04 11 一丁JV na= 0.81,0 257.5。； h 0.81 dmaxh孔口变水头出流：t =2 J（府 _耐），若H2 = 0，放空时间pAr 2 g 12圆柱形外管嘴恒定出流：V =9 2 gH ； Q =R nAx； 2 gH 00明渠流动状态判别：(1) V |V V，cV V，c流动为缓流流动为急流 流动为临界流V vg A,矩形 V TghcBcV Q或 V CRiAFr 1,流动为急流 =VCFr 1,流动为临界流 h h VC v h h， ch h，c流动为缓流流动为急流 流动为临界流临界流方程aQ 2
12、- AC矩形h 3咤=jaq2c 许 gb2g4)ii，ci=i，c均匀流为缓流. g %i c均匀流为急流 c aC 2 B均匀流为临界流cc平坡棱柱形渠道中水跃的基本方程：Q2gA11+y A1 =c1第七章堰流Q 2gA2+ yc 2 A2水跃函数：J = Q + y A(h ) gA c宽顶堰3Q = 8 8mb 2gH 2s0_实用堰Q =8 &mb、：2gH 2s0薄壁堰3矩形Q = m 2gH 205H = 0.05 一 0.25m，Q = 1.4H 2H = 0.25 - 0.55m，Q = 1.343 H 2.47第八章渗流达西定律：v = u = kJ （适用范围ReWITO）裘皮衣公式：V = u = kJ = -kdH- ds普通完全井：浸润线
