水力学ppt 绪论.ppt

第一章绪论
§1-1 水力学的内容及其发展简史
§1-2 连续介质假设及液体的主要物理性质
§1-3 作用于液体上的力
【教学基本要求】
【学****重点】
教学基本要求
1、明确水力学课程的性质和任务。
2、了解流体的基本特征,理解连续介质和理想流体的概念和在水力学研究中的作用。
3、理解流体5个主要物理性质的特征和度量方法,重点掌握流体的重力特性、惯性、粘滞性,包括牛顿内摩擦定律及其适用条件。了解什么情况下需要考虑流体的可压缩性和表面张力特性。
4、了解质量力、表面力的定义,理解单位面积表面力(压强、切应力)和单位质量力的物理意义。
1、连续介质和理想流体的概念。
2、液体的基本特征和主要物理性质,特别是液体的粘滞性和牛顿内摩擦定律及其应用条件。
3、作用在流体上的两种力。
学****重点
§1-1 水力学的内容及其发展简史
一、水力学的定义、内容
水力学:是研究液体的平衡和机械运动的规律及其在生产实践中应用的一门科学。
主要内容:
液体平衡和运动的基本原理
量纲分析和相似原理
水流阻力和水头损失
有压管流、管嘴、孔口、堰闸出流
明渠恒定流
二、发展简史
发展
Archimedes(250BC)液体浮力与浮体定律
(1650)液体压强的传递规律
Newton (1686) 内摩擦定律
系统理论的建立
(1738):能量方程
(1755):理想液体的微分方程式组
——Hydrodynamics(水动力学)即古典流体力学
(1732): Pitot管
(1769):谢才公式(计算均匀流动)
(1856)Dany定律
——hydraulics水力学
19s中叶:
纳维一斯托克斯:建适用于粘性流体的方程
雷诺:Reynolds方程
——近代粘性流动理论
1904:
——使古典流体力学与水力学两种研究途径得到统一
二、发展简史
§1-2 连续介质假设及液体的主要物理性质
一、连续介质模型
连续介质模型:把液体看作由无数没有微观运动的质点组成的没有空隙的连续体,并且认为表征液体运动的各物理量、例如密度、速度、压强等在空间和时间上都是连续分布和连续变化的。
液体质点:每个质点包含足够的分子并保持着宏观运动的一切特性,但其体积与研究范围相比又非常小,以致可以认为它是液体空间中的一个点。
二、液体的主要物理力学性质
液体和固体的主要区别在于液体易变形和流动,而与气
体相比则能保持一定的体积,具有自由表面。
:
密度(ρ):单位体积液体的质量称为液体的密度。
(kg/m3)
密度分布均匀的液体称为均质液体,否则称为体均质液体。
重度(γ):单位体积液体的重量。
(N/m3)
(g=)
密度和重度随压强和温度而有所变化,但在一般情况下均可视为常数。
(重量是惯性的度量,惯性是物体反抗改变原有运动状况的物理性质。)
2. 压缩性及压缩系数
液体不能承受拉力只能承受压力,液体受压后体积减小的性质称为液体的压缩性,除去压力后液体体积能够恢复原状的性质称为液体的弹性。
常用体积压缩系数β表征液体的压缩性。

(N/m2)
体积压缩系数的倒数称为体积弹性系数,即

β、k随温度和压强的变化而变化,但变化不大,故一般看作常数。