《水力学 HYDRAULICS》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 液体运动的流束理论

第二章液体运动的流束理论 家>本章讨论液体运动的基本规律,建立恒定总流的基本方 程连续性方程、能量方程和动量方程 学习重点 1、液体运动的分类和基本概念。 2、恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程及其 应用。 3、恒定总流的连续性方程的形式及应用条件。 水 4、恒定总流能量方程的应用条件和注意事项,用能量 力方程进行水力计算 学5用但定总流的连续方程、能量方程和动量方程联解 讲 6、理解测压管水头线、总水头线、水力坡度与测压管 义水头、流速水头、总水头和水头损失的关系

水 力 学 讲 义 第二章 液体运动的流束理论 ➢本章讨论液体运动的基本规律，建立恒定总流的基本方 程:连续性方程、能量方程和动量方程。 ➢学习重点 1、液体运动的分类和基本概念。 2、恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程及其 应用。 3、恒定总流的连续性方程的形式及应用条件。 4、恒定总流能量方程的应用条件和注意事项，用能量 方程进行水力计算。 5、用恒定总流的连续方程、能量方程和动量方程联解 进行水力计算。 6、理解测压管水头线、总水头线、水力坡度与测压管 水头、流速水头、总水头和水头损失的关系

2.1概述 >本章内容将作为解决工程实际问题的基础。由于实 际液体具有粘滞性,必然导致能量的损耗,这就是水 头损失。关于水头损失放在下一章专门学习。本章内 容较多而且很重要。 水力学讲义

水 力 学 讲 义 2.1 概述 ➢本章内容将作为解决工程实际问题的基础。由于实 际液体具有粘滞性，必然导致能量的损耗，这就是水 头损失。关于水头损失放在下一章专门学习。本章内 容较多而且很重要

豪 2.2描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法 (1)拉格朗日方法也称为质点系法,它是跟踪并研究 每一个液体质点的运动情况,把它们综合起来就能掌握 整个液体运动的规律。这种方法形象直观,物理概念清 晰,但是对于易流动(易变形)的液体,需要无穷多个 方程才能描述由无穷多个质点组成的液体的运动状态, 水力学讲义 这在数学上难以做到,而且也没有必要

水 力 学 讲 义 2.2 描述液体运动的拉格朗日法和欧拉法 （1）拉格朗日方法也称为质点系法，它是跟踪并研究 每一个液体质点的运动情况，把它们综合起来就能掌握 整个液体运动的规律。这种方法形象直观，物理概念清 晰，但是对于易流动（易变形）的液体，需要无穷多个 方程才能描述由无穷多个质点组成的液体的运动状态， 这在数学上难以做到，而且也没有必要

(2)欧拉法:液体流动所占据的空叵称为流场。在水 家,力学中,我们只关心不同的液体质点在通过流场中固 器启位厘时的运动状态,把某瞬时通过流场告个固定点 的液体质点运动状态综合起来,就能反映液体在某个 时刻流场内的运动状况。这种描述方法称为欧拉法, 水也称流场法 力学讲义

水 力 学 讲 义 （2）欧拉法：液体流动所占据的空间称为流场。在水 力学中，我们只关心不同的液体质点在通过流场中固 定位置时的运动状态。把某瞬时通过流场各个固定点 的液体质点运动状态综合起来，就能反映液体在某个 时刻流场内的运动状况。这种描述方法称为欧拉法， 也称流场法

參欢迎提问 套>如果您有任何问题 请毫不犹豫地提出 水力学讲义 Ⅰ n case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me!

水 力 学 讲 义 ➢ 如果您有任何问题， 请毫不犹豫地提出 ! In case of you have any question, DO NOT hesitate to ask me ! 欢 迎 提 问

豪 23液体运动分类和基本概念 器(1)恒定流和非恒定流 流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都 不随时间而变化的流动称为恒定流;反之,只要有 个运动要素随时间而变化,就是非恒定流。本课程主 水 要讨论恒定流运动。 力学讲义

水 力 学 讲 义 2.3 液体运动分类和基本概念 （1）恒定流和非恒定流 流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都 不随时间而变化的流动称为恒定流；反之，只要有一 个运动要素随时间而变化，就是非恒定流。本课程主 要讨论恒定流运动

(2)迹线和流线 远是液体质点运动的轨迹,它是某一个质点不 同时刻在空间位置的连线。流线是某一瞬间在流场中 画出的一条曲线,这个时刻位于曲线上各点的质点的 流速方向与该曲线相切。对于恒定流,流线的形状不 随时间而变化,这时流线与迹线互相重合;对于非恒 水 定流,流线形状随时间而改变,这时流线与迹线一般 力不重合 学讲义

水 力 学 讲 义 （2）迹线和流线 迹线是液体质点运动的轨迹，它是某一个质点不 同时刻在空间位置的连线。流线是某一瞬间在流场中 画出的一条曲线，这个时刻位于曲线上各点的质点的 流速方向与该曲线相切。对于恒定流，流线的形状不 随时间而变化，这时流线与迹线互相重合；对于非恒 定流，流线形状随时间而改变，这时流线与迹线一般 不重合

g>流线有两个重要的性质,即流线不能相交,也不能 折,否则交点(或转折)处的质点就有两个流速方 向,这与流线的定义相矛盾。某瞬时通过流场中的任 点只能画一条流线。流线的形状和疏密反映了某瞬 水 时流场内液体的流速大小和方向,流线密的地方表示 力学讲义 流速大,流线疏处表示流速小

水 力 学 讲 义 ➢流线有两个重要的性质，即流线不能相交，也不能 转折，否则交点（或转折）处的质点就有两个流速方 向，这与流线的定义相矛盾。某瞬时通过流场中的任 一点只能画一条流线。流线的形状和疏密反映了某瞬 时流场内液体的流速大小和方向，流线密的地方表示 流速大，流线疏处表示流速小

(3)元流、总流和过水断面 器元是横断面积无限小帕流束它的表面是由流 线组成的流管。由无数个元流组成的宏观水流称为总 流与元流或总流的所有流线正交的横断面称为过水 断面。过水断面的形状可以是平面(当流线是平行的 直线时)或曲面(流线为其它形状)。单位时间内流 水力学讲义 过某一过水断面的液体体积称为流量,流量用Q表示 单位为(m3/s)

水 力 学 讲 义 （3）元流、总流和过水断面 元流是横断面积无限小的流束，它的表面是由流 线组成的流管。由无数个元流组成的宏观水流称为总 流。与元流或总流的所有流线正交的横断面称为过水 断面。过水断面的形状可以是平面（当流线是平行的 直线时）或曲面（流线为其它形状）。单位时间内流 过某一过水断面的液体体积称为流量，流量用Q表示， 单位为（m3/s）

引入元流概念的目的有两个: 1、元流的横断面积dA无限小,因此dA面积上各点的 动要素(点流速V和压强p)都可以当作常数; 2、元流作为基本无限小单位,通过积分运算可求得总 水的运动要素,元的量为 dQ=v,则通过总 力过水断面的流量Q为 学 讲义 Q=dQ=AvdA

水 力 学 讲 义 ➢引入元流概念的目的有两个： 1、元流的横断面积dA无限小，因此dA面积上各点的 运 动要素（点流速 v和压强p）都可以当作常数； 2、元流作为基本无限小单位，通过积分运算可求得总 流的运动要素。元流的流量为dQ=vdA，则通过总 流 过水断面的流量Q为: Q=∫dQ=∫AvdA