17、有能量输入或输出时的能量方程:z1?p1???1V12g2?Hm?z2?p2???2V22g2?hw
18、比托管测量点流速的原理:元流能量方程。 19、恒定总流动量方程的三个投影方向上的标量式:
?Q(?2V2x??1V1x)??F;?Q(?x2V2y??1V1y)??F;?Q(?Vy22z??1V1z)??F
z第四章
1、水头损失:单位重量液体从某一断面流至另一断面过程中损失的机械能。 2、产生水头损失的内因是液体存在粘滞性,外因是固体边界壁的影响,使得液流流速的改变。
3、沿程水头损失h:固体边界壁的形状、尺寸沿程不变时出现的水头损失,或
f认为均匀流和渐变流情况下的水头损失。
4、局部水头损失h:固体边界壁的形状、尺寸沿程变化时出现的水头损失。或
j认为急变流情况下的水头损失。
5、雷诺提出了用临界雷诺数区别层流和紊流:水流的雷诺数大于临界雷诺数时,为紊流,反之为层流。有压圆管的临界雷诺数常取为2000。明渠、天然河道的临界雷诺数约为500。
6、圆管的雷诺数:Re?Vd;明渠、天然河道雷诺数:Re?VR
??7、水力半径R:R?A
?8、雷诺数的物理意义:水流的惯性力与粘滞力之比。 9、魏斯巴赫—达西公式hf??LV2 ,它是沿程水头损失计算的通用公式。适用于
d2g层流与紊流,明渠流与管流。
10、圆管均匀层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比。
紊流的水力粗糙区的沿程水头损失与断面平均流速的二次方成正比。 11、圆管层流的沿程阻力系数只与Re有关,即??64。
Re12、流速脉动:在恒定流中任取一个空间点,在不同的时间会有不同的液体质点以不同的流速通过该空间点,但在某一时刻,只有一个液体质点通过该空间点,此液体质点的瞬时速度即为该空间点的瞬时流速。瞬时流速随时间不断变化的现象称为流速脉动。
13、紊流中的层流底层:在紊流中,贴近固体边界壁的地方,由于流速梯度很大,液体与管壁间粘滞力较大,因此,在贴近固体边界壁的地方有一层极薄的层流层存在,该层称为层流底层(或称粘性底层) 。 14、管道边壁的粗糙度的表示方法 :
绝对粗糙度?:采用人工加糙时,均匀沙粒的直径d即为?。
当量粗糙度?:对实际工程管道(即自然加糙),通过沿程阻力系数试验,结合公式计算出的圆管的粗糙度。 相对粗糙度:?(或?)。
dR15、紊流的三个流区:根据固体边界壁绝对粗糙度与层流底层厚度相对大小不同,紊流被分成三种不同的流区:水力光滑区;水力粗糙区;水力过渡粗糙区。 16、尼古拉兹试验目的:研究紊流的沿程阻力系数的变化规律。
17、尼古拉兹试验结论:得出了沿程阻力系数的五个不同分区的规律,如下。(看图4-26) 分区 Ⅰ区 第一 Ⅱ区 过渡区 Ⅲ区 紊流Ⅳ区 区 流区 层流区(直线Ⅰ) 层流到紊流(直线Ⅰ与直线Ⅱ间区域) 水力光滑区(直线Ⅱ) 第二过渡区(直线Ⅱ与直Re>4000 雷诺数Re Re< 2000 沿程阻力系数? ??64Re2000< Re< 4000 ???(Re) ???(Re) ?d)???(Re, 线Ⅲ间区域) Ⅴ区 水力粗糙区(或阻力平方???(?d) 区)(直线Ⅲ右侧的区域) ?cRJ18、舍齐公式(或称谢才公式)V,曼宁公式c?1n1R6
19、谢才公式与魏斯巴赫—达西公式是一致的。魏斯巴赫—达西公式适用于层流、紊流、明渠、管流,是一个通用公式。但谢才公式计算谢才系数时,因为引用糙率n资料(见表4-2)多为紊流的水力粗糙区条件,因此,这限制了谢才公式只适用于明渠或管道的紊流的水力粗糙区(即阻力平方区)。 20、局部水头损失计算的统一公式hj??V2
2g第五章
1、有压管流:液体质点完全充满输水管道,没有自由水面存在。 2、短管:流速水头、局部水头损失、沿程水头损失都要考虑的管路。 3、长管:流速水头、局部水头损失可以忽略不计的管路。 4、长管分为四种:
简单管:直径和流量沿程不变,且无分支的管路。 串联管:由直径不同的简单管路串联而成的管路。 并联管:由简单管路并联而成的管路。
管网:由许多管路组成的复杂管路。管网分为树状管网和环状管网。 5、计算长管沿程水头损失常用的经验公式:h6、串联管路水力计算公式:?hff?8?lg?d25lQ2?alQ2?SQ2
?21?alQ;
2iii并联管路水力计算公式:alQ11?a2l2Q2??anlnQn22 。
第六章
1、明渠:人工渠道、天然河道、未充满水流的管道统称为明渠。
2、明渠流:在明渠中流动,具有显露在大气中的自由表面,水面上各点的压强
都等于大气压强。 3、明渠的底坡(或比降)i?z1?z2L
4、棱柱形明渠:横断面形状、尺寸以及底坡都沿程不变的明渠。 非棱柱形明渠:横断面形状、尺寸、底坡只要有一个沿程变化的明渠。 5、明渠均匀流的特性:
(1)水深、流速、断面的流速分布均沿程不变; (2)总水头线、水面、底坡三者平行。即J6、明渠均匀流产生的条件:
(1)水流为恒定流;(2)流量沿程不变;(3)长而直的棱柱形顺坡明渠; (4)明渠糙率沿程不变;(5)明渠中无闸、坝或跌水建筑物的局部干扰。 7、明渠均匀流计算的基本公式:舍齐公式(谢才公式)V8、正常水深:明渠中水流为均匀流时的水深h。
0?Jp?i
?cRi
9、当明渠中通过的流量Q一定时,随着明渠底坡的增大,h减小。
010、水力最佳断面:从经济的角度,在选定的横断面形状下,明渠通过已知的设计流量时,过水面积最小的断面。或过水面积一定,能通过最大流量的断面。 11、对梯形或矩形断面的明渠,水力最佳断面应满足??bh?2(1?m2?m)。
12、根据明渠水流断面平均流速V与微波波速C相对大小的不同,可将明渠水流区分为三种流态:缓流V?Vw;急流V?Vw;临界流V?Vw。
13、弗汝德数Fr反映的物理意义:过水断面单位重量的液体的平均动能与平均势能的比值大小。Fr越大,则意味着水流的平均动能较大。 14、断面比能Es:基准面选在渠底时,明渠断面水流总能量称之。 15、比能曲线的特点:
(1)两条渐近线。(2)最小比能水深为临界水深。(3)上半支对应缓流,下半支对应急流。
16、临界水深hc:明渠水流为临界流时的水深。
17、在明渠断面形状、尺寸一定的情况下,临界水深hk只与明渠中通过的流量大小有关。
18、临界底坡ic:明渠水流为均匀流的条件下,当渠道中的流量Q一定时,h0随底坡i增大而较小。当渠中的水深h0恰好为hc,此时,明渠的底坡称为临界底坡。 19、临界底坡ic应同时满足明渠均匀流方程和临界流方程,即
?Q?AcCcRcic?32AcQ???Bgc?
20、对于给定的明渠(断面形状和尺寸、糙率n、底坡i一定),当明渠中通过流量Q增大时,ic将减小。
21、水跃现象:水面线突然上升。水深从小于临界水深变为大于临界水深。 水跃出现的场合:明渠的底坡由陡坡变为缓坡时(或水流由急流过渡为缓流)发生。
22、水跌现象:水面线急剧下降,水深从大于临界水深变为小于临界水深。
水跌出现的场合:明渠中有跌坎或明渠的底坡由缓坡变为陡坡时(或明渠水流由缓流过渡到急流时)发生。 23、要掌握水面曲线定性分析的方法。
24、堰流:受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍,上游水位壅高,水流下泄时,溢流上表面不受约束,为光滑连续的自由降落水面,这种水流现象称之。 25、闸孔出流:水流受到闸门或胸墙的控制,闸前水位壅高,水流由闸门底缘与闸底板之间孔口流出,过水断面受闸门开启尺寸的限制,其水面是不连续的,这种水流现象称之。
26、工程上,通常按照堰顶厚度?与堰上水头H的比值大小,将堰分为三种:薄壁堰?H?0.67;实用堰0.67??H?2.5;宽顶堰2.5?3/2?H?10。
27、堰流基本公式Q?mb28、堰流的泄流类型:
2gH0
按照下游水位对堰的泄流能力的影响程度,堰流的泄流分为:自由出流,形成条件:hy?(0.75至0.85)H0或hy?hk(相当于下游水位低于临界水深线);淹没出流,
形成条件:hy?(0.75至0.85)H0。