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* Yangzhou Univ 水 力 学 扬州大学水利科学与工程技术学院 熊 亚 南 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 第一章 绪 论 ? §1 水力学的研究内容 ? §2 水利工程中的水力学问题 ? §4 液体的主要物理性质 ? §3 连续介质的概念 ? §5 作用在液体上的力 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §1 水力学的研究内容 1 水力学的研究内容 水力学是研究液体机械运动规律及在工程上应用的一门科学。它是力学的一个分支。 按液体的存在形式 水静力学 水动力学 按研究的内容 基本原理 工程应用 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 2 水利工程中的水力学问题 安康水库 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 2 水利工程中的水力学问题 石头河水库 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 2 水利工程中的水力学问题 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 水对水工建筑物的作用力问题 水工建筑物的渗流问题 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 河渠水面曲线问题 水工建筑物下游的消能问题 水工建筑物的过水能力问题 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 作用于建筑物表面上静水总压力 在压管中的恒定流 明渠恒定流 堰流及闸孔出流 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 渗流 水力学的主要研究课题： 绪 论 §2 水利工程中的水力学问题 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 3 连续介质的概念 绪 论 §3 连续介质的概念 假设液体是一种连续充满其所占据空间的毫无空隙的连续体 水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动 使得描述液体运动的一切物理量在空间和时间上连续，故可利用连续函数的分析方法来研究液体运动。 意义 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §4 液体的主要物理性质 4 液体的主要物理性质 表面张力 影响液体运动的因素 内因——物理性质 外因——作用在液体上的力 密度与容重 粘滞性 压缩性 主要的物理性质 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 4.1 密度与容重 密度是指单位体积液体所含有的质量 对于均质液体 量纲为[M/L3]，单位为kg/m3 一般取ρ水=1000 kg/m3，γ水=9800N/m3=9.8kN/m3 容重是指单位体积液体所含有的重量 对于均质液体 量纲为[F/L3]，单位为N/m3 因为 , 所以 或 绪 论 §4 液体的主要物理性质 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 4.2 粘滞性 当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性。 绪 论 §4 液体的主要物理性质 内摩擦力(粘滞力) 粘滞性 试验研究 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §4 液体的主要物理性质 牛顿平板实验 H U u y 4.2 粘滞性 实验表明: 内摩擦应力或粘滞应力 或 流速梯度 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 牛顿平板实验 H U u y 4.2 粘滞性 牛顿内擦定律 作层流运动的液体，相邻液层间单位面积上所作用的内摩擦力与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。 动力粘度，简称粘度 随液体种类不同而异的比例系数 绪 论 §4 液体的主要物理性质 ? 《水力学》 Yangzhou Univ 绪 论 §4 液体的主要物理性质 关于牛顿内摩擦定律的几点讨论 （1）可以证明 故 切应力与液体的剪切变形速度（率）成正比 即 A B C D A C D B u u+du dudt dy ? 《水力学》 Yangzhou Univ 关于牛顿内摩擦定律的几点讨论 绪 论 §4 液体的主要