四、过水断面、流量和断面平均流速 过水断面一与总流或元流的流线成正交的横断面称为 过水断面,常用单位为m2或cm2,以符号A或dA表示. 注意:过水断面可为平面也可为曲面 流量一单位时间内通过某一过水断面的液体体 积,常用单位m/s,以符号Q婊示。 dA udA=do =「dg=udA
断面平均流速一是一个想像的流速,如果过水断面上各点的流 速都相等并等于U,此时所通过的流量与实际上流速为不均匀分 布时所通过的流量相等,则该流速V称为断面平均流速。 ludA v=4 A •断面平均流速定义为流量 与断面面积之比 ·总流过水断面上的流速 与法向一致,所以穿过 v=o A 过水断面A的流量大小 ·它是过水断面上不均匀流 为Q=udA,其中u 速u的一个平均值,假设过 为过水断面上流速分布。 水断面上各点流速大小均等 于),方向与实际流动方向 相同,则通过的流量与实际 流量相等
Q=∫udA即为旋转抛物体的体积 旋转抛物面 v·A=Q即为柱体的体积 断面平均流速V udA V=4 A ▣
五、一维流、二维流、三维流 一维流也称一元流 按运动要素随空间坐标的变化 二维流也称二元流 三维流也称三元流 凡水流中任一点的运动要素只与一个空间自变量有 关,这种水流称为一元流。 流场中任何点的流速和两个空间自变量有关,此种 水流称为二元流。 若水流中任一点的流速,与三个空间位置变量有 关,这种水流称为三元流。 例:微小流束为一元流:过水断面上各点的流速用 断面平均流速代替的总流也可视为一元流:宽直矩形明 渠为二元流:大部分水流的运动为三元流
六、均匀流、均匀流过水断面的重要特性,非均匀流 均匀流是流线为彼此平行的直线,应具有以下特性: •过水断面为平面,且过水断面的形状和尺寸沿程不变; ·同一流线上不同点的流速应相等,从而各过水断面上 的流速分布相同,断面平均流速相等; •均匀流(包括渐变流)过水断面上的动水压强分布规律 与静水压强分布规律相同,即在同一过水断面上各点的 测压管水头为一常数: 推论:均匀流过水断面上动水总压力的计算方法与静水总 压力的计算方法相同