高 等 学 校 教 材 HY DRAU LICS 水 力 学 李大美 杨小亭 主编 武汉大学出版社第一章 绪 论 §1-1 水力学的任务与研究对象 水力学(Hydraulics)是介于基础课和专业课之间的一门技术基础课,属力学的一个分支
主要研究以水为主的液体平衡和机械运动规律及其实际应用
一方面根据基础科学中的普遍规律,结合水流特点,建立基本理论,同时又紧密联系工程实际,发展学科内容
一、水力学的任务及研究对象 水力学所研究的基本规律,主要包括两部分:1
液体的平衡规律,研究液体处于平衡状态时,作用于液体上的各种力之间的关系,称为水静力学;2
液体的运动规律,研究液体在运动状态时,作用于液体上的力与运动之间的关系,以及液体的运动特性与能量转化等等,称为水动力学
水力学所研究的液体运动是指在外力作用下的宏观机械运动,而不包括微观分子运动
水力学在研究液体平衡和机械运动规律时,须应用物理学和理论力学中的有关原理,如力系平衡定理,动量定理,能量守恒与转化定理等,因为液体也同样遵循这些普遍的原理
所以物理学和理论力学知识是学习水力学课程必要的基础
二、液体的连续介质假定 自然界的物质具有三态:固体、液体和气体
固体:具有一定的体积和一定的形状,表现为不易压缩和不易流动; 液体:具有一定的体积而无一定形状,表现为不易压缩和易流动; 气体:既无一定体积,又无一定形状,表现为易压缩和易流动
液体和气体都具有易流动性,故统称流体
流体分子间距较大,内聚力很小,易变形(流动),只要有极小的外力(包括自重)作用,就会发生连续变形,即流体几乎没有抵抗变形的能力
所谓液体的 连续介质假定,就是认为液体是由许多微团——质点组成(每个质点包含无穷多个液体分子),这些质点之间没有间隙,也没有微观运动,连续分布在液体所占据的空间
即认为液体是一种无间隙地充满所在空间的连续介质(Continu u