水力學教學大綱

2023-02-01 18:45:01 字數 3256 閱讀 8919

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課程名稱:水力學英文名稱:fluid mechanics學時:68(60+8)學分:4

適用專業:給水排水工程課程組別:專業大類a組先修課程:高等數學、大學物理、理論力學、材料力學

一、課程教學目標

水力學的任務是通過各種教學環節,使學生掌握水力學的基本理論、水力計算方法和水力實驗的基本操作技能,為學習專業課程,從事專業工作和進行科學研究打下一定的基礎。

它的基本要求是:

1、具有本專業的理論基礎,包括:

(1)正確理解水力學的基本概念,如層流和紊流、急流和緩流、雷諾數和佛汝德數等。(2)掌握總流的連續性方程、能量方程和動量方程及其應用。

(3)掌握分析水流運動的總流分析法,對量綱分析和實驗相結合的方法也有一定的理解。

2、對一般較簡單的、本專業常見的水流問題,具有分析和計算能力,主要包括:靜水壓力的計算;管道及明渠的斷面尺寸和過流能力的確定;孔口、涵洞和堰流過流能力以及井和集水廊道的滲流計算等。

3、具有正確使用水力計算中的基本圖表和正確進行數字計算能力,掌握測量水位、壓

強、流速和流量的操作技能,具有分析實驗資料和編寫報告的能力。

二、課程內容

第一章緒論

1、水力學的定義、任務和研究方法。2、水力學的發展概況。

3、液體作為連續介質的概念。

4、液體的主要物理性質。內摩擦定律。5、作用於液體的兩種力:質量力和表面力。6、理想液體和實際液體。第二章水靜力學

1、靜水壓強及其特性。

2、液體的平衡微分方程及其積分。等壓面。

3、重力作用下的靜水壓強基本公式。壓強分布圖。壓強的計量單位及其換算,絕對壓強和相對壓強,真空度。

4、靜水壓強基本公式的幾何意義:位置水頭和位能、壓強水頭和壓能、測壓管水頭和

勢能。5、壓強的測量。

6、幾種質量力同時作用下的液體平衡。7、作用於平面上的靜水總壓力。壓力中心。8、作用於曲面上的靜水總壓力。壓力體。9、浮力。*浮體的穩定第三章水動力學理論基礎

1、液體運動的兩種方法:拉格朗日法和尤拉法。

2、流場,流線,質點加速度。恆定流和非恆定流。均勻流和非均勻流。總流,過水斷面。流量。斷面平均速度。

3、不可壓縮液體的連續性微分方程。4、總流的連續性方程。

5、理想液體的運動微分方程(尤拉方程)。

6、運動微分方程沿流線的積分:伯努利方程及其幾何意義和能量意義,伯努利方程的應用舉例。

7、漸變流和急變流,恆定總流的能量方程及其應用條件和舉例。8、恆定總流的動量方程及其舉例。9、有勢流動。*有渦流動的概念。第四章水流阻力和水頭損失

1、實際流動的兩種形態:層流和紊流。流動形態的判別。

2、水流阻力於水頭損失的兩種形式:沿程阻力和沿程水頭損失,區域性阻力和區域性水頭損失。

3、均勻流阻力和水頭損失的關係,過水斷面的水力要素:溼周和水力半徑。沿程水頭損失的一般表示(達西—魏斯**公式)。

4、圓管中的層流運動。過水斷面上的流速分布。圓管層流的沿程水頭損失。沿程阻力係數與雷諾數的關係。

5、紊流的脈動現象。運動要素的瞬時值,時均值和脈動值。紊流的附加切應力。6、圓管中的紊流運動。邊壁粗糙。水力光滑和水力粗糙。

7、過水斷面上的流速分布。沿程阻力係數與雷諾數和相對粗糙的關係。尼古拉茲試驗。

確定實際管道沿程阻力係數的公式或曲線圖。8、謝才公式、曼寧公式。粗糙係數(糙數).

9、繞流阻力。邊界層的分離。

10、區域性阻力和區域性水頭損失。圓管中突然擴大的水頭損失。第五章孔口、管嘴出流和有壓管流

1、孔口恆定自由出流基本公式。收縮現象和影響因素。淹沒出流。管嘴出流特徵。2、短管的水力計算。測壓管水頭線和總水頭線的繪製。

3、長管的水水計算。簡單管路。串聯管路。沿程均勻洩流管路。4、水擊現象。直接水擊壓強計算。第六章明渠水流

1、明渠均勻流的水力特徵和基本計算公式。正常水深,糙率n值的確定。渠道的水力最優斷面。

允許流速。明渠均勻流水力計算的基本問題。無壓圓管均勻流的水力計算。

2、稜柱形渠道和非稜柱形渠道,斷面單位能量。臨界水深。急流、緩流和臨界流。

3、水躍現象。水躍的基本方程。水躍函式。

共扼水深。水躍長度。水躍能量損失。

4、明渠非均勻流的微分方程。明渠漸變流水面曲線的定性分析。明渠漸變流水面曲線的計算:

分段試演算法。第七章堰流

1、堰的形式:薄壁堰,實用堰,寬頂堰。

2、堰流的基本公式。流量係數及其影響因素:堰孔和堰頂的形狀、側收縮和下游水位等。

3、*寬頂堰理論在計算小橋孔和無壓涵洞的應用。4、堰的流量係數。

5、*跌水的水力計算(包括銜接削能)。第八章滲流

1、滲流現象。達西定律及其適用範圍。滲流係數。2、恆定漸變滲流的裘皮幼公式。3、集水廊道的水力計算。

4、普通井。自流井和大口井的水利計算。5、*勢流疊加原理在井群計算中的應用。6、*流網簡介

第九章相似性原理和量綱分析1、原型和模型的力學相似。

2、相似準數:尤拉數,佛汝德數,雷諾數,韋伯數,決定性準數和非決定性準數。3、模型律。普遍相似和部分相似,佛汝德模型律,雷諾模型律。

4、雷利因次分析法,∏定律。

三、實驗及演示

1、靜水壓強測定2、液體相對平衡測定3、流線演示

4、文丘里流量計流量係數測定5、液體動量方程測定6、流態測定

7、管流沿程阻力係數測定

8、管流突然擴大區域性阻力係數測定9、虹吸管水力效能演示10、孔口、管嘴係數測定11、水擊演示12、水躍測定

13、矩形薄壁堰流量係數測定14、寬頂堰流量係數測定15、滲流測定

四、教學安排與方式課程主要內容緒論水靜力學

水動力學理論基礎水流阻力和能水頭損失孔口、管嘴出流和管壓流明渠水流堰流滲流

相似性原理和量綱分析合計

講課時數

39101061044460

課內外學時之比

作業量及批改要求

1:1.5

每章布置一次作業,習題總量不少於70題,全部批改。作為平時成績的一部分。

水力學是一門技術基礎課,其教學以課內講授為主,配合實驗等多種教學方式。學生課內與課外所用時間之比為1:1.5。教學安排如下表。注:帶*為學生選學或自學內容。

五、考核方式

本課程通過多方面進行考核:作業、考勤,10%;實驗,10%;期末閉卷考試,80%。

1、《水力學》王烽、金建華,湖南大學出版社。

2、《水力學》西南交大水力學教研室,高等教育出版社。3、《水力學教程》黃儒欽等,西南交通大學出版社。4、《工程流體力學實驗報告書》王烽

5、《水力學難題分析》楊凌真,高等教育出版社。6、《水力學》(第二版)華東水力學院,科學出版社。

7、《水力學解題指導及習題集》(第二版)大連工學院水力學教研室,高等教育出版社。

水力學複習大綱 2019

2010年碩士研究生入學考試 水力學 複習大綱 一 教材 水力學 呂巨集興等主編中國農業出版社 二 複習大綱1 緒論 掌握液體主要物理力學性質 內摩擦定律 連續介質和理想液體以及作用在液體上的力等概念。2 水靜力學 熟練掌握靜水壓強及其特性和等壓面的概念,能熟練繪製平面靜水壓強分布圖和曲面壓力體圖 ...

水力學總結

第一章緒論 1 連續介質假說 即認為液體和氣體充滿乙個空間時,分子間沒有間隙,是一種連續介質,其物理性質和運動要素都是連續分布的,在此基礎上,一般還認為液體石均質的,其物理性質具有均勻等向性。2 在標準大氣壓下,t 4時水的密度最大 1000kg mmm t 0時,冰的體積比水約大9 3 流動性 靜...

水力學複習

1.在水力學中,單位質量力是指單位質量液體受到的質量力 2.在平衡液體中,質量力與等壓面正交 3.水力學中的一維流動是指運動要素只與乙個座標有關的流動 4.有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d r 4 5.已知液體流動的沿程水力摩擦係數與邊壁相對粗糙度和雷諾數re都有關,即可以判斷該液體流動屬於紊...