水力学扬州大学Word格式.docx
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4.掌握利用常规仪器设备量测水位、压强、流速、流量等水力要素的操作技能,并且具有分析实验资料和整理实验报告的能力。
课程的地位和作用:
《水力学》课程是农田水利专业的一门技术基础课。
它运用理论力学的基本原理和试验研究相结合的方法,探讨液流的基本规律及其在水利工程中的实际问题,是一门既有系统理论,又有较强实践性的课程。
本专业设置水力学课程的目的,是使学生掌握液流的基本理论与分析研究方法,为学习各种专业课和今后从事专业工作打下基础,以便解决本专业工程中的有关液流问题。
教学内容与学时安排:
序号
章节名称
学时分配
面授
实验
自学
1
第一章绪论
2
4
第二章水静力学
6
10
3
第三章液流运动的流束理论
第四章液流型态及水头损失
5
第五章有压管中的恒定流
第六章明渠恒定均匀流
0.5
7
第七章明渠恒定非均匀流
8
第八章堰流与闸孔出流
9
第九章泄水建筑物下游的消能
第十章渗流
30
60
1.教学内容
(1)水力学的任务及其在水利工程中的应用
(2)液体的主要物理性质:
密度、容重、粘滞性、压缩性等
(3)作用在液体上的力
2.本章重点:
液体的物理性质:
密度、容重、粘滞性等
3.本章难点:
液体的粘滞性及粘滞系数等。
4.教学基本要求:
(1)了解水力学的任务及其在水利工程中的应用;
(2)理解液体的主要物理性质:
密度、容重、压缩性等,掌握粘滞性及牛顿内摩擦定律;
(3)理解连续介质的假说、理想液体、不可压缩液体、牛顿液体等概念;
(4)了解作用在液体上的两种力:
表面力与质量力。
(1)静学压强及其特性
(2)液体的平衡微分方程
(3)等压面
(4)重力作用下的静水压强的基本公式
(5)绝对压强与相对压强
(6)压强的量测
(7)压强的液柱表示法,水头与单位势能
(8)作用在平面壁上的静水总压力
(9)作用在曲面壁上的静水总压力
静力学基本方程、绝对压强与相对压强、等压面、水头与单位势能等概念,平面与曲面壁上静水总压力的计算。
表征曲面上静水总压力铅垂分力的压力体的分析与绘制。
(1)了解静水压力、静水压强的定义,理解静水压强的基本特性;
(2)了解液体的平衡微分方程式;
(3)掌握压强的计示、单位、等压面等概念,掌握静力学基本方程式并能熟练进行点压强、两点压差的计算;
(4)掌握平面壁上静水压力的计算,能熟练画出平面上静水压强分布图;
(5)掌握曲面壁上静水压力的计算,能熟练画出曲面的压力体图。
第三章液流运动的基本原理
(1)描述液体运动的两种方法
(2)欧拉法的几个基本概念
(3)恒定一元流的连续性方程
(4)实际液体恒定总流的能量方程
(5)实际液体恒定总流的动量方程
流线、过水断面、流量与断面平均流速、水流的分类等概念;
恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的推导、适用条件、应用注意点及实际工程应用。
流线、水流的分类等概念以及能量方程与动量方程的实际应用。
(1)了解描述液体运动的两种方法;
(2)理解流线、元流、总流、过水断面、流量、断面平均流速等概念,掌握水流类型(恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、急变流与渐变流等)的判别方法;
(3)理解恒定一元流的连续性方程式的建立条件、物理意义,掌握其实际应用;
(4)理解恒定一元流的能量方程式的建立条件、物理意义,掌握其实际应用;
(5)了解总水头线、测压管水头线、水力坡度、测压管坡度的概念;
(6)理解恒定一元流的动量方程式的建立条件、物理意义,掌握其实际应用。
第四章液流形态及水头损失
(1)水头损失的分类
(2)均匀流沿程水头损失与切应力的关系
(3)液体运动的两种型态
(4)层、紊流的特性
(5)沿程阻力系数的变化规律
(6)谢才公式
(7)局部水头损失
水头损失的分类及计算,层流和紊流的主要特征及其判别、阻力系数的变化规律。
紊流的形成及其特征、沿程阻力系数的变化规律。
(1)了解水流阻力的类型及水头损失的分类;
(2)了解均匀流沿程水头损失与切应力的关系建立过程,掌握沿程水头损失的通用计算公式(或达西—魏斯巴赫公式);
(3)掌握层流和紊流的判别,理解层、紊流的特征;
(4)掌握沿程阻力系数的变化规律及沿程水头损失的计算;
(5)了解局部水头损失的产生机理,掌握局部水头损失的计算公式。
(1)简单管道水力计算的基本公式
(2)简单管道水力计算的基本类型
(3)简单管道水力计算特例
(4)复杂管道的水力计算
恒定总流的基本方程式在简单管道及复杂管道水力计算中的应用。
管道中各断面压强沿程变化的定性分析。
(1)了解简单管道与复杂管道、自由出流与淹没出流、长管与短管等概念;
(2)了解简单管道水力计算的基本公式的建立过程;
(3)掌握简单管道的水力计算类型及方法;
(4)了解串联、并联管道水流特征及水力计算。
第六章
明渠恒定均匀流
(1)明渠的几何特征及分类
(2)明渠均匀流的特性及其产生条件
(3)明渠均匀流的基本公式及水力计算
(4)水力最佳断面及允许流速
(5)复式断面明渠的水力计算
明渠均匀流的特性、水力计算的基本公式及类型。
明渠断面形状的设计(正常水深或底宽的计算)。
(1)了解明渠的几何特征,按几何特性对明渠进行分类;
(2)理解明渠均匀流的产生、特性及发生条件;
(3)掌握明渠均匀流的基本公式、水力计算类型;
(4)了解复式断面明渠及其水力计算。
(1)明渠水流的三种流态
(2)断面比能、临界水深及临界底坡
(3)水跌与水跃现象
(4)明渠恒定非均匀渐变流的微分方程式
(5)棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析
(6)明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算——分段求和法
明渠水流的缓流与急流流态、断面比能、临界水深、临界底坡等概念,以及棱柱体明渠水面曲线的定性分析。
水面曲线的定性分析。
(1)理解明渠水流的三种流态:
缓流、急流、临界流及其判别;
(2)理解断面比能、临界水深、临界底坡、佛汝德数等概念;
(3)了解水跌与水跃现象,掌握平底棱柱体明渠中水跃方程式及水跃共轭水深、跃长的计算;
(4)理解棱柱体明渠非均匀渐变流水面线的定性分析,掌握十二条水面线的规律;
(5)了解明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算方法及计算类型。
第八章堰流与闸孔出流
(1)堰流的分类及计算公式
(2)薄壁堰流的水力计算
(3)实用堰流的水力计算
(4)宽顶堰流的水力计算
(5)闸孔出流的水力计算
堰、闸水流现象与水力计算。
各种系数的确定。
(1)了解堰的分类及堰流计算公式的建立;
(2)掌握各种堰型系数的确定,并能进行各种类型的水力计算;
(3)掌握闸孔出流公式,并能进行水力计算;
(1)几种消能方式
(2)底流式消能的水力计算:
收缩断面水深的计算、水跃位置的判别、消力池尺寸计算
底流式消能的水力计算。
消力池池深的计算、消力池设计流量的确定。
(1)了解几种消能方式:
底流式消能、面流式消能、挑流式消能、消能戽等
(2)掌握泄水建筑物下游收缩断面水深的计算、水跃位置的判别
(3)掌握消力池深及池长的计算
第十章
渗流
(1)渗流的有关概念
(2)达西定律
(3)恒定无压渗流
(4)井的渗流
(5)土坝渗流
渗流模型、渗流的达西定律及杜比公式。
渗流模型。
(1)了解水在土壤中存在形式、土壤的分类,理解渗流模型;
(2)掌握达西定律及其适用范围,掌握渗透系数的概念及其数值的确定方法;
(3)掌握恒定无压渐变渗流的杜比公式,了解渐变渗流的浸润线;
(4)了解井、土坝渗流;
主要教材及参考书:
1.《水力学》(上、下册)(第四版)成都科技大学吴持恭主编
高等教育出版社
2008.1
2.《水力学》(上、下册)河海大学李家星、赵振兴主编
河海大学出版社2001.1
3.《水力学教程》(第四版)黄儒钦主编
西南交通大学出版社2010.9
本课程大纲撰写人基本情况:
熊亚南,副教授,扬州大学
2014年11月
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