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课程简介

水力学是一门技术科学,是力学的一个分支,是不少专业(环境工程、土木工程、水利工程等)特别是市政专业的一门重要的专业基础课。 水力学是通过研究液体(主要是水)的平衡和机械运动规律及实际应用,使学生获得分析、计算能力和实验技能的基本训练,为解决实际工程问题和为科学研究奠定必要的理论基础。 该课程的基本内容包括 :液体的物理性质,水力学的研究方法,水力模型,液体静力学,水动力学,液体运动的流束理论和流场理论,流动阻力和水头损失,孔口、管嘴出流和有压管路,明渠均匀流,明渠非均匀流,堰流及闸孔出流等相关概念及相关的水力计算方法。 主要章节的基本内容: (一) 绪论 1.重点讲解液体的主要物理性质、作用在液体上的力。 2.广泛介绍水力学课程在专业培养中的地位与作用。 3.液体的粘滞性问题是难点,要交待清楚。 (二)水静力学 1.重点讲解压强的特性,静水中各点压强的确定,平面上、曲面上静水总压力的计算方法。 2.介绍量测压强的仪器及换算成某点压强的方法。 3.压力体的绘制是本章难点,要多讲例题,使学生真正掌握。 (三) 水动力学理论基础 1.重点讲解实际液体总流的连续性方程、能量方程、动量方程,使学生掌握并正确理解其意义,通过例题和习题培养学生运用这些方程解决问题的能力。 2.在三大方程讲解过程中,使学生掌握恒定流、均匀流、渐变流等概念。 3.介绍绘制水头线的基本方法及相应的基本概念。 (四)流动形态及水头损失 l.重点讲解不同液流形态时沿程阻力系数λ的变化规律及水头损失的计算方法,要求学生真正掌握。 2.均匀流沿程水头损失与切应力的关系应予以推导。 3.紊流运动要素的脉动及附加切应力作一般介绍。 4.强调阻力平方区对一般工程问题的重要性,介绍谢才公式。 5.圆管突扩是局部水头损失问题的一个典型例子,应做推导。 (五) 孔口、管嘴出流和有压管路 1. 重点讲解简单短管、长管的水力计算问题及水头线的绘制,孔口、管嘴出流的计算方法。 2. 重点讲解串联管路、并联管路、枝状管网的计算原则。 3.建立有压流、无压流、短管、长管、简单管道、复杂管道的概念。 (六) 明渠均匀流 1.重点讲解均匀流的水力计算以及无压圆管均匀流水力计算的特点。 2.介绍均匀流的产生条件及特性,水力最优断面的概念。 (七) 明渠非均匀流 1. 重点讲解流态的判别。要使学生深入了解断面单位能量与断面总机械能的异同,深入了解缓流、急流、临界流、缓坡、陡坡、临界坡的概念。 2. 了解水跃的计算方法。棱柱形明渠非均匀渐变流水面曲线的定性分析是本章的难点,要尽量解释清楚。水面曲线的定量计算只做一般介绍。 (八) 堰流及闸孔出流 1.重点讲解堰流的定义和分类以及堰流计算公式的推导过程。 2.着重说明各种堰型流量系数、侧收缩系数、淹没系数的确定方法。 3. 重点讲解应用宽顶堰理论进行小桥孔径水力计算的原理及过程。

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