水力學(xué)

前言

《水力學(xué)》是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，是根據(jù)高等院校土建類的鐵道、道路、橋梁、隧道與地下工程、市政工程、工業(yè)與民用建筑、給水排水等各專業(yè)50學(xué)時水力學(xué)課程教學(xué)基本要求而編寫的。本教材進(jìn)一步體現(xiàn)水力學(xué)少學(xué)時教學(xué)的特點(diǎn)，堅持基本理論必需、夠用為度，突出重點(diǎn)、難點(diǎn)和講究實(shí)用，并將現(xiàn)代計算技術(shù)解決復(fù)雜水力計算問題的方法編入教材。本書共分十章，主要內(nèi)容包括水靜力學(xué)，水動力學(xué)理論基礎(chǔ)，流動型態(tài)及水頭損失，孔口、管嘴出流和有壓管路，明渠均勻流，明渠非均勻流，堰流、滲流、水力計算中非線性方程的求根問題等。根據(jù)課程要求，書中附有針對性較強(qiáng)的例題、思考題及計算題。本書由石家莊鐵道學(xué)院齊清蘭主編，天津大學(xué)高學(xué)平主審。齊清蘭編寫第一、三、四章，石家莊鐵道學(xué)院龐巍編寫第二章，石家莊鐵道學(xué)院安蕊梅編寫第五、八章，河北省水利科學(xué)研究院李京善編寫第六章，長安大學(xué)母敏霞編寫第七章，石家莊鐵道學(xué)院霍倩編寫第九、十章，全書由齊清蘭統(tǒng)稿。本書在編寫過程中還得到了石家莊鐵道學(xué)院碩士研究生谷芳、周國斌、高亮等同志的大力協(xié)助，在此一并表示感謝。本書帶*的章節(jié)，教師和學(xué)生可根據(jù)具體情況決定取舍。由于作者水平有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，全書共分十章。系統(tǒng)地闡述了水靜力學(xué)、水動力學(xué)理論基礎(chǔ)、流動型態(tài)及水頭損失、孔口、管嘴出流和有壓管路、明渠均勻流、明渠非均勻流、堰流、滲流、水力計算中非線性方程的求根問題等內(nèi)容。每章后有思考題、計算題。    本書內(nèi)容精練、體系完整、實(shí)用性強(qiáng)、力求創(chuàng)新，可作為高等院校土建類的鐵道、道路、橋梁、隧道與地下工程、市政工程、工業(yè)與民用建筑、給水排水等各專業(yè)的教材，也可作為水文地質(zhì)與工程地質(zhì)、水文與水資源等專業(yè)的參考教材，同時可供有關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論　第一節(jié) 水力學(xué)的任務(wù)及其歷史的發(fā)展　第二節(jié) 液體的連續(xù)介質(zhì)模型　第三節(jié) 液體的主要物理性質(zhì)　第四節(jié) 作用在液體上的力　思考題　計算題第二章 水靜力學(xué)　第一節(jié) 靜水壓強(qiáng)及其特性　第二節(jié) 重力作用下靜水壓強(qiáng)的分布規(guī)律　第三節(jié) 測量壓強(qiáng)的儀器　第四節(jié) 作用在平面上的靜水總壓力　第五節(jié) 作用在曲面上的靜水總壓力　思考題　計算題第三章 水動力學(xué)理論基礎(chǔ)　第一節(jié) 描述液體運(yùn)動的兩種方法　第二節(jié) 歐拉法的幾個基本概念　第三節(jié) 恒定一元流的連續(xù)性方程　第四節(jié) 理想液體及實(shí)際液體恒定元流的能量方程　第五節(jié) 實(shí)際液體恒定總流的能量方程　第六節(jié) 總水頭線和測壓管水頭線的繪制　第七節(jié) 實(shí)際液體恒定總流的動量方程　思考題　計算題第四章 流動形態(tài)及水頭損失　第一節(jié) 水頭損失的物理概念及其分類　第二節(jié) 實(shí)際液體流動的兩種形態(tài)　第三節(jié) 均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系　第四節(jié) 圓管中的層流運(yùn)動　第五節(jié) 液體的紊流運(yùn)動　第六節(jié) 圓管中的紊流　第七節(jié) 圓管中沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及影響因素　第八節(jié) 計算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式——謝才公式　第九節(jié) 局部水頭損失　思考題　計算題第五章 孔口、管嘴出流和有壓管路　第一節(jié) 液體經(jīng)薄壁孔口的恒定出流　第二節(jié) 液體經(jīng)管嘴的恒定出流　第三節(jié) 短管的水力計算　第四節(jié) 長管的水力計算　第五節(jié) 管網(wǎng)水力計算基礎(chǔ)　思考題　計算題第六章 明渠均勻流　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 明渠均勻流的計算公式　第三節(jié) 明渠水力最優(yōu)斷面和允許流速　第四節(jié) 明渠均勻流水力計算的基本問題　第五節(jié) 無壓圓管均勻流的水力計算　第六節(jié) 復(fù)式斷面渠道的水力計算　思考題　計算題第七章 明渠非均勻流　第一節(jié) 概述　第二節(jié) 斷面單位能量和臨界水深　第三節(jié) 緩流、急流、臨界流及其判別準(zhǔn)則　第四節(jié) 水躍　第五節(jié) 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程　第六節(jié) 棱柱形渠道恒定非均勻漸變流水面曲線的分析　第七節(jié) 明渠水面曲線的計算　思考題　計算題第八章 堰流及閘孔出流　第一節(jié) 堰流的特點(diǎn)及其分類……第九章 滲流第十章 水力計算中非線性方程的求根問題附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 緒論第一節(jié) 水力學(xué)的任務(wù)及其歷史的發(fā)展水力學(xué)是用實(shí)驗(yàn)和理論分析的方法來研究液體平衡和機(jī)械運(yùn)動的規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用的一門科學(xué)。在一定的條件下，其運(yùn)動規(guī)律也適用于氣體。本書主要是探討液體的運(yùn)動。在地球上，物質(zhì)存在的主要形式是固體、液體和氣體，液體和氣體統(tǒng)稱為流體。從力學(xué)分析的意義上看，流體和固體的主要差別在于它們對外力抵抗的能力不同。固體有能力抵抗一定數(shù)量的拉力、壓力和剪切力，相應(yīng)的科學(xué)是材料力學(xué)、彈性力學(xué)等；而流體幾乎不能承受拉力，處于靜止?fàn)顟B(tài)下的流體還不能抵抗剪切力，即流體在很小剪切力的作用下將發(fā)生連續(xù)不斷的變形，直到剪切力消失為止。流體的這種特性稱為易流動性。至于氣體與液體的差別在于氣體易于壓縮，而液體難于壓縮。由于液體所具有的物理力學(xué)特性與固體和氣體不同，在歷史的發(fā)展中，逐漸形成了水力學(xué)這樣一門獨(dú)立的科學(xué)。水力學(xué)的萌芽，人們認(rèn)為是從距今約2000多年前西西里島上的阿基米得寫的“論浮體”一文開始的。他對靜止時的液體力學(xué)性質(zhì)作了第一次科學(xué)總結(jié)。而這些實(shí)際知識也早已在我國、印度、埃及等國家里，由勞動人民累積起來。15世紀(jì)中葉至18世紀(jì)下半葉，生產(chǎn)力有了很大的發(fā)展，遇到許多水力學(xué)問題，由于科學(xué)水平的限制，人們主要用實(shí)驗(yàn)的方法或直覺來解決。1738年，伯諾里利用伽利略一牛頓力學(xué)和壓強(qiáng)的概念，提出了液體運(yùn)動的能量估算；1769年，歐拉提出了液體運(yùn)動的解析方法。這些成就為研究液體運(yùn)動的規(guī)律奠定了理論基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上形成一門屬于數(shù)學(xué)的古典“流體力學(xué)”。由于古典流體力學(xué)所用數(shù)學(xué)的復(fù)雜性和理想液體模型的局限，不能滿意地解決工程問題，工程技術(shù)人員主要用實(shí)驗(yàn)方法來制定一些經(jīng)驗(yàn)公式，以滿足工程的需要。其中有些經(jīng)驗(yàn)公式缺乏理論基礎(chǔ)，使應(yīng)用范圍狹窄且缺乏進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)，但卻為后人留下不少寶貴的遺產(chǎn)。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國家級規(guī)劃教材?水力學(xué)》由中國鐵道出版社出版。

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