水力學

內容概要

　　《水力學》是為適應大土木工程專業(yè)的課程設置需要，考慮滿足其他專業(yè)教學要求而編寫的一本中、少學時的通用教材。本書第一版于2006年出版，本書是在第一版的基礎上，根據讀者的需求對內容做了一定的增刪，以便盡最大可能既達到本科教學的要求又適合用作報考碩士研究生的參考書。
《水力學》共10章，包括基本概念、原理和應用?；驹戆ú豢蓧嚎s流體(液體)的基本性質、數學模型、運動學和動力學基本原理及相似原理。對于基本原理在各方面的具體應用，可根據不同專業(yè)選講。各章都選配了典型例題、思考題和習題，并給出了部分習題答案，直接附于習題后。其中有很多習題，對于繼續(xù)深造和工程技術人員很有參考價值。
《水力學》可作為工科院校土木工程、道路橋梁工程、市政工程、環(huán)境工程等專業(yè)的教學用書，也可供有關工程設計人員參考。

書籍目錄

第一章 緒論
 第一節(jié) 流體力學的任務、地位和學習方法
 第二節(jié) 常用的流體力學模型
 第三節(jié) 分析流體力學的理論基礎
 第四節(jié) 作用在流體上的力
 第五節(jié) 流體的主要物理性質
 思考題與習題
第二章 流體靜力學
 第一節(jié) 流體靜壓強的特性
 第二節(jié) 流體平衡微分方程式
 第三節(jié) 重力作用下流體平衡壓強分布
 第四節(jié) 靜止流體對壁面的壓力
 第五節(jié) 流體在重力與其他質量力作用下的壓強分布規(guī)律
 第六節(jié) 浮力與物體的沉浮
 思考題與習題
第三章 流體運動學
 第一節(jié) 描述流體運動的兩種方法
 第二節(jié) 流體運動的基本概念
 第三節(jié) 流體運動的分類
 第四節(jié) 連續(xù)性微分方程
 第五節(jié) 流體微團運動分析
 第六節(jié) 無旋流動和有旋流動
 思考題與習題
第四章 流體動力學
 第一節(jié) 歐拉運動微分方程
 第二節(jié) 理想流體恒定元流的能量方程
 第三節(jié) 理想流體恒定元流能量方程的意義和應用
 第四節(jié) 實際流體運動微分方程
 第五節(jié) 實際流體元流與總流的能量方程
 第六節(jié) 恒定總流動量方程和動量矩方程
 思考題與習題
第五章 相似性原理和量綱分析
 第一節(jié) 量綱的概念與量綱和諧定理
 第二節(jié) 相似概念及基本內容
 第三節(jié) 量綱分析和相似準則推導方法
 第四節(jié) 模型律的應用舉例
 思考題與習題
第六章 流動阻力和能量損失
 第一節(jié) 流動阻力和能量損失分類
 第二節(jié) 雷諾實驗及流態(tài)判別
 第三節(jié) 均勻流動方程式
 第四節(jié) 圓管中的層流運動
 第五節(jié) 流體的紊流運動
 第六節(jié) 紊流沿程阻力損失計算
 第七節(jié) 局部阻力損失計算
 思考題與習題
第七章 孔口管嘴和管路流動
 第一節(jié) 孔口管嘴出流
 第二節(jié) 短管的水力計算
 第三節(jié) 長管、串聯管和并聯管水力計算
 第四節(jié) 管網計算基礎
 第五節(jié) 有壓管路中的水擊
 思考題與習題
第八章 明渠均勻流和非均勻流
 第一節(jié) 明渠流的特點
 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) 明渠恒定非均勻漸變流的基本微分方程
 第六節(jié) 斷面單位能量與臨界水深
 第七節(jié) 水躍
 第八節(jié) 棱柱形渠道中恒定非均勻漸變流水面曲線分析、連接及計算
 思考題與習題
第九章 堰流與閘下出流
 第一節(jié) 堰流的定義、分類和基本公式
 第二節(jié) 薄壁堰
 第三節(jié) 實用斷面堰
 第四節(jié) 寬頂堰
 第五節(jié) 橋孔過流水力計算
 第六節(jié) 閘下出流
 思考題與習題
第十章 滲流
 第一節(jié) 滲流運動
 第二節(jié) 滲流基本定律
 第三節(jié) 地下水的均勻流和非均勻流
 第四節(jié) 井和集水廊道
 思考題與習題
參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   1.流體黏滯性的例子 這里，通過一個簡單的實驗，觀察一個黏性存在現象，如圖1—2所示。圓盤A由電機帶動，圓盤B通過具有一定彈性系數的金屬絲懸掛在圓盤A的上面。A盤和B盤都浸沒在某種液體中。A和B之間保持一定的距離δ。電機起動后，A盤開始轉動，B盤隨著A盤轉動，當轉到一定角度時就不再轉動了。可想而知：這時，使B盤扭轉的力矩與金屬給予B盤的反向扭轉力矩正好平衡。而當電機停止轉動后，B盤將回復到原來的位置，金屬絲的扭轉也隨之消失。這樣，由B盤的扭轉角可以測出B盤轉動的力矩值。 通過該實驗可以發(fā)現：A盤與B盤并沒有直接接觸，為什么曰盤也會隨著A盤而轉動呢？這只能是由于充填在A和B兩盤問液體層在起作用。即因為液體分子之間存在著內聚力，液體與固體圓盤之間存在著附著力。因此，A和B兩盤與液體接觸的面上都附著一薄層液體，稱為附面層。當A盤轉動時，A盤上附面層將隨A盤以同樣的速度轉動。而緊靠著A盤附著層外的一層流體原來是靜止的，此時與附面層之間出現了速度差，速度大的帶動速度小的流體層。這樣由下至上一層一層地帶動，直到把B盤也帶著轉動一定角度。這說明流體產生相對運動時，有傳遞一定力矩的能力。 2.流體黏滯性的定義 流體內部質點間或流層間因相對運動而產生的切向內摩擦力以抵抗其相對運動的性質叫流體的黏滯性。 這是由于流體內部內聚力的存在和流層間進行的動量交換造成的。當流體靜止或各部分之間相對速度為零時，流體的黏滯性就表現不出來，內摩擦力也就等于零。 3.流體黏滯性產生的機理 流體的黏滯性是組成流體的大量分子的微觀作用的宏觀表現。這是由兩方面共同作用的結果，即分子不規(guī)則的熱運動動量交換作用和分子間的引力作用。但這兩方面的作用不是對所有流體都是對等的，有的流體是以分子熱運動動量交換產生的黏滯性為主，如氣體，而流體則是以分子之間的引力產生的黏滯性為主的。必須明確同是氣體和液體，由于種類的不同，其黏滯性也，是各不相同的。 4.黏滯性的度量——牛頓內摩擦定律 牛頓經過大量的實驗研究，于1686年提出了確定流體內摩擦力的所謂“牛頓內摩擦定律”。 如圖1—3所示，流體在管道中（或平行板間）緩慢流動時，緊靠管壁的流體質點，因有黏性則黏附在管壁上，其流速為零。位于管軸線上的流體質點，由于離管壁最遠，受管壁的影響最小，故而流速最大。在介于管壁和管軸線之間的流體質點，將以不同的流速向右流動，它們的速度將從管壁到軸線，由零增加到最大軸心流速。

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