水力學

前言

2005年《國務院關于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》中提出進一步深化職業(yè)教育教學改革，根據(jù)市場和社會需要，不斷更新教學內(nèi)容，改進教學方法，大力推進精品專業(yè)、精品課程和教材建設。教育部也在《關于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》（[2006]16號）中明確指出，課程建設與改革是提高教學質(zhì)量的核心，也是教學改革的重點和難點，而教材建設又是課程建設的一個重要內(nèi)容。教材是體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學方法的載體，是進行教學的基本工具，是學科建設與課程建設成果的凝結與體現(xiàn)，也是深化教育教學改革、保障和提高教學質(zhì)量的重要基礎。編寫高職教材，要明確高職教材的特征，如同高職教育的定位一樣，高職教材應既具有高教教材的基本特征，又具有職業(yè)技術教育教材的鮮明特色。因此，應具有符合高等教育要求的理論水平，重視教材內(nèi)容的科學性，既要符合人的認識規(guī)律和教學規(guī)律，又要有利于學生的學習，使學生在閱讀時容易理解，容易吸收。做到理論知識的準確定位，既要根據(jù)“必需、夠用”的原則，又要根據(jù)生源的實際情況，以學生為主體確定理論深度；在教材的編寫中加強實踐性教學環(huán)節(jié)，融入足夠的實訓內(nèi)容，保證對學生實踐能力的培養(yǎng)，體現(xiàn)高等技術應用性人才的培養(yǎng)要求。編寫教材要強調(diào)知識新穎原則，教材編寫應跟隨時代新技術的發(fā)展，將新工藝、新方法、新規(guī)范、新標準編入教材，使學生畢業(yè)后具備直接從事生產(chǎn)第一線技術工作和管理工作的能力。編寫時不能孤立地對某一門課程進行思考，而要從高職教育的特點去考慮，從實現(xiàn)高職人才培養(yǎng)目標著眼，從人才所需知識、能力、素質(zhì)出發(fā)。在充分研討的基礎上，把培養(yǎng)職業(yè)能力作為主線，并貫穿始終。

內(nèi)容概要

本教材為全國高職高?！笆晃濉本芬?guī)劃教材，是為高等職業(yè)技術學院、普通高等?？茖W校水利工程、水利水電工程等專業(yè)編寫的全國統(tǒng)編教材。全書共分十五章，包括緒論，水靜力學，水流運動的基本原理，水流型態(tài)與水頭損失，有壓管道中的水流運動，明渠恒定均勻流，明渠恒定非均勻流，泄水建筑物的水力計算、泄水建筑物下游水流銜接與消能、渠系連接建筑物的水力計算、高速水流簡介、相似原理與水工模型試驗基礎、滲流基礎、流體旋渦運動與流體繞葉柵流動簡介、明渠非恒定流簡介。各章有例題、習題和常用圖表。   　本書也適用于水文水資源工程、給水排水、水利工程監(jiān)理、道路與橋梁、水土保持、水電站動力設備、水電站建筑、治河與防洪等專業(yè)，并可用于成人專科學校以及普通本科院校的高等職業(yè)技術學院同類專業(yè)教學，還可供水利水電工程技術人員參考。

書籍目錄

序前言第一章　緒論　第一節(jié)　水力學的任務及發(fā)展簡史　第二節(jié)　液體的主要物理性質(zhì)　第三節(jié)　連續(xù)介質(zhì)和理想液體的概念　第四節(jié)　作用在液體上的力　第五節(jié)　水力學的研究方法　習題第二章　水靜力學　第一節(jié)　靜水壓強及其特性　第二節(jié)　靜水壓強的基本規(guī)律　第三節(jié)　靜水壓強的表示方法和測算　第四節(jié)　作用于平面壁上的靜水總壓力  　第五節(jié)　作用于曲面壁上的靜水總壓力  　第六節(jié)　浮力、浮體的平衡與穩(wěn)定〔水文〕　習題第三章　水流運動的基本原理　第一節(jié)　描述水流運動的兩種方法　第二節(jié)　恒定總流連續(xù)性方程　第三節(jié)　恒定總流的能量方程　第四節(jié)　能量方程的應用　第五節(jié)　恒定總流的動量方程　第六節(jié)　相對運動的能量方程〔水動、給水〕　第七節(jié)　恒定總流的動量矩方程〔水動、給水〕　習題第四章　水流型態(tài)與水頭損失　第一節(jié)　水頭損失的類型及其與阻力的關系　第二節(jié)　水流運動的兩種流態(tài)　第三節(jié)　液流的層流運動　第四節(jié)　紊流運動　　第五節(jié)　沿程水頭損失的分析和計算　　第六節(jié)　局部水頭損失的分析與計算　　第七節(jié)　繞流阻力與升力　　習題　第五章　有壓管道中的水流運動　　第一節(jié)　概述　　第二節(jié)　簡單管道的水力計算　　第三節(jié)　復雜管路水力計算　　第四節(jié)　壓力管道中的水擊〔水動〕　　習題　第六章　明渠恒定均勻流　第一節(jié)　概述　第二節(jié)　明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件　第三節(jié)　明渠均勻流的計算公式及有關問題　第四節(jié)　渠道水力計算類型　第五節(jié)　渠道及河道糙率分析〔水工、水文〕　　第六節(jié)　河渠均勻流斷面上的流速分布〔水工、水文〕　　習題  第七章　明渠恒定非均勻流  　第一節(jié)　概述  　第二節(jié)　明渠非均勻流的一些基本概念  　第三節(jié)　緩流、急流的轉(zhuǎn)換現(xiàn)象——水跌與水躍  　第四節(jié)　明渠恒定非均勻漸變流基本方程  　第五節(jié)　棱柱體渠道恒定非均勻漸變流水面線分析  　第六節(jié)　明渠恒定非均勻漸變流水面線計算  　第七節(jié)　天然河道中水面線的計算〔水工、水文〕  　第八節(jié)　天然河道中恒定非均勻漸變流流量和糙率的計算〔水工、水文〕　第九節(jié)　彎道水流簡介　習題第八章　泄水建筑物的水力計算　　第一節(jié)　概述   　第二節(jié)　孔口與管嘴出流水力計算　　第三節(jié)　堰流　　第四節(jié)　閘孔出流的水力計算　　第五節(jié)　橋涵水力計算〔道橋、水工〕  　第六節(jié)　無壓涵洞的水力計算〔道橋、水工〕　　習題第九章　泄水建筑物下游水銜接與消能第十章　渠系連接建筑物的水力計算第十一章　高速水流簡介〔水工〕第十二章　相似原理與水工模型試驗基礎〔水工〕第十三章　滲流基礎第十四章　液體旋渦運動與流體繞葉柵流動簡介〔水動〕第十五章　明渠非恒定流簡介附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：二、水力學發(fā)展簡史水力學作為學科而誕生始于水靜力學。公元前400余年，中國墨翟在《墨經(jīng)》中，已有了浮力與所排液體體積之間關系的設想。公元前250年，阿基米德在《論浮體》中，闡明了浮體和潛體計算方法。1586年德國數(shù)學家斯蒂文提出水靜力學方程。17世紀中葉，法國帕斯卡提出液壓等值傳遞的帕斯卡原理。至此，水靜力學已初具雛形。水力學的發(fā)展是與水利工程興建相聯(lián)系的。相傳4000年前的大禹治水采取“疏雍導滯”防止了洪澇災害。公元前256～公元前210年，中國秦代修建了著名的都江堰、靈渠和鄭國渠。漢初利用山溪水流作動力是水輪機的雛形。15世紀意大利人達·芬奇在實驗水力學方面取得進展，他用懸浮沙粒在玻璃槽中觀察水流現(xiàn)象，描述了波浪運動、管中水流和波的傳播、反射和干涉。前人對水流運動規(guī)律的認識已有相當水平，但直至15世紀以前，都被認為是一種技藝，而未發(fā)展為一門科學。18世紀中葉，水力學開始成為一門獨立學科。水力學得到迅速的發(fā)展，歐拉和丹尼爾·伯努利是這一領域中杰出的先驅(qū)者。18世紀末和整個19世紀，形成了兩個相互獨立的研究方向：一是運用數(shù)學分析的理論流體力學；二是依靠實驗的應用水力學。開爾文、瑞利、斯托克斯、蘭姆等人的工作使理論水平達到相當?shù)母叨?，而謝才、達西、巴贊、弗朗西斯、曼寧等人則在應用水力學方面進行了大量的實驗研究，提出了各種實用的經(jīng)驗公式。19世紀末，流體力學有了新發(fā)展：雷諾理論及實驗研究；雷諾的因次分析；弗勞德的船舶模型實驗；空氣動力學的研究等。20世紀初的重要突破是普朗特的邊界層理論，它把無黏性理論和黏性理論在邊界層概念的基礎上聯(lián)系起來。20世紀蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟建設提出了越來越復雜的水力學問題：高濃度泥沙河流的治理；高水頭水力發(fā)電的開發(fā)；輸油干管的敷設；采油平臺的建造；河流湖泊海港污染的防治等。使水力學的研究方向不斷拓展，從定床水力學轉(zhuǎn)向動床水力學；從單向流動到多相流動；從牛頓流體規(guī)律到非牛頓流體規(guī)律；從流速分布到溫度和污染物濃度分布；從一般水流到產(chǎn)生摻氣、空蝕，引起振動的高速水流；以計算機應用為主要手段的計算水力學也得到了相應的發(fā)展。現(xiàn)在，水力學課程已由過去單純?yōu)樗こ填悓I(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，發(fā)展成為土木工程、環(huán)境工程、動力機械、生物化學、以至人才流、物資流、資金流、信息流等專業(yè)或領域的重要專業(yè)基礎課。也就是說，所有與流體或與流動有關的問題，都離不開水力學的基本理論。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和不同學科的相互滲透，水力學的內(nèi)容將會不斷得到發(fā)展、充實和提高。

編輯推薦

水力學是研究液體的機械運動規(guī)律及應用這些規(guī)律解決工程實際問題的一門科學?！端W》系統(tǒng)地闡述了水力學的基本概念、基本理論和工程應用，在編寫過程中力求概念清晰、深入淺出、聯(lián)系實際，理論上以適當夠用為度，不苛求學科的系統(tǒng)性和完整性，突出實用，體現(xiàn)高職高專教育的特色。

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