水力學(xué)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育十二五規(guī)劃教材·全國(guó)水利行業(yè)規(guī)劃教材：水力學(xué)基礎(chǔ)》共分13個(gè)專題，包括：液體的基本特性和主要物理力學(xué)性質(zhì)、靜水壓強(qiáng)、平面壁與曲面壁上靜水作用力的計(jì)算、水流運(yùn)動(dòng)的基本原理、水流型態(tài)與水頭損失、水頭損失的計(jì)算、短管計(jì)算、簡(jiǎn)單長(zhǎng)管計(jì)算、明渠恒定均勻流、明渠恒定非均勻流、水面曲線分析及計(jì)算、閘孔出流及堰流的設(shè)計(jì)計(jì)算、水工建筑物下游水流銜接與消能?！　　镀胀ǜ叩冉逃逡?guī)劃教材·全國(guó)水利行業(yè)規(guī)劃教材：水力學(xué)基礎(chǔ)》作為高職高專水利水電建筑工程、水利工程、水利工程監(jiān)理、水利工程施工、城市水利等專業(yè)的通用教材，也可作為其他專業(yè)教材或教學(xué)參考書，同時(shí)也可作為水利工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考用書。

書籍目錄

前言 緒論 專題一 液體的基本特性和主要物理力學(xué)性質(zhì) 知識(shí)點(diǎn)一 液體的基本特性 知識(shí)點(diǎn)二 液體的主要物理力學(xué)性質(zhì) 知識(shí)點(diǎn)三 連續(xù)介質(zhì)假說與理想液體 知識(shí)點(diǎn)四 作用在液體上的力 專題小結(jié) 習(xí)題 專題二 靜水壓強(qiáng) 知識(shí)點(diǎn)一 靜水壓強(qiáng)及其特性 知識(shí)點(diǎn)二 靜水壓強(qiáng)的基本規(guī)律 知識(shí)點(diǎn)三 絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空壓強(qiáng)及真空高度 知識(shí)點(diǎn)四 靜水壓強(qiáng)的單位及量測(cè) 專題小結(jié) 習(xí)題 專題三 平面壁與曲面壁上靜水作用力的計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 作用于平面壁上的靜水總壓力 知識(shí)點(diǎn)二 作用于曲面壁上的靜水總壓力 專題小結(jié) 習(xí)題 專題四 水流運(yùn)動(dòng)的基本原理 知識(shí)點(diǎn)一 水流運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)基本概念 知識(shí)點(diǎn)二 恒定總流連續(xù)性方程 知識(shí)點(diǎn)三 恒定總流的能量方程 知識(shí)點(diǎn)四 能量方程的應(yīng)用條件及舉例 知識(shí)點(diǎn)五 恒定總流的動(dòng)量方程 專題小結(jié) 習(xí)題 專題五 水流型態(tài)與水頭損失 知識(shí)點(diǎn)一 水頭損失的類型及其與阻力的關(guān)系 知識(shí)點(diǎn)二 水流運(yùn)動(dòng)的兩種流態(tài) 知識(shí)點(diǎn)三 液流的層流運(yùn)動(dòng) 知識(shí)點(diǎn)四 液流的紊流運(yùn)動(dòng) 專題小結(jié) 習(xí)題 專題六 水頭損失的計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 沿程水頭損失的分析和計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)二 局部水頭損失的分析與計(jì)算 專題小結(jié) 習(xí)題 專題七 短管計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 管流概述 知識(shí)點(diǎn)二 簡(jiǎn)單短管的水力計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)三 短管應(yīng)用舉例 專題小結(jié) 習(xí)題 專題八 簡(jiǎn)單長(zhǎng)管計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 長(zhǎng)管計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)二 長(zhǎng)管應(yīng)用舉例 知識(shí)點(diǎn)三 水擊 專題小結(jié) 習(xí)題 專題九 明渠恒定均勻流 知識(shí)點(diǎn)一 明渠及其類型 知識(shí)點(diǎn)二 明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件 知識(shí)點(diǎn)三 明渠均勻流的計(jì)算公式及有關(guān)問題 知識(shí)點(diǎn)四 渠道水力計(jì)算的類型 專題小結(jié) 習(xí)題 專題十 明渠恒定非均勻流 知識(shí)點(diǎn)一 明渠水流的三種流態(tài)及微波的相對(duì)波速 知識(shí)點(diǎn)二 斷面比能與臨界水深 知識(shí)點(diǎn)三 臨界底坡、緩坡與陡坡 知識(shí)點(diǎn)四 水跌與水躍 專題小結(jié) 習(xí)題 專題十一 水面曲線分析及計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 明渠恒定非均勻漸變流的方程式 知識(shí)點(diǎn)二 棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線分析 知識(shí)點(diǎn)三 非均勻漸變流水面曲線的計(jì)算與繪制 知識(shí)點(diǎn)四 明渠彎段水流簡(jiǎn)介 專題小結(jié) 習(xí)題 專題十二 閘孔出流及堰流的設(shè)計(jì)計(jì)算 知識(shí)點(diǎn)一 閘孔出流與堰流的概念 知識(shí)點(diǎn)二 閘孔出流 知識(shí)點(diǎn)三 堰流 專題小結(jié) 習(xí)題 專題十三 水工建筑物下游水流銜接與消能 知識(shí)點(diǎn)一 概述 知識(shí)點(diǎn)二 底流式銜接與消能 知識(shí)點(diǎn)三 底流消能的其他形式及輔助設(shè)施 知識(shí)點(diǎn)四 挑流消能的水力計(jì)算 專題小結(jié) 習(xí)題 附錄Ⅰ 梯形和矩形斷面明渠正常水深求解圖 附錄Ⅱ 梯形和矩形斷面明渠底寬求解圖 附錄Ⅲ 梯形、矩形、圓形斷面明槽臨界水深求解圖 附錄Ⅳ 建筑物下游河槽為矩形時(shí)收縮斷面水深及其共軛水深求解圖 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   1.跡線法 這種方法就是像物理學(xué)中研究固體運(yùn)動(dòng)那樣，把液體中各質(zhì)點(diǎn)作為研究對(duì)象，跟蹤每個(gè)質(zhì)點(diǎn)，考察分析質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡以及運(yùn)動(dòng)要素的變化規(guī)律，把每個(gè)液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況綜合起來獲得整個(gè)液體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 使用跡線法研究液體運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上與研究一般固體力學(xué)方法相同，它著眼于液體中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這種方法概念清晰，簡(jiǎn)單易懂。但它只適用于研究液體質(zhì)點(diǎn)做某些有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，如波浪運(yùn)動(dòng)，而對(duì)于其他形式的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橐后w質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡非常復(fù)雜，用該方法分析水流運(yùn)動(dòng)時(shí)，還會(huì)遇到許多較難解決的數(shù)學(xué)問題。另外，從實(shí)用上講，大多數(shù)情況下并不需要知道各質(zhì)點(diǎn)的來龍去脈，而僅需了解某一固定區(qū)域的流動(dòng)狀況，所以這種方式在水力學(xué)上一般采用的不多。而普遍采用較為簡(jiǎn)便實(shí)用的流線法。 2.流線法 流線法是把充滿液體質(zhì)點(diǎn)的空間作為研究對(duì)象，不再跟蹤每個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而是把注意力集中在考察分析水流中的水質(zhì)點(diǎn)在通過固定空間點(diǎn)吋的速度、壓強(qiáng)的變化情況，來獲得整個(gè)液體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 由于流線法是以流動(dòng)的空間作為研究對(duì)象，所以通常把液體流動(dòng)所占據(jù)的空間稱為流場(chǎng)。顯然，處于運(yùn)動(dòng)中的全部液體質(zhì)點(diǎn)，在同一時(shí)刻占據(jù)著流場(chǎng)中各自的空間點(diǎn)。不同的液體質(zhì)點(diǎn)具有各自的速度、壓強(qiáng)、密度等水力要素，所以這些水力要素是空間點(diǎn)位置坐標(biāo)（x，y，z）的函數(shù)。對(duì)于同一空間點(diǎn)，不同時(shí)刻將由具有不同水力要素的液體質(zhì)點(diǎn)所占據(jù)，所以它們也是時(shí)間t的函數(shù)。 3.跡線與流線 用跡線法描述液體運(yùn)動(dòng)，是研究個(gè)別液體質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)情況，山此引出跡線的概念。所謂跡線就是指液體質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中不同時(shí)刻所占據(jù)空間位置的連線，也就是液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。 用流線法描述液體運(yùn)動(dòng)，要考察同一時(shí)刻液體質(zhì)點(diǎn)在不同空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，山此引出流線概念。所謂流線，就是指某一瞬時(shí)在流場(chǎng)中繪出一條空間曲線，該曲線上所有液體質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的流速矢量都與這一曲線相切。由此可見，流線能夠表示出某時(shí)刻各點(diǎn)的流動(dòng)一方向。 流線可用下述方法繪制：設(shè)想某一瞬時(shí)，在流場(chǎng)中任取一點(diǎn)A1，該液體質(zhì)點(diǎn)的流速矢量為真u1（見圖4—1），再在該矢量上取距點(diǎn)A1很近的點(diǎn)A2，點(diǎn)A2的流速矢量為u2…繼續(xù)做下去，就構(gòu)成一條折線A1A2A3A4…若折線上相鄰各點(diǎn)的距離趨近于零，則折線A1A2A3A4將成為一條曲線，此曲線即為流線。 根據(jù)流線的概念，可知流線有以下特征： （1）流線上所有各質(zhì)點(diǎn)的切線方向就代表了該點(diǎn)的流動(dòng)方向。

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