水力學(xué)

內(nèi)容概要

本書(shū)根據(jù)土木工程學(xué)科水力學(xué)課程基本要求，以及國(guó)家注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師流體力學(xué)考試大綱編寫，適用于土建類的土木工程、交通土建工程、建筑工程、地下建筑工程、地質(zhì)與環(huán)境工程等專業(yè)，參考學(xué)時(shí)50-60學(xué)時(shí)?！　∪珪?shū)闡述了水力學(xué)的基本概念、基本理論及工程應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：水靜力學(xué)、水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及水動(dòng)力學(xué)三大方程，水流阻力和水頭損失，孔口、管嘴出流和有壓管流，明渠流動(dòng)，堰流、滲流，以及量綱分析和相似原理?！　”緯?shū)可作為土木工程專業(yè)的水力學(xué)教材，以及全國(guó)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師基礎(chǔ)考試中流體力學(xué)考試部分的參考書(shū)，也可供有關(guān)的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　緒　論 　1.1　水力學(xué)的任務(wù) 　1.2　液體的連續(xù)介質(zhì)模型 　1.3　液體的主要物理性質(zhì) 　1.4　作用在液體上的力　思考題 　習(xí)　題  第2章　水靜力學(xué) 　2.1　靜水壓強(qiáng)特性 　2.2　液體的平衡微分方程及其積分 　2.3　質(zhì)量力只有重力時(shí)水靜力學(xué)基本方程 　2.4　液體測(cè)壓計(jì)原理 　2.5　作用在平面上的靜水總壓力 　2.6　作用在曲面上的靜水總壓力 　思考題 　習(xí)　題 第3章　水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 　3.1　描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法 　3.2　液體運(yùn)動(dòng)學(xué)的幾個(gè)基本概念 　3.3　液體運(yùn)動(dòng)的分類 　3.4　液體恒定一元流動(dòng)的連續(xù)性方程 　3.5　連續(xù)性微分方程 　3.6　理想液體的運(yùn)動(dòng)微分方程(歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程) 　3.7　理想液體運(yùn)動(dòng)微分方程的伯諾里積分 　3.8　重力作用下理想液體元流的伯諾里方程 　3.9　理想液體元流伯諾里方程的物理意義與幾何意義 　3.10　實(shí)際液體元流的伯諾里方程，總水頭線，測(cè)壓管水頭線及其坡度 　3.11　實(shí)際液體總流的伯諾里方程 　3.12　恒定總流的動(dòng)量方程 　思考題 　習(xí)　題 第4章　流動(dòng)型態(tài)、水流阻力和水頭損失 　4.1　水流阻力與水頭損失分類 　4.2　實(shí)際液體流動(dòng)的兩種型態(tài) 　4.3　均勻流基本方程、均勻流沿程水頭損失的計(jì)算公式 　4.4　圓管中的層流運(yùn)動(dòng) 　4.5　液體的紊流運(yùn)動(dòng) 　4.6　圓管中的紊流 　4.7　圓管有壓流的沿程阻力系數(shù) 　4.8　局部水頭損失 　4.9　繞流阻力及升力 　思考題 　習(xí)　題 第5章　孔口、管嘴出流和有壓管流 　5.1　液體經(jīng)薄壁孔口的恒定出流 　5.2　液體經(jīng)管嘴的恒定出流 　5.3　孔口、管嘴的非恒定出流 　5.4　短管的水力計(jì)算 　5.5　長(zhǎng)管的水力計(jì)算 　5.6　管網(wǎng)水力計(jì)算基礎(chǔ) 　思考題 　習(xí)　題 第6章　明渠恒定流 　6.1　概述 　6.2　明渠均勻流 　6.3　明渠非均勻流的斷面單位能和臨界水深 　6.4　臨界底坡、陡坡、緩坡 　6.5　明渠非均勻流的急流、緩流的判別準(zhǔn)則 　6.6　棱柱形渠道漸變流水面曲線類型 　6.7　棱柱形渠道中恒定漸變流水面曲線的計(jì)算 　6.8　跌水和水躍 　思考題 　習(xí)　題 第7章　堰流 　7.1　概述 　7.2　堰流的水力計(jì)算公式 　思考題 　習(xí)　題 第8章　地下水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 　8.1　概述 　8.2　滲流基本定律 　8.3　地下水的均勻流與非均勻流 　8.4　集水廊道的滲流計(jì)算 　8.5　單井的水力計(jì)算 　8.6　井群的水力計(jì)算 　思考題 　習(xí)　題 第9章　量綱分析和相似原理 　9.1　量綱分析的概念和量綱和諧原理 　9.2　量綱分析法 　9.3　流動(dòng)相似的概念 　9.4　相似準(zhǔn)則 　9.5　模型實(shí)驗(yàn) 　思考題 　習(xí)　題 習(xí)題參考答案 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：    1.1 水力學(xué)的任務(wù) 水力學(xué)是用實(shí)驗(yàn)和理論分析的方法研究以水為代表的液體的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其在工程中應(yīng)用的一門學(xué)科。 自然界的物質(zhì)以三種形式存在，即固體、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，水作為一種流體，在其運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，表現(xiàn)出與固體不同的特點(diǎn)，其主要差別在于它們對(duì)外力的抵抗能力不同。固體由于其分子間距離很小，內(nèi)聚力很大，所以它能保持一定的形狀和體積，能抵抗一定量的拉力、壓力和剪切力。而流體則由于分子間距離較大，內(nèi)聚力很小而幾乎不能承受拉力；運(yùn)動(dòng)的液體具有一定的抗剪切的能力，但靜止的液體則不能抵抗剪切力，即使在很小的剪切力作用下，靜止液體都將發(fā)生連續(xù)不斷的變形運(yùn)動(dòng)，直到剪切力消失為止，這稱為流體的易流動(dòng)性。液體與氣體兩者的差別在于液體分子內(nèi)聚力比氣體分子內(nèi)聚力大得多，因此，氣體易于壓縮，而液體難于壓縮。但是，當(dāng)所討論的氣流流速遠(yuǎn)小于音速時(shí)，氣體的密度變化很小，氣流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與水流相同，因而水力學(xué)的基本原理也適用于氣體。 本課程的主要內(nèi)容包括三大部分：（1）水靜力學(xué)，研究液體平衡的規(guī)律，即液體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，作用于液體上各種力之間的關(guān)系；（2）水動(dòng)力學(xué)，研究液體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的力與各運(yùn)動(dòng)要素（例如速度、加速度等等）之間的關(guān)系，液體的運(yùn)動(dòng)特性以及能量轉(zhuǎn)換規(guī)律等；（3）土建工程中的水力計(jì)算問(wèn)題，例如管流、明渠流、堰流以及地下水的水力計(jì)算問(wèn)題等。 水力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支，在研究水力學(xué)問(wèn)題時(shí)，需要應(yīng)用物理學(xué)和理論力學(xué)中關(guān)于物體平衡及運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論，如力系的平衡理論，動(dòng)量定理和動(dòng)能定理等等。液體處于平衡狀態(tài)時(shí)，各液體質(zhì)點(diǎn)間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，作用于液體上的各種力（包括慣性力）滿足力系的平衡條件；一般來(lái)說(shuō)液體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)量及動(dòng)能均發(fā)生變化，這些變化遵循物理學(xué)和理論力學(xué)中的動(dòng)量定理和動(dòng)能定理。因此，物理學(xué)和理論力學(xué)是學(xué)習(xí)水力學(xué)必要的基礎(chǔ)課。 水力學(xué)在許多工程問(wèn)題中都有著廣泛的應(yīng)用，在土建工程中也會(huì)碰到大量與液體平衡及運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題。例如：城市生活及工業(yè)用水的給排水問(wèn)題，涉及需要解決諸如取水口的布置、管路布置、水管直徑及水塔高度的計(jì)算、水泵功率及井的產(chǎn)水量等一系列水力學(xué)的問(wèn)題；在鐵路、公路、橋梁、航道及港口建設(shè)中，又需要討論橋涵孔徑設(shè)計(jì)、路基排水、隧道通風(fēng)及排水等水力學(xué)的計(jì)算問(wèn)題；在房屋建筑工程中，還會(huì)遇到地下水的運(yùn)動(dòng)、基礎(chǔ)和圍堰的滲流問(wèn)題；在風(fēng)工程中，會(huì)遇到風(fēng)荷載對(duì)構(gòu)筑物的作用以及風(fēng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其特性等問(wèn)題，由于風(fēng)屬于低速氣流運(yùn)動(dòng)（12級(jí)臺(tái)風(fēng)風(fēng)速僅約30 m/s），所以，除注意氣體與液體的物理參數(shù)不同外，完全可以應(yīng)用水力學(xué)的知識(shí)加以討論。因此，水力學(xué)是高等工科院校土建類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課。

編輯推薦

《普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?21世紀(jì)高等學(xué)校本科系列教材:水力學(xué)(第2版)》為高等工科院校土木工程各專業(yè)、給排水工程，地質(zhì)與環(huán)境工程等專業(yè)50學(xué)時(shí)左右的水力學(xué)教材。亦可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

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