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      2. 大學水力學課件

        時間:2021-03-18 19:16:33 課件 我要投稿

        大學水力學課件

          水力學是研究以水為代表的液體的宏觀機械運動規律,及其在工程技術中的應用。水力學包括水靜力學和水動力學。

        大學水力學課件

          水力學課件

          【開課單位】環境科學與工程學院【課程模塊】學科基礎

          【課程編號】【課程類別】必修

          【學時數】48(理論48實踐0)【學分數】3

          一、課程描述

          本課程大綱根據20**年本科人才培養方案進行修訂。

          (一)教學對象:環境工程專業本科生

          (二)教學目標及修讀要求

          1、教學目標

          掌握基本概念。包括:流體的主要物理性質及作用于流體的力,靜水壓強及其特性,壓強的測量與表示方法,恒定一元流,理想液體,微小流束,均勻流與非均勻流,非均勻漸變流與急變流,水頭損失,液體運動的兩種型態,管道的基本概念,明渠的類型,明渠均勻流,水力最佳斷面,允許流速,明渠水流的三種流態,斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡,明渠恒定非均勻漸變流,水躍,共軛水深,堰流的類型,閘孔出流。

          掌握基本理論。包括:靜水壓強的基本公式,幾種質量力同時作用下的液體平衡,實際液體恒定總流的能量方程及應用,恒定總流的動量方程及應用,量綱分析與π定理,液流型態及水頭損失液體運動的兩種型態,謝才公式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析,棱柱體水平明渠的水躍方程,水躍的能量損失,堰流與閘孔出流。

          掌握基本計算。一是建筑物所受的水力荷載,即所承受的靜水壓力、動水總作用力等的計算;二是建筑物的過水能力計算;三是水流的流動形態及水頭損失計算;四是水流的能量消耗計算。

          2、修讀要求

          水力學是力學的一個分支,通過課程學習和訓練,使學生掌握水力學基本概念、基本原理、基本技能和方法;培養學生分析解決問題的能力和實驗技能,并為學習專業課程和處理工程實際中的技術問題打下基礎。通過課堂講授和討論、課后輔導、習題和練習、實驗和實踐教學等教學環節,運用多媒體或實驗等直觀教學手段,完成教學大綱要求的基本內容。由于水力學是一門技術基礎課,應當理論聯系實際,但應以分析水流現象,揭示水流運動規律,加強水力學的基本概念和基本原理的講解為主,不過分強調專業需要,以致削弱水力學基礎理論的講解。

          (三)先修課程:高等數學

          二、教學內容

          (一)緒論

          1、主要內容:力學的基本任務及發展簡史,流體的主要物理性質及作用于流體的力,水力學的研究方法。

          2、教學要求:掌握流體主要物理力學性質;理解連續介質與劉翔液體的概念;了解水力學研究任務與研究對象以及水力學發展簡史。

          3、重點、難點:液體主要物理力學性質。

          4、其它教學環節:緒論習題課。

          (二)第一章水靜力學

          1、主要內容:水靜力學的基本原理及其應用,主要有靜水壓強及其特性、液體的平衡微分方程及其積分、等壓面重力作用下的靜水壓強的基本公式,幾種質量力同時作用下的液體平衡、壓強的測量與表示方法、作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力。

          2、教學要求:掌握重力作用下的靜水壓強的基本公式,作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力;理解靜水壓強及其特性液體的平衡微分方程及其積分、等壓面概念;了解幾種質量力同時作用下的液體平衡、壓強的測量與表示方法。

          3、重點、難點:重力作用下靜水壓強的計算,作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力。

          4、其它教學環節:第一章習題及講解。

          (三)第二章液體運動的流束理論

          1、主要內容:從流束流輪出發,討論液體運動所遵循的普遍規律并建立相應的方程式,主要內容有恒定一元流的連續性方程,液體恒定流微小流束的能量方程式,均勻流與非均勻流,非均勻漸變流與急變流,實際液體恒定總流的能量方程,恒定總流的動量方程,量綱分析與π定理。

          2、教學要求:掌握水動力學三大基本方程及其物理意義,理解流體運動的分類及基本概念;了解量綱分析與π定理。

          3、重點、難點:恒定總流的連續性方程、能量方程及動量方程

          4、其它教學環節:第二章習題及講解。

          (四)第三章液流型態及水頭損失

          1、主要內容:水頭損失的物理概念,從液體運動的兩種型態出發,研究水頭損失的變化規律及其計算方法。

          2、教學要求:掌握液體運動的兩種液流型態,水頭損失的變化規律及其計算方法;理解水頭損失的物理概念,液流邊界幾何條件對水頭損失的影響,均勻流沿程水頭損失與切應力的關系。

          3、重點、難點:沿程水頭和局部水頭損失的計算方法,謝才公式。

          4、其它教學環節:第三章習題及講解。

          (五)第四章有壓管中的恒定流

          1、主要內容:管道的分類,虹吸管及水泵裝置的水力計算,簡單管道、串聯管道、并聯管道、分叉管道的水力計算,沿程均勻泄流管道的水力計算。

          2、教學要求:掌握簡單管道、串聯管道、并聯管道、分叉管道的水力計算、沿程均勻泄流管道的'水力計算;理解管道的基本概念和理論;了解虹吸管及水泵裝置的水力計算。

          3、重點、難點:簡單管道及復雜管道的水力計算。

          4、其它教學環節:第四章習題及講解。

          (六)第五章明渠恒定均勻流

          1、主要內容:明渠的類型及其對水流運動的影響,明渠均勻流的特性及其產生條件,明渠均勻流的計算,水力最佳斷面及允許流速,粗糙度不同的明渠及復式斷面明渠的水力計算。

          2、教學要求:掌握明渠均勻流的水力計算;理解水利最佳斷面及允許流速;了解粗糙度不同的明渠及復式斷面明渠的水力計算。

          3、重點、難點:明渠恒定均勻流的水力計算。

          4、其它教學環節:第五章習題及講解。

          (七)第六章明渠恒定非均勻流

          1、主要內容:明渠水流的三種流態,斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡等概念,明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。

          2、教學要求:掌握明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。理解明渠水流的三種流態,斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡等基本概念。

          3、重點、難點:明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。

          4、其它教學環節:第六章習題及講解。

          (八)第七章水躍

          1、主要內容:棱柱體水平明渠的水躍方程推導,棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算,水躍的能量損失和躍長計算,非棱柱體明渠中的水躍計算。

          2、教學要求:掌握棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算,水躍的能量損失和躍長的計算;理解棱柱體水平明渠的水躍方程推導過程,了解非棱柱體明渠中的水躍。

          3、重點、難點:柱體水平明渠中水躍共軛水深的計算。

          4、其它教學環節:第七章習題及講解。

          (九)第八章堰流及閘孔出流

          1、主要內容:堰流的類型及計算公式,薄壁堰流的水力計算,實用堰流的水力計算,寬頂堰流的水力計算,窄深堰流的水力計算,閘孔出流的水力計算。

          2、教學要求:掌握堰流的類型及基本計算、閘孔出流的水力計算;了解薄壁堰流的水力計算,實用堰流的水力計算,寬頂堰流的水力計算,窄深堰流的水力計算。

          3、重點、難點:堰流的類型及基本計算。

          4、其它教學環節:第八章習題及講解。

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