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水力學(張耀先)
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水力學(張耀先) 版權信息
- ISBN：9787502570569
- 條形碼：9787502570569 ; 978-7-5025-7056-9
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
水力學(張耀先) 內容簡介
本書為高職高專院校水利水電工程、水利工程專業編寫，是一本適用于高中入學兩年制、初中入學五年制專業需要的規劃教材和重量精品課程教材。全書共十章，內容包括緒論、水靜力學、水流運動的基本原理、水流型態和水頭損失、有壓管道恒定流、明渠恒定均勻流、明渠恒定非均勻流、堰流和閘孔出流、水工建筑物下游水流銜接與消能、高速水流簡介。 本書也適用于水文水資源工程、給水排水、水利工程監理、水利工程施工、道路與橋梁、水土保持、水電站動力設備、治河防洪、環境水利、水務工程等專業，特別是對少學時水利類專業和成人教育專科層次更為適宜，還可供水利水電工程技術人員參考。
水力學(張耀先) 目錄
**章緒論1
**節水力學的任務及其在水利水電工程中的應用1
第二節液體的基本特性和主要物理力學性質2
一、液體的基本特性2
二、液體的主要物理力學性質3
第三節理想液體的概念6
第四節作用于液體上的力7
一、面積力7
二、質量力7
第五節水力學的研究方法7
一、理論分析法8
二、試驗研究法8
三、數值計算法8
習題8
第二章水靜力學9
**節靜水壓強及其特性9
一、靜水壓強9
二、靜水壓強的特性10
第二節靜水壓強的基本規律11
一、靜水壓強的基本方程11
二、靜水壓強方程式的意義13
三、壓強的表示方法14
第三節壓強的單位和量測16
一、壓強的單位16
二、壓強的測量及計算17
第四節作用于平面壁上的靜水總壓力20
一、靜水壓強分布圖20
二、矩形平面壁上的靜水總壓力的圖解法21
三、作用于任意形狀平面壁上的靜水總壓力22
第五節作用于曲面壁上的靜水總壓力26
一、靜水總壓力的兩個分力26
二、曲面壁上的靜水總壓力29
三、作用于物體上的靜水總壓力30
習題31
第三章水流運動的基本原理36
**節水流運動的一些基本概念36
一、描述水流運動的兩種方法36
二、流管、微小流束、總流、過水斷面38
三、水流的運動要素39
四、水流運動的類型40
第二節恒定總流連續性方程42
第三節恒定總流的能量方程44
一、微小流束的能量方程44
二、恒定總流中動水壓強的分布規律46
三、恒定總流的能量方程47
四、能量方程的意義49
第四節能量方程的應用條件及應用舉例51
一、能量方程的應用條件及注意事項51
二、能量方程的應用舉例52
第五節恒定總流的動量方程56
一、動量方程的推導56
二、動量方程式的適用條件58
三、動量方程的應用舉例58
習題62
第四章水流型態與水頭損失67
**節水頭損失的類型及邊界的影響67
一、產生水頭損失的原因及水頭損失的分類67
二、液流邊界幾何條件對水頭損失的影響68
第二節水流運動的兩種流態69
一、雷諾試驗69
二、水流型態的判別70
三、水流流動型態和水頭損失關系71
四、雷諾數的物理意義72
五、紊流的形成過程72
第三節層流運動的特點73
第四節紊流運動74
一、紊流的基本特征——脈動現象74
二、紊流的切應力75
三、紊流中的黏性底層76
四、紊流的流速分布77
第五節沿程水頭損失的分析和計算78
一、沿程水頭損失的經驗公式——謝才(Chèzy)公式78
二、沿程水頭損失計算的公式——達西魏茲巴赫(Darcy Weisbach)公式80
三、沿程阻力系數λ的測定與分析80
第六節局部水頭損失的分析與計算84
第七節繞流阻力與升力88
習題90
第五章有壓管道中的恒定流92
**節概述92
一、管流的定義和分類92
二、管流的計算類型93
第二節簡單短管的水力計算94
一、自由出流94
二、淹沒出流95
三、管徑的確定96
四、氣穴與氣蝕97
五、總水頭線和測壓管水頭線的繪制98
第三節簡單短管應用舉例100
一、虹吸管的水力計算100
二、水泵裝置的水力計算101
三、倒虹吸管的水力計算103
第四節簡單長管的水力計算104
一、簡單長管的水力計算104
二、簡單長管水力計算的類型105
三、枝狀管路水力計算107
第五節水擊現象簡介108
習題109
第六章明渠恒定均勻流113
**節概述113
一、明渠的邊界特性113
二、明渠的底坡114
第二節明渠均勻流的特性及其產生條件115
一、明渠均勻流的特性115
二、明渠均勻流的產生條件116
第三節明渠均勻流的計算公式116
第四節明渠均勻流計算中的幾個問題117
一、水力*佳斷面117
二、渠道中的允許流速118
三、河渠的糙率問題120
四、復式斷面渠道的水力計算123
第五節渠道的水力計算124
一、渠道的設計流量124
二、渠道底坡的確定125
三、渠道邊坡系數的確定125
四、渠道超高的確定125
五、渠道斷面尺寸的確定125
習題127
第七章明渠恒定非均勻流129
**節概述129
第二節明渠非均勻流的一些基本概念130
一、干擾波的傳播與明渠水流的三種流態130
二、斷面比能(斷面單位能量)133
三、臨界水深hk134
四、陡坡、緩坡、臨界坡137
第三節水跌與水躍139
一、水跌139
二、水躍140
第四節明渠恒定非均勻漸變流基本方程式144
第五節棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線的分析145
一、建立水深沿程變化的微分方程145
二、水面線的分類146
三、棱柱體渠道中水面曲線的定性分析147
四、明渠中水面線連接問題及分析實例151
第六節棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線的計算153
一、明渠中恒定非均勻漸變流斷面比能沿流程變化的微分方程153
二、棱柱體渠道中水面曲線計算的分段求和法154
三、實例計算154
第七節彎道水流簡介159
習題162
第八章堰流和閘孔出流164
**節概述164
第二節閘孔出流165
一、閘孔出流流態的判別166
二、平頂堰上閘孔自由出流167
三、平頂堰上的閘孔淹沒出流170
四、曲線坎上閘孔自由出流171
第三節堰流172
一、堰流的基本公式173
二、薄壁堰流的水力計算174
三、實用堰流的水力計算176
四、寬頂堰流的水力計算182
習題186
第九章水工建筑物下游水流銜接與消能188
**節概述188
一、底流式消能188
二、挑流式消能189
三、面流式消能189
第二節底流式銜接與消能189
一、判別建筑物下游底流式銜接的形式189
二、收縮斷面水深計算190
三、消力池的水力計算192
四、底流式銜接與消能中的其他設施197
第三節挑流消能的水力計算198
一、挑距的計算199
二、沖刷坑深度的估算200
三、連續式挑坎尺寸的擬定201
習題202
第十章高速水流簡介204
**節高速水流的壓強脈動現象及對建筑物的影響204
一、高速水流的脈動現象及脈動壓強204
二、 壓強脈動對水工建筑物的影響204
三、減輕脈動壓強的措施205
第二節水工建筑物的氣蝕問題205
一、水工建筑物的氣蝕現象205
二、氣蝕的成因205
三、避免或減輕氣蝕的措施205
第三節明渠高速水流摻氣206
一、水流的摻氣現象206
二、水流摻氣對水工建筑物的影響206
第四節明渠急流沖擊波現象206
一、沖擊波現象206
二、沖擊波的成因207
三、避免和減輕沖擊波的措施207
四、陡槽中的滾波簡介208
五、霧化水流208
習題208
附錄210
附錄一求解圖210
附錄二常用水力學符號表214
附錄三各章習題部分參考答案218
參考文獻223
**節水力學的任務及其在水利水電工程中的應用1
第二節液體的基本特性和主要物理力學性質2
一、液體的基本特性2
二、液體的主要物理力學性質3
第三節理想液體的概念6
第四節作用于液體上的力7
一、面積力7
二、質量力7
第五節水力學的研究方法7
一、理論分析法8
二、試驗研究法8
三、數值計算法8
習題8
第二章水靜力學9
**節靜水壓強及其特性9
一、靜水壓強9
二、靜水壓強的特性10
第二節靜水壓強的基本規律11
一、靜水壓強的基本方程11
二、靜水壓強方程式的意義13
三、壓強的表示方法14
第三節壓強的單位和量測16
一、壓強的單位16
二、壓強的測量及計算17
第四節作用于平面壁上的靜水總壓力20
一、靜水壓強分布圖20
二、矩形平面壁上的靜水總壓力的圖解法21
三、作用于任意形狀平面壁上的靜水總壓力22
第五節作用于曲面壁上的靜水總壓力26
一、靜水總壓力的兩個分力26
二、曲面壁上的靜水總壓力29
三、作用于物體上的靜水總壓力30
習題31
第三章水流運動的基本原理36
**節水流運動的一些基本概念36
一、描述水流運動的兩種方法36
二、流管、微小流束、總流、過水斷面38
三、水流的運動要素39
四、水流運動的類型40
第二節恒定總流連續性方程42
第三節恒定總流的能量方程44
一、微小流束的能量方程44
二、恒定總流中動水壓強的分布規律46
三、恒定總流的能量方程47
四、能量方程的意義49
第四節能量方程的應用條件及應用舉例51
一、能量方程的應用條件及注意事項51
二、能量方程的應用舉例52
第五節恒定總流的動量方程56
一、動量方程的推導56
二、動量方程式的適用條件58
三、動量方程的應用舉例58
習題62
第四章水流型態與水頭損失67
**節水頭損失的類型及邊界的影響67
一、產生水頭損失的原因及水頭損失的分類67
二、液流邊界幾何條件對水頭損失的影響68
第二節水流運動的兩種流態69
一、雷諾試驗69
二、水流型態的判別70
三、水流流動型態和水頭損失關系71
四、雷諾數的物理意義72
五、紊流的形成過程72
第三節層流運動的特點73
第四節紊流運動74
一、紊流的基本特征——脈動現象74
二、紊流的切應力75
三、紊流中的黏性底層76
四、紊流的流速分布77
第五節沿程水頭損失的分析和計算78
一、沿程水頭損失的經驗公式——謝才(Chèzy)公式78
二、沿程水頭損失計算的公式——達西魏茲巴赫(Darcy Weisbach)公式80
三、沿程阻力系數λ的測定與分析80
第六節局部水頭損失的分析與計算84
第七節繞流阻力與升力88
習題90
第五章有壓管道中的恒定流92
**節概述92
一、管流的定義和分類92
二、管流的計算類型93
第二節簡單短管的水力計算94
一、自由出流94
二、淹沒出流95
三、管徑的確定96
四、氣穴與氣蝕97
五、總水頭線和測壓管水頭線的繪制98
第三節簡單短管應用舉例100
一、虹吸管的水力計算100
二、水泵裝置的水力計算101
三、倒虹吸管的水力計算103
第四節簡單長管的水力計算104
一、簡單長管的水力計算104
二、簡單長管水力計算的類型105
三、枝狀管路水力計算107
第五節水擊現象簡介108
習題109
第六章明渠恒定均勻流113
**節概述113
一、明渠的邊界特性113
二、明渠的底坡114
第二節明渠均勻流的特性及其產生條件115
一、明渠均勻流的特性115
二、明渠均勻流的產生條件116
第三節明渠均勻流的計算公式116
第四節明渠均勻流計算中的幾個問題117
一、水力*佳斷面117
二、渠道中的允許流速118
三、河渠的糙率問題120
四、復式斷面渠道的水力計算123
第五節渠道的水力計算124
一、渠道的設計流量124
二、渠道底坡的確定125
三、渠道邊坡系數的確定125
四、渠道超高的確定125
五、渠道斷面尺寸的確定125
習題127
第七章明渠恒定非均勻流129
**節概述129
第二節明渠非均勻流的一些基本概念130
一、干擾波的傳播與明渠水流的三種流態130
二、斷面比能(斷面單位能量)133
三、臨界水深hk134
四、陡坡、緩坡、臨界坡137
第三節水跌與水躍139
一、水跌139
二、水躍140
第四節明渠恒定非均勻漸變流基本方程式144
第五節棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線的分析145
一、建立水深沿程變化的微分方程145
二、水面線的分類146
三、棱柱體渠道中水面曲線的定性分析147
四、明渠中水面線連接問題及分析實例151
第六節棱柱體渠道中非均勻漸變流水面曲線的計算153
一、明渠中恒定非均勻漸變流斷面比能沿流程變化的微分方程153
二、棱柱體渠道中水面曲線計算的分段求和法154
三、實例計算154
第七節彎道水流簡介159
習題162
第八章堰流和閘孔出流164
**節概述164
第二節閘孔出流165
一、閘孔出流流態的判別166
二、平頂堰上閘孔自由出流167
三、平頂堰上的閘孔淹沒出流170
四、曲線坎上閘孔自由出流171
第三節堰流172
一、堰流的基本公式173
二、薄壁堰流的水力計算174
三、實用堰流的水力計算176
四、寬頂堰流的水力計算182
習題186
第九章水工建筑物下游水流銜接與消能188
**節概述188
一、底流式消能188
二、挑流式消能189
三、面流式消能189
第二節底流式銜接與消能189
一、判別建筑物下游底流式銜接的形式189
二、收縮斷面水深計算190
三、消力池的水力計算192
四、底流式銜接與消能中的其他設施197
第三節挑流消能的水力計算198
一、挑距的計算199
二、沖刷坑深度的估算200
三、連續式挑坎尺寸的擬定201
習題202
第十章高速水流簡介204
**節高速水流的壓強脈動現象及對建筑物的影響204
一、高速水流的脈動現象及脈動壓強204
二、 壓強脈動對水工建筑物的影響204
三、減輕脈動壓強的措施205
第二節水工建筑物的氣蝕問題205
一、水工建筑物的氣蝕現象205
二、氣蝕的成因205
三、避免或減輕氣蝕的措施205
第三節明渠高速水流摻氣206
一、水流的摻氣現象206
二、水流摻氣對水工建筑物的影響206
第四節明渠急流沖擊波現象206
一、沖擊波現象206
二、沖擊波的成因207
三、避免和減輕沖擊波的措施207
四、陡槽中的滾波簡介208
五、霧化水流208
習題208
附錄210
附錄一求解圖210
附錄二常用水力學符號表214
附錄三各章習題部分參考答案218
參考文獻223
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水力學(張耀先) 作者簡介
張耀先教授，1945年8月生，1968年畢業于武漢水利電力大學。現任開封市科協常委，教育部水利學科教學指導委員會高職高專組委員，全國水利水電高職教研會秘書長。榮獲全國優秀教師稱號，為2003年首批***精品課程之一《水力學》課程負責人。主要從事《水力學》、《流體力學》等課程的教學，歷任教務處長、系主任等職，先后主編教材4本，參編3本，專著1本，在國內外刊物上公開發表論文20多篇，主持《南水北調中線引水安陽河倒虹工程動床模型試驗研究》等10多項生產和科研項目。
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