水力学(张耀先)

**章绪论1
**节水力学的任务及其在水利水电工程中的应用1
第二节液体的基本特性和主要物理力学性质2
一、液体的基本特性2
二、液体的主要物理力学性质3
第三节理想液体的概念6
第四节作用于液体上的力7
一、面积力7
二、质量力7
第五节水力学的研究方法7
一、理论分析法8
二、试验研究法8
三、数值计算法8
习题8
第二章水静力学9
**节静水压强及其特性9
一、静水压强9
二、静水压强的特性10
第二节静水压强的基本规律11
一、静水压强的基本方程11
二、静水压强方程式的意义13
三、压强的表示方法14
第三节压强的单位和量测16
一、压强的单位16
二、压强的测量及计算17
第四节作用于平面壁上的静水总压力20
一、静水压强分布图20
二、矩形平面壁上的静水总压力的图解法21
三、作用于任意形状平面壁上的静水总压力22
第五节作用于曲面壁上的静水总压力26
一、静水总压力的两个分力26
二、曲面壁上的静水总压力29
三、作用于物体上的静水总压力30
习题31
第三章水流运动的基本原理36
**节水流运动的一些基本概念36
一、描述水流运动的两种方法36
二、流管、微小流束、总流、过水断面38
三、水流的运动要素39
四、水流运动的类型40
第二节恒定总流连续性方程42
第三节恒定总流的能量方程44
一、微小流束的能量方程44
二、恒定总流中动水压强的分布规律46
三、恒定总流的能量方程47
四、能量方程的意义49
第四节能量方程的应用条件及应用举例51
一、能量方程的应用条件及注意事项51
二、能量方程的应用举例52
第五节恒定总流的动量方程56
一、动量方程的推导56
二、动量方程式的适用条件58
三、动量方程的应用举例58
习题62
第四章水流型态与水头损失67
**节水头损失的类型及边界的影响67
一、产生水头损失的原因及水头损失的分类67
二、液流边界几何条件对水头损失的影响68
第二节水流运动的两种流态69
一、雷诺试验69
二、水流型态的判别70
三、水流流动型态和水头损失关系71
四、雷诺数的物理意义72
五、紊流的形成过程72
第三节层流运动的特点73
第四节紊流运动74
一、紊流的基本特征——脉动现象74
二、紊流的切应力75
三、紊流中的黏性底层76
四、紊流的流速分布77
第五节沿程水头损失的分析和计算78
一、沿程水头损失的经验公式——谢才(Chèzy)公式78
二、沿程水头损失计算的公式——达西魏兹巴赫(Darcy Weisbach)公式80
三、沿程阻力系数λ的测定与分析80
第六节局部水头损失的分析与计算84
第七节绕流阻力与升力88
习题90
第五章有压管道中的恒定流92
**节概述92
一、管流的定义和分类92
二、管流的计算类型93
第二节简单短管的水力计算94
一、自由出流94
二、淹没出流95
三、管径的确定96
四、气穴与气蚀97
五、总水头线和测压管水头线的绘制98
第三节简单短管应用举例100
一、虹吸管的水力计算100
二、水泵装置的水力计算101
三、倒虹吸管的水力计算103
第四节简单长管的水力计算104
一、简单长管的水力计算104
二、简单长管水力计算的类型105
三、枝状管路水力计算107
第五节水击现象简介108
习题109
第六章明渠恒定均匀流113
**节概述113
一、明渠的边界特性113
二、明渠的底坡114
第二节明渠均匀流的特性及其产生条件115
一、明渠均匀流的特性115
二、明渠均匀流的产生条件116
第三节明渠均匀流的计算公式116
第四节明渠均匀流计算中的几个问题117
一、水力*佳断面117
二、渠道中的允许流速118
三、河渠的糙率问题120
四、复式断面渠道的水力计算123
第五节渠道的水力计算124
一、渠道的设计流量124
二、渠道底坡的确定125
三、渠道边坡系数的确定125
四、渠道超高的确定125
五、渠道断面尺寸的确定125
习题127
第七章明渠恒定非均匀流129
**节概述129
第二节明渠非均匀流的一些基本概念130
一、干扰波的传播与明渠水流的三种流态130
二、断面比能(断面单位能量)133
三、临界水深hk134
四、陡坡、缓坡、临界坡137
第三节水跌与水跃139
一、水跌139
二、水跃140
第四节明渠恒定非均匀渐变流基本方程式144
第五节棱柱体渠道中非均匀渐变流水面曲线的分析145
一、建立水深沿程变化的微分方程145
二、水面线的分类146
三、棱柱体渠道中水面曲线的定性分析147
四、明渠中水面线连接问题及分析实例151
第六节棱柱体渠道中非均匀渐变流水面曲线的计算153
一、明渠中恒定非均匀渐变流断面比能沿流程变化的微分方程153
二、棱柱体渠道中水面曲线计算的分段求和法154
三、实例计算154
第七节弯道水流简介159
习题162
第八章堰流和闸孔出流164
**节概述164
第二节闸孔出流165
一、闸孔出流流态的判别166
二、平顶堰上闸孔自由出流167
三、平顶堰上的闸孔淹没出流170
四、曲线坎上闸孔自由出流171
第三节堰流172
一、堰流的基本公式173
二、薄壁堰流的水力计算174
三、实用堰流的水力计算176
四、宽顶堰流的水力计算182
习题186
第九章水工建筑物下游水流衔接与消能188
**节概述188
一、底流式消能188
二、挑流式消能189
三、面流式消能189
第二节底流式衔接与消能189
一、判别建筑物下游底流式衔接的形式189
二、收缩断面水深计算190
三、消力池的水力计算192
四、底流式衔接与消能中的其他设施197
第三节挑流消能的水力计算198
一、挑距的计算199
二、冲刷坑深度的估算200
三、连续式挑坎尺寸的拟定201
习题202
第十章高速水流简介204
**节高速水流的压强脉动现象及对建筑物的影响204
一、高速水流的脉动现象及脉动压强204
二、 压强脉动对水工建筑物的影响204
三、减轻脉动压强的措施205
第二节水工建筑物的气蚀问题205
一、水工建筑物的气蚀现象205
二、气蚀的成因205
三、避免或减轻气蚀的措施205
第三节明渠高速水流掺气206
一、水流的掺气现象206
二、水流掺气对水工建筑物的影响206
第四节明渠急流冲击波现象206
一、冲击波现象206
二、冲击波的成因207
三、避免和减轻冲击波的措施207
四、陡槽中的滚波简介208
五、雾化水流208
习题208
附录210
附录一求解图210
附录二常用水力学符号表214
附录三各章习题部分参考答案218
参考文献223