《水力学》课程教学大纲
课程名称：水力学（Hydraulics）
课程类型：专业基础课；范围选修课
学时：72学时，4.5学分
适用对象：水利水电工程、农业水利工程、给水排水工程本科
先修课程：高等数学、大学物理、理论力学
一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求
水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。水力学的任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其实际应用。通过本课程的学习，使学生掌握水流运动的基本概念、基本理论与分析方法，理解不同水流的特点，学会常见水利工程中的水力计算，并具备初步的试验量测技能，为学习后续课程和专业技术工作打下基础。
二、教学重点及难点
本课程教学重点：水静力学，水动力学理论基础，流动阻力与水头损失，有压管路，明渠均匀流，明渠非均匀流。
难点：液体的相对平衡，作用在平面、曲面上的力，实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，紊流沿程损失的分析与计算，复杂长管的水力计算，管网的水力计算，无压圆管均匀流水力计算，断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及判别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算。
三、与其它课程的关系
学习本课程应具备高等数学中有关微分、积分、简单微分方程等高等数学基础；还应具备理论力学、材料力学中有关静力学、动力学、应力与应变、面积矩等方面的工程力学基础。后续课程为水资源管理、水工建筑物、水利工程施工与水电站。
四、教学内容、学时分配及基本要求
第一章绪论（2学时）
基本要求：了解液体运动的基本规律及研究液体运动规律的一般方法，掌握液体的主要物理性质。
重点：.液体的主要物理性质
难点：液体粘性产生原因及作用
第一节水力学的任务及其发展概况
1、水力学的任务
2、水力学发展简史
第二节液体的主要物理性质及其作用在液体上的力
1、液体的质量和密度
2、液体的重量和容重
3、液体的粘滞性
4、液体的压缩性
5、液体的表面张力
6、作用于液体上的力
第三节液体的基本特征和连续介质
1、液体的基本特征
2、连续介质假设
3、理想液体的概念
第四节水力学的研究方法
1、科学试验
2、理论分析
3、数值计算
第二章水静力学（8 学时）
基本要求：掌握静水压强的特性，压强的表示方法及计量单位，掌握液体平衡微分方程与水静力学的基本方程，掌握液柱式测压仪的基本原理，能熟练计算作用在平面、曲面上的静水总压力。理解潜浮体的平衡与稳定。
重点：静水压强的特性，液体平衡微分方程，水静力学的基本方程，绝对压强、相对压强、真空度，测量压强的仪器，静水压强分布图。
难点：液体的相对平衡，作用在平面、曲面上的力。
第一节静水压强及其特性
1、静水压强
2、静水压强的特性
第二节液体的平衡微分方程式
1、液体平衡微分方程式
2、力势函数和平衡微分方程式的积分
3、等压面
第三节重力和几种质量力同时作用下的液体平衡
1、力作用下静水压强的基本公式
2、种质量力同时作用下的液体平衡
第四节压强的表示方法及度量
1、绝对压强、相对压强、真空及真空度
2、压强的表示方法
3、水头和单位势能
4、压强的量测
第五节作用于平面上的静水总压力
1、静水压强分布图与作用于矩形平面上的静水总压力
2、用分析法求任意平面上的静水总压力
第六节作用于曲面上的静水总压力
第三章水动力学基础（8学时）
基本要求：理解液体运动的两种方法—拉格朗日法和欧拉法，了解液体微团运动的基本形式，牢固掌握恒定总流连续性方程、连续性微分方程、理想液体元流的能量方程与实际液体总流的能量方程、恒定总流动量方程。掌握量纲分析法。重点：实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，量纲和谐原理。
难点：实际液体的运动微分方程，恒定总流伯诺里方程，恒定总流动量方程，恒定平面势流。
第一节描述液体运动的两种方法
1、拉格朗日法
2、欧拉法
第二节液体运动的基本概念
1、恒定流与非恒定流
2、迹线与流线
3、流管、元流、总流
4、过水断面、流量、断面平均流速
5、一维流、二维流、三维流
6、均匀流和非均匀流、渐变流和急变流
第三节恒定总流的连续性方程
第四节恒定元流的能量方程
1、理想液体元流的能量方程
2、理想液体元流能量方程的意义
3、毕托管测流速原理
4、实际液体元流的能量方程
第五节恒定总流的能量方程
1、恒定总流的能量方程
2、能量方程的几何图示――水头线
第六节能量方程的应用
1、能量方程的应用条件及注意事项
2、能量方程应用举例
第七节恒定总流的动量方程
1、恒定总流的动量方程
2、动量方程应用
3、恒定总流的动量矩方程
第八节量纲分析简介
1、量纲分析法基本概念
2、量纲分析法及其应用
第四章液流形态及水头损失（8学时）
基本要求：理解实际液体的两种流动型态—层流与紊流，掌握均匀流的基本方程、圆管层流与紊流沿程阻力及沿程水头损失的计算方法，掌握局部阻力及局部损失的分析与计算。了解紊流的基本理论及边界层概念与绕流阻力。
重点：流动阻力与水头损失的概念与产生原因，实际液体的两种流动型态—层流与紊流，均匀流的基本方程、圆管层流与紊流沿程阻力及沿程水头损失的计算方法，局部阻力及局部损失的分析与计算。
难点：沿程阻力系数的变化规律
第一节水头损失的分类及水流边界对水头损失的影响
第二节液流的两种流动形态
1、雷诺实验
2、沿程水头损失hf和平均流速v的关系
3、流态的判别－雷诺数
第三节均匀流沿程水头损失与切应力的关系
1、液体均匀流的沿程水头损失
2、切应力与沿程水头损失的关系
3、切应力的分布
第四节圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算
1、流速分布
2、流量
3、断面平均流速
4、沿程水头损失
5、动能修正系数和动量修正系数
第五节紊流的形成过程及特征
1、紊流形成过程
2、紊流运动要素的脉动和时均化
3、紊流产生附加切应力
4、紊流中存在黏性底层
5、紊动使流速分布均匀化
第六节沿程阻力系数的变化规律
1、尼古拉兹实验
2、沿程阻力系数的半经验公式
3、沿程阻力系数的试验曲线
第七节沿程水头损失计算公式
1、沿程水头损失的一般公式——达西－威斯巴赫公式
2、哈森－威廉斯公式
3、谢才公式
第八节局部水头损失
第五章有压管道中的恒定流（4学时）
基本要求：能熟练进行短管、简单长管、串联并联长管、沿程泄流、枝状管网的水力计算。
重点：短管的水力计算，简单长管的水力计算。
难点：复杂长管的水力计算，管网的水力计算。
第一节简单管道水力计算的基本公式
1、单管道自由出流
2、简单管道淹没出流
3、测压管水头线的绘制
第二节简单管道、短管水力计算的类型及实例
1、力计算的任务
2、水力计算实例
第三节长管水力计算
第四节串联、分叉和并联管道水力计算
1、串联管道
2、分叉管道
3、并联管道
第五节沿程均匀泄流管道水力计算
1、沿程均匀泄流管道流量与管长的关系
2、沿程水头损失的逐段计算法
3、沿程水头损失的多口系数法
4、沿程均匀泄流管道的压力分布
第六章明渠恒定均匀流（6 学时）
基本要求：理解水力最优断面及允许流速的基本概念，熟练地进行明渠均匀流各类问题的水力计算方法及复式断面、无压圆管的水力计算。
重点：明渠均匀流的计算，水力最优断面及允许流速，明渠均匀流水力计算的基本问题，无压圆管均匀流水力计算，复式断面明渠均匀流水力计算。
难点：无压圆管均匀流水力计算，复式断面明渠均匀流水力计算。
第一节概述
1、明渠水流
2、渠道的形式
3、渠道的底坡
第二节明渠均匀流特性及其产生条件
1、明渠均匀流的特性
2、明渠均匀流的形成条件
第三节明渠均匀流的计算公式
第四节水力最佳断面与实用经济断面
1、水力最佳断面
2、实用经济断面
第五节明渠均匀流水力计算中的粗糙系数与允许流速
1、明渠的粗糙系数
2、渠道中的允许流速
第六节明渠均匀流的水力计算
1、已成渠道的水力计算
2、新设计渠道的水力计算
第七节粗糙度不同的明渠及复式断面明渠的水力计算
1、断面周界上粗糙度不同的明渠均匀流的水力计算
2、复式断面明渠均匀流的水力计算
第七章明渠恒定非均匀流（8学时）
基本要求：理解明渠非均匀流中断面单位能量、临界水深等的基本概念，掌握恒定明渠流动的流动型态的判别方法，理解非均匀渐变流微分方程、水跃与跌水的概念及水跃的基本方程，并能进行水面曲线的分析与绘制。
重点：明渠非均匀流概述，断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及判别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算，水跃与跌水。
难点：断面单位能量、临界水深，恒定明渠流动的流动型态及判别标准，明渠非均匀渐变流微分方程，棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算
第一节概述
第二节明渠水流的流态及其判别
1、流和急流的运动学分析
2、缓流和急流的能量分析
第三节临界底坡、缓坡与陡坡
第四节明渠水流两种流态的转换――水跃与水跌
1、水跃
2、水跌
第五节明渠恒定非均匀渐变流的微分方程式
1、水深沿流程变化的微分方程式
2、水位沿流程变化的微分方程式
第六节棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析
1、棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面线分区
2、棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线的定性分析
3、水面曲线分析的一般原则及注意点
第七节明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算――逐段试算法
1、基本计算公式
2、计算方法
第八章堰流、闸孔出流和桥、涵过流的水力计算（8 学时）
基本要求：理解恒定孔口出流、管嘴出流、非恒定孔口管嘴出流的基本计算方法，了解闸孔出流、堰流的计算方法。
重点：恒定薄壁孔口出流，恒定管嘴出流，非恒定孔口、管嘴出流，闸孔出流，堰流。
难点：闸孔出流，堰流的水力计算。
第一节堰流的分类及水力计算基本公式
1、堰流的分类
2、堰流水力计算的基本公式
第二节薄壁堰流的水力计算
1、矩形薄壁堰流
2、直角三角形薄壁堰流
第三节实用堰流的水力计算
1、曲线型实用堰的剖面形状
2、WES剖面型实用堰的流量系数
3、侧收缩系数
4、淹没系数
5、折线型实用堰
6、低实用堰简介
第四节宽顶堰流的水力计算
1、流量系数m
2、侧收缩系数
3、淹没系数
4、无坎宽顶堰流的水力计算
第五节闸孔出流的水力计算
1、闸孔出流的水力特征
2、闸孔出流的基本计算公式
3、闸孔出流的流量系数
第九章泄水建筑物下游的水流衔接与消能(4学时)
基本要求：了解建筑物下游水流特点及衔接、消能方式，掌握底流型消力池的校核与设计。
重点：底流型消力池的设计必须满足的条件和计算步骤。
难点：底流型消力池的设计。
第一节概述
第二节泄水建筑物下游水流的衔接形式与消能方式
第三节收缩断面水深的计算
第四节底流型衔接与消能
1、降低护坦式消能池
2、护坦末端加筑消能坎形成的消能池
3、消能池的设计流量
4、综合式消能池的水力计算
5、辅助效能工
第五节挑流型衔接与消能
1、挑流射程计算
2、冲刷坑深度的估算
3、挑流鼻坎的形式与尺寸
第十三章渗流（4学时）
基本要求：理解渗流模型与达西渗透定律，了解地下水的均匀渗流和非均匀渗流的基本方程，能进行井出水量的基本计算和浸润曲线的分析。
重点：渗流模型，达西定律。
难点：地下水的均匀渗流和非均匀渐变渗流，棱柱体地下明渠中恒定渐变渗流浸润曲线分析与计算。
第一节渗流的基本概念
1、水在土壤中存在的形式
2、土壤的渗流特性及分类
3、渗流模型
第二节渗流的基本定律――达西定律
1、达西定律
2、达西定律的适用范围
3、渗透系数
第三节恒定无压均匀流和非均匀渐变流
1、均匀渗流
2、渐变渗流的基本公式
3、地下河槽渐变渗流的浸润曲线
第十四章水力相似原理及模型试验简介（2学时）
基本要求：了解三个相似要求及应遵循的相似准则；掌握实际水利工程常用的重力相似准则以及满足紊动阻力相似的条件。
重点：相似的基本原理，重力相似准则。
难点：相似的基本原理，重力相似准则
第一节概述
第二节相似理论的基本概念
1、几何相似
2、运动相似
3、动力相似
第三节液体作用力与特种模型律
1、液体作用力
2、近似的力学相似
3、特种模型律
第四节相似准则
1、重力相似准则
2、黏滞力相似准则
3、阻力相似准则
4、其他相似准则
《水力学》实验课程教学大纲
实验课程名称：水力学实验（Hydraulic experiment）
学时：10
实验项目数：6
面向专业：水利水电工程、农业水利工程本科
一、实验教学目标与基本要求：
现代水力学的研究是建立在实验、计算两大支柱基础上。由于实际的水流现象非常复杂，因此通过水力学试验是揭示水流运动规律的一种重要手段，可以帮助学生加深对所学理论的理解，更好的用所学理论解决生产实际中的问题。
通过水力学实验可达到下述教学基本要求：
1、观察水流在静止和机械运动的现象，增强感性认识，提高理论分析的能力。
2、通过实验了解水流运动时的一些规律，以巩固理论知识的学习。
3、学会量测水力要素和使用基本仪器的方法，掌握一定的实验技能，并了解现代量测技术。
4、培养分析实验数据，整理实验成果和编写实验报告的能力。
5、培养严谨踏实的科学作风和融洽合作的共事态度以及爱护国家财产的良好风尚。
二、实验内容与学时分配：
项目一：
1、实验项目名称：不可压缩流体恒定流能量方程实验
2、内容提要：了解恒定流时管道水流所具有的位能、压能、和动能以及液体流动时能量转化规律；测量急变流、渐变流、均匀流过水断面压强分布；绘制测压管水头线和总水头线。
3、学时：2
4、实验类型：验证实验
项目二：
1、实验项目名称：不可压缩流体恒定流动量定律实验
2、内容提要：测定射流作用力，理解与动量变化之间的关系；加深理解动量方程各项物理意义。
3、学时：1
4、实验类型：验证实验
项目三：
1、实验项目名称：雷诺实验
2、内容提要：测定水流的雷诺数；判别层流紊流的流态；测定水头损失与断面平均流速的关系。
3、学时：2
4、实验类型：验证实验
项目四：
1、实验项目名称：文丘里实验
2、内容提要：测定文丘里流量计和孔板流量计的流量系数；绘制文丘里流量计压差与流量的关系曲线。
3、学时：1
4、实验类型：验证实验
项目五：
1、实验项目名称：局部水头损失实验
2、内容提要：测定管道各种边界变化时的局部水头损失系数；观察管径突然扩大时以及其它各种边界变化时的测压管水头线变化情况。
3、学时：2
4、实验类型：验证实验
项目六：
1、实验项目名称：孔口、管嘴出流实验
2、内容提要：观察孔口管嘴自由出流的水力现象；测定孔口管嘴出流时断面收缩系数、流速系数、流量系数、局部损失系数；测定圆柱形管嘴真空值。
3、学时：2
4、实验类型：验证实验
三、教材或实验指导书名称：水力学工程流体力学实验指导书及实验报告
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压 强。 解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+?? 相对压强为：15.00kPa 。 绝对压强为：116.33kPa 。 答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，， 求水面压强。 解：0 1.1a p p p g ρ=+- 4900 1.110009.807a p =+-??
5.888a p =-（kPa ） 相对压强为： 5.888-kPa 。 绝对压强为：95.437kPa 。 答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。 解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=?=??=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+??+??总水箱箱 980728274.596W =+?=箱kN W +箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ?。而支座反力与水体 重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积g ρ?。 答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ， 如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
目录 绪论： (1) 第一章：水静力学 (1) 第二章：液体运动的流束理论 (3) 第三章：液流形态及水头损失 (3) 第四章：有压管中的恒定流 (5) 第五章：明渠恒定均匀流 (5) 第六章：明渠恒定非均匀流 (6) 第七章：水跃 (7) 第八章：堰流及闸空出流 (8) 第九章：泄水建筑物下游的水流衔接与消能 (9) 第十一章：明渠非恒定流 (10) 第十二章：液体运动的流场理论 (10) 第十三章：边界层理论 (11) 第十四章：恒定平面势流 (11) 第十五章：渗流 (12) 第十六章：河渠挟沙水流理论基础 (12) 第十七章：高速水流 (12) 绪论： 1 水力学定义：水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。 2 理想液体：易流动的，绝对不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，也没有表面张力特性的连续介质。 3 粘滞性：当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点见要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性。可视为液体抗剪切变形的特性。（没有考虑粘滞性是理想液体和实际液体的最主要差别） 4 动力粘度：简称粘度，面积为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s做相对运动所产生的内摩擦力。 5 连续介质：假设液体是一种连续充满其所占空间毫无空隙的连续体。 6 研究水力学的三种基本方法：理论分析，科学实验，数值计算。 第一章：水静力学 要点：（1）静水压强、压强的量测及表示方法；（2）等压面的应用；（3）压力体及曲面上静水总压力的计算方法。
7 静水压强的两个特性：1）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面2）任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。 8 等压面：1）在平衡液体中等压面即是等势面2）等压面与质量力正交3）等压面不能相交4）绝对静止等压面是水平面5）两种互不相混的静止液体的分界面必为等压面6）不同液体的交界面也是等压面 9 静水压强的计算公式：p=p0+ 10 绕中心轴作等角速度旋转的液体： 11 绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强，称为绝对压强。 12 相对压强： 13 真空度：是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值， 14 压强的测量：测压管，U型水银测压计, 差压计 15 静止液体内各点，测压管水头等于常数， 16 作用在矩形上的静水总压力：（画图是考点）1）按一定比例，用线段长度代表改点静水压强的大小2）用箭头表示静水压强的方向，并与作用面垂直P37 17 静水总压力的计算：(为平面形心在点C液面下的淹没深度) （） 18 矩形，绕形心轴的面积惯矩：。圆形平面绕圆心轴线的面积惯矩 19作用在曲面上的静水总压力：，，, tan 20 沉体：如果质量力大于上浮力，物体就会下沉，直到沉到底部才停止下来，这样的物体称为沉体。 浮体：如果质量力小于上浮力，物体就会上浮，一直要浮出水面，且使物体所排开的液体的重量和自重刚好相等后，才能保持平衡状态，这样的物体我们称为浮体。（定倾中心要高于重心） 潜体：质量力等于上浮力，物体可以潜没于水中任何位置而保持平衡，这样的物体称为潜体。（重心位于浮心之下） 21 平衡的稳定性：是指已处于平衡状态的潜体，如果因为某种外来干扰使之脱离平衡位置时，潜体自身恢复平衡的能力。
《流体力学》教学大纲 课程编号：081082A 课程类型：专业基础课 总学时：32 讲课学时：32 实验（上机）学时：0 学分：2 适用对象：安全工程 先修课程：高等数学、大学物理、工程力学 一、课程的教学目标 通过本课程的教学与实践，使学生具备下列能力： 目标1：掌握流体运动的一般规律和有关的概念，基本理论、分析方法、计算方法，并能在工程应用中熟练适用。 目标2：掌握流体静力学、流体动力学的基本原理和基本方程，能在解决复杂工程问题时熟练运用，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养。 二、课程教学与毕业要求的对应关系 2、课程教学过程与毕业要求的对应关系
四、教学内容 第一章绪论（1.2、2.1） 1.1 概述 流体力学定义、任务、研究方法；学习流体力学的意义；流体力学的发展简史 1.2 流体的连续介质模型 1.3 流体的主要物理性质 惯性、重力特性、粘性、压缩性。 液体表面张力；表面张力系数，量纲，单位；毛细现象 1.4作用在液体上的力 课程的考核要求：了解流体力学研究任务、研究方法，理解连续介质假设，熟悉流体的主要物理属性，掌握流体力学对力的分类方法。 教学重点、难点：教学重点内容包括连续介质假设的内容，引入假设的优点；流体的粘性及牛顿内摩擦定律；作用于流体上的力。
第二章流体静力学（1.2、2.1） 2.1 静止流体的应力特征 压强定义；静止流体压强特性 2.2静止流体的平衡微分方程 欧拉平衡微分方程；欧拉平衡微分方程综合表达式；等压面 2.3重力作用下的液体的压强分布 水静力学基本方程；有关压强的基本概念 2.4作用于平面上的静水总压力 大小；方向；压力中心 2.5作用于曲面上的静水总压力 水平分力；铅垂分力，压力体；总压力；压力中心 课程的考核要求：熟悉静水压强的两个特征；熟悉相对压强、绝对压强、真空压强的定义与相互关系；熟悉等压面的概念及等压面的特性；灵活运用水静力学基本方程及等压面概念求解静止流体中任一点的压强；会画静水压强分布图及压力体图；掌握平面及曲面静水总压力的计算方法 教学重点、难点：静水压强分布图的绘制；平面上静水总压力的计算；曲面静水总压力的水平分力的压强分布图画法及其计算；曲面静水总压力的铅垂分力的压力体图画法及其计算。 第三章流体动力学基础（1.2、2.1） 3.1描述液体运动的两种方法 拉格朗日法；欧拉法；欧拉变数；时变加速度；位变加速度 3.2研究流体运动的若干基本概念 恒定流与非恒定流；迹线；流线：定义、微分方程、流线性质；质点与控制体概念；元流；总流；过水断面；流量与断面平均流速；均匀流与非均匀流，均匀流定义；均匀流过水断面动水压强特征 3.3流体的连续方程 元流连续方程；总流连续方程 3.4流体的运动微分方程 欧拉运动方程；欧拉运动方程与欧拉平衡方程比较；粘性流体运动微分方程 3.5元流的伯诺里方程 理想流体元流的伯诺里方程；实际流体元流的伯诺里方程；方程表示式的物理意义和几何意义； 3.6实际流体恒定总流的能量方程： 渐变流及其性质；总流的能量方程一般表示式；应用条件；几何意义和物理意义；
第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμΘ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -=Θ )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑
y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y
《水力学》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称（中、英文）：水力学（Hydraulics） 课程号（代码）：30619450 课程类别：（专业基础技术课） 授课学时：85 学分：5 二、教学目的及要求 三、教学内容 水力学是一门技术基础课，应当理论联系实际，以分析水流现象，揭示水流运动规律，加强水力学的基本概念和基本原理的讲解为主。 （一）基本内容 1．绪论 (1) 液体的物理力学性质 (2) 理想液体和连续介质的概念及其应用。 2．水静力学 (1) 静水压强的基本公式、等压面概念和作用在平面、曲面 上的静水总压力，压力体图的绘制。 (2) 压强的表示方法和压强单位较多，应讲解其关系，避免 引起混乱； (3) 几种质量力作用下的液体平衡，应结合例题讲解，以加
强压强微分方程式理解和运用。 3. 水动力学基础 (1) 连续性方程、能量方程、动量方程是重点，这部分应讲深讲透，结合实例分析三大基本方程的应用条件和注意的问题及解题步骤，使学生正确理解其意义，通过习题熟练地掌握这些方程； (2) 液体运动的两种方法，流线、迹线的概念及特点；流量、断面平均流速、渐变流和急变流动水压强分布的概念。 4．液流型态和水头损失 (1) 达西公式、层流紊流特征、雷诺数的物理意义和流态判别、沿程阻力和局部阻力是重点； (2 )造成水头损失的原因及影响因素； 5．有压管道恒定流 (1) 短管和长管水力计算和水头线绘制是重点。 (2) 复杂管道的特点和基本公式解题的方法。 6．明渠恒定均匀流 (1) 明渠均匀流的特性； (2) 明渠均匀流水力计算； 7．明渠恒定非均匀流 (1)缓流、急流、临界流的判别，佛汝德数物理概念，断面必能及必能曲线的概念； (2) 明渠非均匀流水力计算；临界水深的计算；
考试剩余开始计时.. 答题卡 一、单项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 二、填空题 1 2 3 4 5 6 7 8 三、问答题 1 2 3 四、判断题 1 2 3 4 5 五、计算题 1 2 3 已做未做 西南大学网络与继续教育学院课程考试 课程名称：(0744)《水力学》考试时间：90分钟满分：100分 学号： 一、单项选择题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分) 1. 明渠水力最优断面的水力半径R （） A.等于水面宽度的一半； B.等于湿周的一半。 C.等于底宽的一半； D.等于水深的一半； 2. S2 型水面曲线是发生在 ( ) A.缓坡渠道中的急流 B.陡坡渠道中的急流 C.陡坡渠道中的缓流 D.缓坡渠道中的缓流 3. 已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（） A.紊流过渡粗糙区 B.紊流粗糙区 C.紊流光滑区 D.层流区 4. 在平衡液体中，质量力与等压面 A.正交。 B.无法判断 C.平行； D.重合； 5. 当从孔口流出的水股被另一部分流体所淹没时，称为——————。 A.孔口非恒定出流 B.管嘴非恒定出流 C.孔口淹没出流 D.自由出流 6. 紊流内部结构分区的判别参数是( ) A.粘滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比 B.雷诺数 C. 管壁相对粗糙度 D.管壁绝对粗糙度 7. 佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( ) A.层流和紊流 B.恒定流和非恒定流
C.均匀流和非均匀流 D.急流和缓流 8. 紊流中粘滞底层厚度 d 比绝对粗糙高度 D 大得多的壁面称为（） A.粗糙面 B.以上答案均不对 C.过渡粗糙面 D.光滑面 二、填空题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分) 1. 1. 描述流体运动有 _______ 和 _______ 两种方法。 2. 圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为___________ 。 3. 在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是____________。 4. 流体经孔口流入大气的出流称为________________. 5. 三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 6. 水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。 7. 水在直径为25cm的圆管中流动，流速v=1m/s，运动粘度ν=0.25cm2/s，雷诺数=_________，水流为_____ 流。 8. 根据 __________ ，将堰流分为薄壁堰、实用堰和宽顶堰 三、问答题(本大题共3小题，每道题6.0分，共18.0分) 1. 简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。 2. 渗流模型的含义是什么？ 3. 绘出图示曲面上的压力体图及水平方向的静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。 四、判断题(本大题共5小题，每道题2.0分，共10.0分) 1. 在恒定紊流中，时均流速不随时间变化。 对 错 2. 水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 对 错 3. 有压管流也有自由表面。 对 错 4. 流速分布越不均匀，动量校正系数越大。 对 错 5. 任意受压面上的平均压强等于受压面形心点的压强。 对 错 五、计算题(本大题共3小题，每道题8.0分，共24.0分) 1. 水流通过如图所示管路流入大气，已知：Ｕ形测压管中水银柱高差Δh=0.2m，h1=0.72m H2O，管径d1=0.1m，管嘴出口直径d2=0.05m，不计管中水头损失，试求管中流量qv。 2. 密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。 3. 当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度增加15%，重度减少10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？考试剩余开始计时.. 答题卡 一、单项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 二、填空题 1 2 3 4 5 6 7 8 三、问答题
水力学作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为 78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2） 107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--= == 1.2 盛有同种介质（密度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其他有关数据如图题1.2所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少？ （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少？ 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 15,20,4s cm h cm h cm ===
519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少？ （2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则 1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。 又有125h h +=② 解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。 （2）轻油测压管在页面处。 11211222 gh gh p h h h g g ρρρρρρ+'= ==+，其中h '为轻油测压管中液面高度；h 为测压管位置距分界面的距离。 ()1112110.747 2.860.72m h h h h ρρ?? '+-=-=-?= ??? 1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A 、B 、C 、D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。 解：461547839.49Pa 3.1411 A B G p p A ?== ==?? 37839.491109.81227.46kPa C D A p p p gh ρ==+=+???= 1.5 今采用三组串联的U 形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M 点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在0-0平面以上的读数为h 。试求M 点得压强。
大学水力学课件 大学水力学课件 水力学是研究以水为代表的液体的宏观机械运动规律，及其在工程技术中的应用。水力学包括水静力学和水动力学。 水力学课件 【开课单位】环境科学与工程学院【课程模块】学科基础【课程编号】【课程类别】必修 【学时数】48（理论48实践0）【学分数】3 一、课程描述 本课程大纲根据20**年本科人才培养方案进行修订。 （一）教学对象：环境工程专业本科生 （二）教学目标及修读要求 1、教学目标 掌握基本概念。包括：流体的主要物理性质及作用于流体的力，静水压强及其特性，压强的测量与表示方法，恒定一元流，理想液体，微小流束，均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流，水头损失，液体运动的两种型态，管道的基本概念，明渠的类型，明渠均匀流，水力最佳断面，允许流速，明渠水流的三种流态，断面比能与临界水深，临界底坡、缓坡与
陡坡，明渠恒定非均匀渐变流，水跃，共轭水深，堰流的类型，闸孔出流。 掌握基本理论。包括：静水压强的基本公式，几种质量力同时作用下的液体平衡，实际液体恒定总流的能量方程及应用，恒定总流的动量方程及应用，量纲分析与π定理，液流型态及水头损失液体运动的两种型态，谢才公式，棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析，棱柱体水平明渠的水跃方程，水跃的能量损失，堰流与闸孔出流。 掌握基本计算。一是建筑物所受的水力荷载，即所承受的静水压力、动水总作用力等的计算；二是建筑物的过水能力计算；三是水流的流动形态及水头损失计算；四是水流的能量消耗计算。 2、修读要求 水力学是力学的一个分支，通过课程学习和训练，使学生掌握水力学基本概念、基本原理、基本技能和方法；培养学生分析解决问题的能力和实验技能，并为学习专业课程和处理工程实际中的技术问题打下基础。通过课堂讲授和讨论、课后辅导、习题和练习、实验和实践教学等教学环节，运用多媒体或实验等直观教学手段，完成教学大纲要求的基本内容。由于水力学是一门技术基础课，应当理论联系实际，但应以分析水流现象，揭示水流运动规律，加强水力学的'基本概念和基本原
A. B. C. D. A. B. C. D. A.
B.小 C.相等 D.不定 4. 长管的总水头线与测压管水头线( ) A.相重合 B.相平行，呈直线； C.相平行，呈阶梯状； D.以上答案都不对。 5. 在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线（） A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 6. 图示容器中有两种液体，密度r2 > r1 ，则 A、B 两测压管中的液面必 为( ) A.B 管高于 A 管；
B.A 管高于 B 管； C.AB 两管同高。 D.都有可能 7. 明渠水力最优断面的水力半径R（） A.等于水深的一半； B.等于底宽的一半； C.等于水面宽度的一半； D.等于湿周的一半。 8. 水的动力粘度随温度的升高而（） A.增大 B.减小 C.不变 D.不定 二、 填空题(本大题共8小题，每道题3.0分，共24.0分) 1. 输水管中水流速为1.70m/s，阀门的局部水头损失为1.2m，其局部阻力系数为______。8.14 2. 应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_________断面，但二断面之间可以存在_ ______流。 渐变流、急变 3.
3. 流线和迹线的区别和联系是什么？ 答：（1）区别：迹线是单个液体质点在某一时间段内不同时刻的流动轨迹线；流线是同一瞬时由连续的一系列液体质点所构成的流动方向线。（2）联系：恒定流时流线与迹线重合。 四、 判断题(本大题共5小题，每道题2.0分，共10.0分) 1. 临界流一定是均匀流 对 错 2. 管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 对 错 3. 毕托管是用来测量液体点流速的一种仪器。 对 错 4. 均匀流的同一过水断面上，各点流速相等。 对 错 5. 体积模量K值越大，液体越容易压缩。
1 ２ 6 11答案在作业本 2.12 （注:书中求绝对压强）用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求 水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- ()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+--- ()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+-- ()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--?-+--???? 265.00a p =+(k Ｐa ） 答：水面的压强0p 265.00=ｋPa 。 2-1２形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2ｍ,宽b ＝1ｍ，形心点水深c h ＝2ｍ，倾角α=?45,闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。
l b α B A T h c 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=(kN ） 3 22221222 2.946 122sin sin 4512sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A bl αα=+=+=+=+=??
2-13矩形闸门高h =３ｍ,宽b =2m ，上游水深1h ＝6m,下游水深2h ＝4.５m ，试求:（1)作用在闸门上的静水总压力；（２)压力中心的位置。 解：（１)图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? ()12h h g ρ=-
水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H=250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流；
《流体力学》教学大纲 课程编号：081073A 课程类型：□通识教育必修课□通识教育选修课 □专业必修课□专业选修课 □√学科基础课 总学时：48讲课学时：40实验（上机）学时：8 学分：3 适用对象：环境工程 先修课程：高等数学、大学物理、理论力学 一、教学目标（黑体，小四号字） 流体力学是环境工程专业的一门主要技术基础课，其任务是使学生掌握流体运动的一般规律和有关的概念，基本理论、分析方法、计算方法和一定的实验技能；培养学生分析问题和解决问题的能力。为学习专业课，从事专业工作和进行科学研究打基础。 目标1：掌握流体力学的基本概念、基本理论、基本方法，并具有一定的流体力学实验技能（具有测量水位、压强、流量的操作技能和编写报告能力）。 目标2：掌握掌握流体力学的分析方法、计算方法，能在解决复杂工程问题时熟练运用，注重学生分析问题和解决问题能力的培养，注重学生探索精神和创新意识的培养。 目标3：为该课程在《水污染控制工程》、《大气污染控制I(防尘)》、《大气污染控制II(防毒)》、《排水管道系统》等课程中的应用奠定良好的基础。 二、教学内容及其与毕业要求的对应关系 本课程的重点内容包括平面上静水总压力的计算、曲面上静水总压力的计算、连续性方程、伯努利方程、动量方程的联合应用与计算，这些内容将细讲、精讲。对这部分内容，除了理论讲授课外，专门拿出一定时间作为习题课，带领学生精
讲精练。粗讲的内容包括：液体的相对静止、潜体和浮体的平衡及稳定、流体微团运动分析、理想流体无旋流动、相似理论等。 为实现上述教学目标，教学过程将采用多媒体教学手段，课堂讲授为主、实验课、自习、练习为辅的教学方式。习题课讲解流体力学的解题思路、方法、步骤、注意的问题；分析习题中的错误、问题，在授课老师的引导下进行课堂讨论，并解决有关疑难问题。 实践教学环节主要是流体力学实验技能的训练，要求学生具有测量水位、压强、流量的操作技能和编写报告能力。 为巩固和加深学生对所学的基本概念、理论的理解，培养学生用流体力学的理论分析和解决问题的能力、培养计算技能，课后将布置作业30道左右题目，由学生独立完成，并针对性的进行作业题目讲解。通过课后作业提高学生对于重点、难点内容的掌握。 该课程可支撑一下两方面毕业要求的实现： （1）掌握环境工程通识教育类、学科基础类、专业基础类、专业类知识及相关学科知识，并能将所学知识用于解释本专业领域及相关领域的现象和问题，了解本学科发展前沿，具有国际视野； （2）能够应用环境工程基本原理、方法对本专业领域及相关领域问题进行判断、分析和研究，提出相应对策和建议，并形成解决方案； 考核方式 闭卷。平时成绩占30%，期末考试成绩占70% 三、各教学环节学时分配（黑体，小四号字） 教学课时分配
西南大学网络与继续教育学院 [0744]《水力学》 课程类型：专业选修课考试方式：大作业单项选择题 1、 流线和迹线重合的条件为（）。 1. F. 非恒定均匀流 2.恒定流 3.非恒定流 4.缓流 2、相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。（） 1.真空压强； 2.当地大气压； 3.标准大气压； 4.工程大气压。 3、S2 型水面曲线是发生在 ( )
1. 陡坡渠道中的急流 2.缓坡渠道中的缓流 3. 陡坡渠道中的缓流 4. 缓坡渠道中的急流 4、 流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 1.能量守恒 2.力的平衡 3.动量守恒 4.质量守恒 5、在明渠渐变流中 ( ) 1.总水头线一定平行于底坡线 2.测压管水头线与自由水面一致 3.总水头线与自由水面相重合 4.水面线与底坡线平行 6、共轭水深是指（）
1. 临界水深 2. 溢流坝下游水流收缩断面水深 3. 水跃的跃前水深与跃后水深 4. 均匀流水深 7、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于（ ） 1. 2 2. 2000 3. 3 4. 1 8、在平衡液体中，质量力与等压面 1. 平行 ； 2. 正交。 3. 无法判断 4. 重合； 9、压力中心是 ( )
1. 压力体的中心 2.淹没面积的中心 3. 总压力的作用点 4.受压面的形心 10、 连续介质假设认为流体（）连续。 1.在微观上 2.原子间 3.分子间 4.在宏观上 11、 液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。 1.任意曲面 2.斜平面 3.水平面 4.旋转抛物面 12、 总流伯努利方程适用于（）。
第二章水静力学 1、相对压强必为正值。 ( ) 2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 ( ) 3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 ( ) 4、二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。 ( ) 5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。则该平面上的静水总压力P=ρgy D A sinα。(y D为压力中心D的坐标，ρ为水的密度，A 为斜面面积) （） 6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( ) 9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B 两点静水压强不等，水银液面一定会显示出?h 的差值。 ( ) 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 ( ) 11、选择下列正确的等压面: ( ) (1) A ? A (2) B ? B (3) C ? C (4) D ? D
12、压力中心是( ) (1) 淹没面积的中心； (2) 压力体的中心；(3) 总压力的作用点；(4) 受压面的形心。 13、平衡液体中的等压面必为( ) (1) 水平面； (2) 斜平面； (3) 旋转抛物面； (4) 与质量力相正交的面。 14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。 15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体； (3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。 16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器A B 壁面上的静水压强分布图应 为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d 17、液体某点的绝对压强为 58 kP a，则该点的相对压强为 ( ) (1) 159.3 kP a； (2) 43.3 kP a； (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。 18、图示的容器a 中盛有重度为ρ1的液体，容器b中盛有密度为ρ1和ρ2的两种液体，则两个容 器中曲面AB 上压力体及压力应为 ( ) (1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。
《水工建筑物》教学大纲 第一部分大纲说明 一、课程性质、目的与任务 水工建筑物课程是中央广播电视大学水利水电工程与管理专业的专业必修课程。通过本课程的学习，使学生掌握各种常见水工建筑物的型式及设计基本理论和方法，各种常见水工建筑物在各种水利枢纽中的布置原则，以及运行管理技术。通过本课程的学习，使学生能够运用所学知识解决基层水利单位的工程实际问题，配合其它有关课程的学习，为今后从事水利水电工程施工、运行、管理和维修等工作打下基础。 二、与其它课程的联系 学习本课程应具备数学、工程力学、工程制图、水力学、工程地质与土力学、建筑材料、水资源管理等基础课和专业基础课的基本知识。 本课的后续课程：水利工程施工、水利工程管理等。 三、课程的特点 本门课是一门理论性与实践性都较强的综合性专业课，涉及的知识面广。在学习过程中，要综合运用基础理论，通过课程实训等环节，锻炼培养解决实际问题的能力。水工建筑物种类繁多，型式多种多样，在学习过程中，只能重点学习几种典型建筑物，了解其一般规律。 四、教学总体要求 根据本课程的特点，学生学完本课以后，应达到下列基本要求。 １、对重力坝、拱坝、土石坝、水闸及河岸泄水建筑物（其中包括溢洪道和泄水隧洞）的工作原理及工作条件，有较深的理解；对其它水工建筑物的基本型式和工作原理有一般的了解。 ２、懂得从安全、经济、适用的原则出发，根据任务和具体条件选择水工建筑物的型式、确定其基本尺寸，初步掌握其设计方法和步骤。 ３、能根据水工建筑物的工作原理和特点，设计其主要细部构造。 4、了解水利枢纽中各种水工建筑物的布置原则，以及具体的地形、地质、水文、施工、运用等条件对水工建筑物的影响。 五、课程教学要求的层次
1 2 6 11答案在作业本 2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ， 试求水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- 265.00a p =+（kPa ） 答：水面的压强0p 265.00=kPa 。 2-12形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2m ，宽b =1m ，形心点水深c h =2m ，倾角α=?45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=（kN ） 2-13矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =4.5m ，试求： （1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。 解：（1）图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? 14.71=（kPa ） 14.713288.263P p h b =??=??=（kN ） 合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2 b 处。 （2）解析法。 ()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-?=-???=（kN ） ()120.250.75 4.6674.5 =?+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-?=???=（kN ） ()22211111130.75 3.253 C C D C C C C I I y y y y A y A ??=+=+=+= ???（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ） 合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： 1.499=（m ） 答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的
综合测试题三 一、填空题（每空1分，共20分）： 1.对于不可压缩流体常选用 质量M 、 长度L 、 时间T 作为基本量纲。 2.当地大气压为750mmHg 时,测得某体系中压力表读数为50mmHg,则该体系的绝对压强为 800 mmHg 。 3.描述流体运动有两种方法，分别为 欧拉法 和 拉格朗日法 。 4.孔口出流的水力计算时，认为 101≤H d 为小孔口， 101 ≥ H d 为大孔口。 5.雷诺实验结果表明流态分为两种，其分别为 层流 和 紊流 。 6.根据尼古拉兹实验结果，可把紊流分为 光滑区 、 过渡区 和 粗糙区 三个区。 7.在恒定流中，其欧拉加速度中的 时变 加速度等于0；在均匀流中，其欧拉加速度中的 位变 加速度等于0。 8.根据渠道几何特性的变化情况，可将明渠分为 棱柱体渠道 和 非棱柱体渠道 。 9.堰的分类时，按堰顶厚度δ与堰上水头H 的比值不同，可将堰分为 实用堰 、 宽顶堰 和 薄壁堰 。 二、选择题（每题2分，共20分） 1.露天水池中，水深10m 处的相对压强为（ C ） A. 10kPa B. 49kPa C. 98kPa D. 205kPa 2.圆柱形外管嘴的正常工作条件是（ B ） A. L=（3～4）d ，H 0＞9m B. L=（3～4）d ，H 0≤9m C. L ＞（3～4）d ，H 0≤9m D. L ＜（3～4）d ，H 0≤9m 3.均匀流的定义是（ C ）。 A ．断面平均流速沿流程不变的流动 B ．过流断面上各点流速相互平行的流动 C ．流线皆为平行直线的流动 D ．各点流速皆相等的流动 4. 在渐变流过流断面上，动压强分布满足( C )规律。 A. 0p z γ +> B. 0p z γ+< C. p z c γ+= D.以上都不是 5.具有相同的孔口和管嘴的过水断面面积的孔口出流与管嘴出流，在相同的作用水头下， 其出流流量分别为Q 和Q n ，则有（ C ） A ． Q>Q n B ． Q=Q n C ． Q 《流体力学》教学大纲 一、课程名称 1. 中文名：流体力学 2. 英文名：Fluid Mechanics 二、课程管理院（系） 三、大纲说明 1.适用专业、层次 环境工程专业，本科。 2.学时与学分数 总学时为64学时，总学分为3学分。 3.课程的性质、目的与任务 流体力学是环境工程专业及其相近专业的一门学科基础课程，属工程科学，是用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题。研究方法主要是因次论指导下的实验研究法、数学模型法、参数归并和过程分解与组合。本课程强调工程观点、定量运算、实验技能、设计能力和模拟优化能力的训练，强调在理论和实际的结合中，提高分析问题、解决问题的能力。 本课程理论教学主要研究连续性方程、能量方程和动量方程的基础理论及具体的工程应用。通过本课程的学习，使学生熟悉流体力学的基本概念和基本方程，掌握在环境工程和科学领域中的应用途径和处理方法，具备解决环境工程中流体力学问题的能力。 4. 先行、后续课程 本课程是学生在具备了必要的高等数学、物理、理论力学等基础知识之后必修的技术基础课，是水污染控制工程、大气污染控制工程、给排水工程、水控课程设计、毕业设计的基础。 5.考试方式与成绩评定 考试方式：笔试（闭卷）。 成绩评定：笔试70％，平时成绩30％。 四、纲目 （上册） 1绪论（3学时） [教学目的] 了解流体力学的研究内容及发展简史，掌握流体的主要物理性质和流体的连续介质模型，掌握流体的主要物理性质和作用在流体上的力。 [教学重点与难点] 流体的物理性质；流体的连续介质模型。 [教学时数] 3学时 [教学方法与手段] 在多媒体教室采用电子课件进行课堂讲授。本章内容是学生学习流体力学这门课的基础，是流体力学的“门槛”。因此，必须联系生产及生活实际，使学生首先在思想上明确认识，对这门课产生兴趣，使学生认识到流体力学理论在生产和生活实际中的应用是无所不在的。[教学内容] 1.1工程流体力学的任务及其发展简史 1.2连续介质假设，流体的主要物理性质 连续介质假设；流体的主要物理性质 1.3作用在流体上的力流体力学教学大纲
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