天津農(nóng)學(xué)院專升本水文與水資源工程專業(yè)課考試《水力學(xué)》大綱

天津農(nóng)學(xué)院高職升本科

專業(yè)課考試大綱水文水資源工程專業(yè)《水力學(xué)》輔導(dǎo)大綱水力學(xué)課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握水流運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律和專業(yè)必需的基礎(chǔ)知識，學(xué)會一般水力分析計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決問題的能力。具有一定的理論基礎(chǔ)：能正確理解水力學(xué)中的一些基本概念及其物理意義；正確區(qū)分流動(dòng)類型，流動(dòng)形態(tài)和局部流動(dòng)現(xiàn)象；正確理解和運(yùn)用恒定流的連續(xù)方程、能量方程、動(dòng)量方程。掌握基本的水力學(xué)計(jì)算方法。如靜水總壓力的計(jì)算；堰閘過水能力的計(jì)算；管道的水力計(jì)算；明渠水流水力計(jì)算等。第一章緒論1水力學(xué)的定義、任務(wù)及其在專業(yè)中的應(yīng)用。2液體的基本特征和主要物理性質(zhì)：慣性（質(zhì)量與密度）；萬有引力特性（重量與容量），粘滯性。3液體作為連續(xù)介質(zhì)和理想液體的概念。說明：本章的重點(diǎn)是液體的主要物理力學(xué)性質(zhì)，著重掌握密度、容重概念、計(jì)算及其關(guān)系，粘滯性要弄清概念及定義。要強(qiáng)調(diào)單位的重要性，一律采用國際單位制，指出國際單位制與工程單位制兩者之間換算關(guān)系。理解水力學(xué)的定義和任務(wù)以及液體的主要物理性質(zhì)。第二章靜水壓強(qiáng)與靜水總壓力（一）目的要求:明確靜水壓強(qiáng)及其分布規(guī)律，理解靜水壓強(qiáng)基本方程式的物理意義和幾何意義。掌握平面壁和曲面壁上靜水總壓力的計(jì)算方法。（二） 內(nèi)容：1靜水壓強(qiáng)及其特性。2靜水壓強(qiáng)的分布規(guī)律。一、 靜水壓強(qiáng)的基本方式。二、 絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空值。三、 測壓管水頭與單位勢能。四、 壓強(qiáng)的計(jì)算單位。3等壓面及靜水壓強(qiáng)的測算。4靜水總壓力的計(jì)算。一、 靜水壓強(qiáng)分布圖。二、 作用在平面上的靜水總壓力計(jì)算。三、 作用在曲面上靜水總壓力計(jì)算。（三） 說明：本章的重點(diǎn)是靜水壓強(qiáng)及其基本方程式、靜水壓強(qiáng)分布圖的繪制以及作用在平面和園柱形曲面上的靜水總壓力。絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)、真空度等概念，應(yīng)認(rèn)真掌握。作用在平面上靜水總壓力計(jì)算，主要掌握矩形平面上圖解法，任意平面壁上解析法著重講計(jì)算總壓力的公式的意義及應(yīng)用，推導(dǎo)可從簡進(jìn)行，壓力中心的計(jì)算公式可不進(jìn)行推導(dǎo)。在講曲面上靜水總壓力的計(jì)算時(shí)，對于簡單而常用的壓力體，要求學(xué)生能掌握。在講課中要強(qiáng)調(diào)建立測壓管水頭與單位勢能的概念；對于絕對真空、真空和真空度；受壓面面積與壓強(qiáng)分布圖面積；受壓面形心、壓強(qiáng)分布圖形心和壓力中心等易于混淆是非淆的概念，要注意區(qū)分。第三章液體運(yùn)動(dòng)的流束理論（一） 目的要求：明確不流運(yùn)動(dòng)的基本概念及水流運(yùn)動(dòng)的三個(gè)基本原理。從而理解連續(xù)方程、能量方程、動(dòng)量方程的意義。掌握三個(gè)方程的應(yīng)用條件、特點(diǎn)及怎樣靈活應(yīng)和三個(gè)方程單獨(dú)或聯(lián)合進(jìn)行實(shí)際問題的水力計(jì)算。（二） 內(nèi)容：1水流運(yùn)動(dòng)的基本概念：流線、微小流束、總流、過水?dāng)嗝?、流量、斷面平均流速。恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、漸變流與急變流、有壓流與無壓流。2恒定流的連續(xù)方程。3恒定流的能量方程。能量方程式。能量方程式的幾何、物理意義。能量方程的應(yīng)用；計(jì)算實(shí)例。4恒定流動(dòng)量方程及其應(yīng)用。（三） 說明：本章的重點(diǎn)是連續(xù)方程、能量方程、動(dòng)量方程式。要通過課堂教學(xué)，應(yīng)用舉例。習(xí)題練習(xí)等，務(wù)必使學(xué)生很好理解，熟練掌握。要使學(xué)生正確理解，流線、跡線、恒定流、非恒定流、均勻流、非均勻流、漸變流、急變流等重要概念。能量方程式可根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律推理得出。著重講清幾何、物理意義。講清測壓管水頭、流速水頭和總水頭的意義及三者之間的關(guān)系；建立測壓管水頭線、總水頭線、水力坡度的概念。能量方程分析計(jì)算問題的關(guān)鍵是選定計(jì)算斷面、代表點(diǎn)和基準(zhǔn)面，結(jié)合例題講清選取的原則、注意事項(xiàng)及方程式的應(yīng)用條件。動(dòng)量方程式要進(jìn)行簡明推證，應(yīng)著重講清動(dòng)量方程的特點(diǎn)，應(yīng)用條件和解決實(shí)際問題的一般步驟如隔離體和坐標(biāo)的選取，力和速度必須先投影后計(jì)算等。在應(yīng)用這三個(gè)基本方程式解決實(shí)際問題時(shí)，可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合使用要具體問題具體分析。第四章水頭損失計(jì)算（一） 目的要求：本章與水流運(yùn)動(dòng)基本原理是整個(gè)水動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解粘滯性、水頭損失的意義及其相互關(guān)系。運(yùn)動(dòng)液體的兩種流態(tài)及其判別；概括地了解紊流運(yùn)動(dòng)有關(guān)知識熟練掌握水頭損失的計(jì)算方法。（二） 內(nèi)容：1液體的粘滯性。2運(yùn)動(dòng)液體的兩種基本流態(tài)，層流與紊流；雷諾試驗(yàn)，雷諾數(shù)。3紊流運(yùn)動(dòng)簡介。4沿程水頭損失計(jì)算。沿程水頭損失的一般表達(dá)式：達(dá)西公式；沿程阻力系數(shù)的測定。計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式一謝才公式。4-5局部水頭損失的計(jì)算。（三） 說明：沿程水頭損失和局部水頭損失的計(jì)算是本章的重點(diǎn)。紊流運(yùn)動(dòng)，主要介紹脈動(dòng)現(xiàn)象，使學(xué)生弄清瞬時(shí)流速、脈動(dòng)流速、時(shí)均流速的概念。確定謝才系數(shù)C的經(jīng)驗(yàn)公式，著重介紹國外廣泛應(yīng)用的曼寧公式，指出入與C的關(guān)系，要強(qiáng)調(diào)指出確定謝才系數(shù)的公式只適用于阻力平方區(qū)。第五章 有壓管道的水力計(jì)算（一） 目的要求：掌握恒定流條件下簡單管路（重點(diǎn)是短管）的水力計(jì)算和水頭線的繪制。（二） 內(nèi)容：管流的定義、特點(diǎn)、分類、水利工程中的管流問題。長管的水力計(jì)算。短管的水力計(jì)算及其應(yīng)用舉例?？偹^線和測壓管水頭線的繪制。（三） 說明：本章重點(diǎn)是短管水力計(jì)算及水頭線的繪制。在講課時(shí)要對自由出流和淹沒出流計(jì)算公式及水頭線的特點(diǎn)作對比分析。通過短管水力計(jì)算的工程實(shí)例練習(xí)，使學(xué)生加深和鞏固能量方程和水頭損失的基本理論和計(jì)算技能。第六章明渠均勻流的水力計(jì)算（一） 目的要求：明確明渠均勻流的基本概念；理解基本公式；熟練掌握渠道水力計(jì)算的類別及方法。（二） 內(nèi)容：1明渠均勻流的一般概念、基本特征及發(fā)生條件。2明渠均勻流的基本公式；正常水深。3渠道的水力計(jì)算的基本類型、方法和步驟；應(yīng)注意幾個(gè)問題（糙率、渠道的允許流速、水力最佳斷面）；應(yīng)用舉例。（三）說明：本章的重點(diǎn)是渠道水力計(jì)算的基本公式，基本類型和計(jì)算的方法步驟；要強(qiáng)調(diào)掌握正常水深計(jì)算的重要性。要強(qiáng)調(diào)選擇河渠糙率的重要性；渠道的水力最佳斷面，應(yīng)著重講清概念；允許流速說明其上下限的意義及數(shù)據(jù)。第七章明渠非均勻流的水力計(jì)算（一） 目的要求：很好理解與明渠非均勻流理論有重要關(guān)系的一些基本概念；熟練掌握水面曲線的計(jì)算和矩形斷面水躍共軛水深的計(jì)算；初步掌握常見的水面曲線的定性分析。（二） 內(nèi)容：1水利水電工程中的明渠非均勻流問題及其基本特征。2明渠非均勻流的一些基本概念。急流、緩流的水力現(xiàn)象及波的傳播；水流流態(tài)的物理意義及斷面單位能量；水流流態(tài)的判別方法及臨界水深、佛汝德數(shù)和陡坡、緩坡、監(jiān)界坡。3水趺和水躍水躍現(xiàn)象。水躍：水躍基本議程式、矩形斷面共軛水深及其計(jì)算，水躍長度計(jì)算。7-4棱柱體漸變流水面曲線定性分析簡介。7-5水面曲線的定量計(jì)算。明渠恒定非均勻漸變流基本議程式。（三）說明：本章重點(diǎn)是非均勻流的一些基本概念;渠道水面曲線的計(jì)算和矩形斷面共軛水深的計(jì)算。矩形斷面臨界水深計(jì)算應(yīng)熟練掌握。本章的難點(diǎn)是水面曲線的定性分析。講授時(shí)注意掌握以下幾點(diǎn)：只作一般內(nèi)容簡明地介紹，學(xué)生可一般掌握。三種水深（h0、hk、h）及五種底坡（i>ik、i<ik、i<=i、i=0、i<0）要講清，對于分區(qū)和命名要明確。結(jié)合工程實(shí)際對常見的al、bl、cl、bll幾種水面曲線進(jìn)行分析，注意小結(jié)，得出結(jié)論，總結(jié)一般規(guī)律。第八章堰流與閘孔出流的水力計(jì)算（一） 目的要求：理解堰流與閘孔出流的基本概念，掌握其基本公式；結(jié)合工程實(shí)踐運(yùn)用基本公式進(jìn)行堰流和閘孔出流的水力計(jì)算。（二） 內(nèi)容：1水利水電工程中的堰流和閘孔出流問題。的堰流與閘孔出流的水流特點(diǎn)及相互轉(zhuǎn)化。2堰流：堰的分類，堰流的基本公式。薄壁堰的流量計(jì)算極其應(yīng)用。實(shí)用堰的水力計(jì)算：流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)，淹沒條件及淹沒系數(shù)。寬頂堰的水力計(jì)算：流量系數(shù)、側(cè)收縮系數(shù)，淹沒條件及淹沒系數(shù)。3閘孔出流。閘孔出流流態(tài)判別。底坎為寬頂堰流的閘孔出流。底坎為曲線型實(shí)用堰的閘孔出流簡介。（三）說明：堰流與閘孔出流的水流分析與水力計(jì)算是本章的重點(diǎn)。通過分析水流條件、邊界條件對過水能力的影響和有關(guān)圖表、經(jīng)驗(yàn)公式、正確確定流量系數(shù)