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《水力学》课程教学大纲 Hydraulics(环工专业)

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《水力学》课程教学大纲 Hydraulics(环工专业)
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水力学课程教学大纲课程名称:水力学Hydraulics课程编码:Z206804总学时/总学分:48/3理论学时/理论学分:48/3适用专业:环境工程开课单位:化学化工学院一、课程性质及目的1、课程性质:本课程是环境工程专业的专业基础必修课。2、课程目的:通过各个教学环节,使学生了解水力学的一般研究方法和实验的基础知识,掌握以水为代表的液体运动的一般规律和有关基本概念、基本理论,重点掌握水静力学、水动力学等知识的理论分析与计算方法,为学习专业课程,从事专业技术工作,获取新知识及进行科学研究打下必要的基础。二、课程内容及要求第一章绪论3学时教学内容:水力学的任务和发展概况;液体的主要物理性质及作用于液体上的力:液体的基本特征和连续介质的概念:水力学的研究方法。教学要求:本章要求学生了解;理解液体的主要物理性质及作用于液体上的力;掌握液体的粘性定义,反映粘性大小的两个系数,牛顿内摩擦定律及其适用条件。重点:液体的主要物理性质及作用于液体上的力:牛顿内摩擦定律。难点:牛顿内摩擦定律及其适用条件。第二章 水静力学 8 学时教学内容:静水压强及其特性;液体的平衡微分方程式;重力和几种质量力同时作用下的液体平衡;压强的表示方法及度量:作用于平面上和曲面上的静水总压力。教学要求:本章要求学生了解静水压强的测量仪表和测量方法:理解静水压强的定义及特性,建立静水压强基本方程的推导过程:掌握静水压强的计算方法、等压面的概念、静水压强分布规律及其几何意义与能量意义、静止液体对平面和曲面固体边界的静水总压力的计算。重点:静水压强的特性;压强的计算方法;作用于平面上和曲面上静水总压力的计算。难点:作用于平面上和曲面上静水总压力的计算。第三章水动力学基础11学时教学内容:描述液体运动的两种方法;液体运动的基本概念;恒定总流的连续性方程、能量方程和能量方程及其应用。教学要求:本章要求学生了解描述液体运动两种方法的特点;理解水头线、水力坡度与水头损

水力学课程教学大纲 课程名称:水力学 Hydraulics 课程编码:Z206804 总学时/总学分:48/3 理论学时/理论学分:48/3 适用专业:环境工程 开课单位:化学化工学院 一、课程性质及目的 1、课程性质:本课程是环境工程专业的专业基础必修课。 2、课程目的:通过各个教学环节,使学生了解水力学的一般研究方法和实验的基础知识,掌握以 水为代表的液体运动的一般规律和有关基本概念、基本理论,重点掌握水静力学、水动力学等知识 的理论分析与计算方法,为学习专业课程,从事专业技术工作,获取新知识及进行科学研究打下必 要的基础。 二、课程内容及要求 第一章 绪论 3 学时 教学内容:水力学的任务和发展概况;液体的主要物理性质及作用于液体上的力;液体的基本 特征和连续介质的概念;水力学的研究方法。 教学要求:本章要求学生了解;理解液体的主要物理性质及作用于液体上的力;掌握液体的粘 性定义,反映粘性大小的两个系数,牛顿内摩擦定律及其适用条件。重点:液体的主要物理性质及 作用于液体上的力;牛顿内摩擦定律。难点:牛顿内摩擦定律及其适用条件。 第二章 水静力学 8 学时 教学内容:静水压强及其特性;液体的平衡微分方程式;重力和几种质量力同时作用下的液体 平衡;压强的表示方法及度量;作用于平面上和曲面上的静水总压力。 教学要求:本章要求学生了解静水压强的测量仪表和测量方法;理解静水压强的定义及特性, 建立静水压强基本方程的推导过程;掌握静水压强的计算方法、等压面的概念、静水压强分布规律 及其几何意义与能量意义、静止液体对平面和曲面固体边界的静水总压力的计算。重点:静水压强 的特性;压强的计算方法;作用于平面上和曲面上静水总压力的计算。难点:作用于平面上和曲面 上静水总压力的计算。 第三章 水动力学基础 11 学时 教学内容:描述液体运动的两种方法;液体运动的基本概念;恒定总流的连续性方程、能量方 程和能量方程及其应用。 教学要求:本章要求学生了解描述液体运动两种方法的特点;理解水头线、水力坡度与水头损

失的概念和关系;掌握液体运动的基本概念、分类和特征(包括恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流,渐变流和急变流,流线、过水断面和断面平均流速等),恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的形式、应用条件和注意事项以及实际应用计算。重点:恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的形式、应用条件和注意事项以及实际应用计算。难点:恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的实际应用计算。第四章液流型态及水头损失8学时教学内容:水头损失的分类及水流边界对水头损失的影响;液流的两种流动形态;均匀流沿程水头损失与切应力的关系:圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算;紊流的形成过程及特征:沿程阻力系数的变化规律;沿程水头损失计算公式;局部水头损失。教学要求:本章要求学生了解均匀流水头损失的特点,紊流的成因和特征;理解水头损失的分类和产生的原因,雷诺实验和雷诺数的物理意义,圆管均匀层流运动的流速分布,紊流光滑区、粗糙区和过渡区的概念,尼古拉兹实验中水头损失系数的变化规律:掌握液体运动两种形态的特征和判别方法,达西公式与沿程水头损失的计算方法,谢才公式与谢才系数的确定方法,局部水头损失的计算方法。重点:雷诺试验;素流的特征;达西公式与沿程水头损失的计算方法:谢才公式;满宁公式:局部水头损失的计算。难点:圆管均匀层流运动的流速分布:尼古拉兹实验中水头损失系数的变化规律;沿程水头损失系数的计算。第五章有压管道中的恒定流6学时教学内容:简单管道水力计算的基本公式:简单管道、短管水力计算的类型及实例;长管水力计算;串联、分叉和并联管道水力计算:沿程均匀泄流管道水力计算:管网水力计算。教学要求:本章要求学生了解串联管路、并联管路等复杂管道的计算原理和方法;理解管流的基本特点;掌握短管和长管的水力计算,总水头线和测压管水头线的绘制,虹吸管、倒虹吸、水泵装置等简单管道的水力计算。重点:简单管道水力计算的基本公式:虹吸管、倒虹吸、水泵装置等简单管道的水力计算:长管水力计算的基本公式。难点:总水头线和测压管水头线的绘制:串联、分叉和并联管道水力计算:管网水力计算。第六章明渠恒定均匀流6学时教学内容:明渠均匀流的特性及其产生条件;明渠均匀流计算公式;水力最佳断面与实用经济断面;明渠均匀流水力计算中的粗糙系数与允许流速;明渠均匀流水力计算:粗糙度不同的明渠及复式断面明渠的水力计算:U型与圆形断面渠道正常水深的送代计算。教学要求:本章要求学生了解明渠均匀流的特点、力学实质及其形成条件,明渠断面的不同形式及其几何要素的概念;理解明渠糙率、水力最佳断面和允许流速的概念和确定方法:掌握梯形断面面积、湿周和水力半径的计算,明渠均匀流水力计算和人工渠道的设计计算。重点:明渠均匀流

失的概念和关系;掌握液体运动的基本概念、分类和特征(包括恒定流与非恒定流、均匀流与非均 匀流,渐变流和急变流,流线、过水断面和断面平均流速等),恒定总流的连续性方程、能量方程和 动量方程的形式、应用条件和注意事项以及实际应用计算。重点:恒定总流的连续性方程、能量方 程和动量方程的形式、应用条件和注意事项以及实际应用计算。难点:恒定总流的连续性方程、能 量方程和动量方程的实际应用计算。 第四章 液流型态及水头损失 8 学时 教学内容:水头损失的分类及水流边界对水头损失的影响;液流的两种流动形态;均匀流沿程 水头损失与切应力的关系;圆管中的层流运动及其沿程水头损失的计算;紊流的形成过程及特征; 沿程阻力系数的变化规律;沿程水头损失计算公式;局部水头损失。 教学要求:本章要求学生了解均匀流水头损失的特点,紊流的成因和特征;理解水头损失的分 类和产生的原因,雷诺实验和雷诺数的物理意义,圆管均匀层流运动的流速分布,紊流光滑区、粗 糙区和过渡区的概念,尼古拉兹实验中水头损失系数的变化规律;掌握液体运动两种形态的特征和 判别方法,达西公式与沿程水头损失的计算方法,谢才公式与谢才系数的确定方法,局部水头损失 的计算方法。重点:雷诺试验;紊流的特征;达西公式与沿程水头损失的计算方法;谢才公式;满 宁公式;局部水头损失的计算。难点:圆管均匀层流运动的流速分布;尼古拉兹实验中水头损失系 数的变化规律;沿程水头损失系数的计算。 第五章 有压管道中的恒定流 6 学时 教学内容:简单管道水力计算的基本公式;简单管道、短管水力计算的类型及实例;长管水力 计算;串联、分叉和并联管道水力计算;沿程均匀泄流管道水力计算;管网水力计算。 教学要求:本章要求学生了解串联管路、并联管路等复杂管道的计算原理和方法;理解管流的 基本特点;掌握短管和长管的水力计算,总水头线和测压管水头线的绘制,虹吸管、倒虹吸、水泵 装置等简单管道的水力计算。重点:简单管道水力计算的基本公式;虹吸管、倒虹吸、水泵装置等 简单管道的水力计算;长管水力计算的基本公式。难点:总水头线和测压管水头线的绘制;串联、 分叉和并联管道水力计算;管网水力计算。 第六章 明渠恒定均匀流 6 学时 教学内容:明渠均匀流的特性及其产生条件;明渠均匀流计算公式;水力最佳断面与实用经济 断面;明渠均匀流水力计算中的粗糙系数与允许流速;明渠均匀流水力计算;粗糙度不同的明渠及 复式断面明渠的水力计算;U 型与圆形断面渠道正常水深的迭代计算。 教学要求:本章要求学生了解明渠均匀流的特点、力学实质及其形成条件,明渠断面的不同形 式及其几何要素的概念;理解明渠糙率、水力最佳断面和允许流速的概念和确定方法;掌握梯形断 面面积、湿周和水力半径的计算,明渠均匀流水力计算和人工渠道的设计计算。重点:明渠均匀流

的特点、力学实质及其形成条件;水力最佳断面的概念和确定方法;梯形明渠均匀流水力计算。难点:渠道的水力计算。第八章堰流、闸孔出流和桥、涵过流的水力计算6学时教学内容:堰流的分类及水力计算基本公式;薄壁堰流的水力计算:实用堰流的水力计算;宽顶堰流的水力计算:闸孔出流的水力计算:桥孔及涵洞过流的水力计算。教学要求:本章要求学生了解堰流与闸孔出流的区别和联系,闸孔出流的规律及其影响因素;理解堰流的分类和各类堰流的过流特点、淹没条件;掌握堰流和闸孔出流的判别,堰流和闸孔出流水力计算的原理和方法。重点:堰流和闸孔出流的判别:堰流和闸孔出流水力计算的原理和方法。难点:堰流和闸孔出流的水力计算:桥孔及涵洞过流的水力计算。三、参考教材使用教材:《水力学》,吕宏兴裴国霞杨玲霞主编,中国农业出版社,2005年主要参考书:1、《水力学》(上、下册),高速水力学国家重点实验室(四川大学)编,吴持恭主编,高等教育出版社,2006年2、《水力学》,陈海迟郝和平主编,中国水利水电出版社,2008年3、《水力学学习指导与习题详解》,裴国霞主编,机械工业出版社,2009年4、《水力学习题详解》,莫乃榕主编,华中科技大学出版社,2007年四、学习要求由于本课程是一门理论性、综合性很强的专业基础课,要求学生在学习的过程中对前期所学工程力学相关专业基础知识进行复习,同时要求学生认真完成大量的课后习题,结合水力学网络课件和精品课程等电子资源进行课前预习和自学。五、成绩评定方式本门课程成绩采用百分制计分,笔试,闭卷成绩构成:平时成绩30%,笔试70%平时成绩构成及要求:1、考勤5%2、课堂提问:5%3、平时作业20%大纲制定者:金瑾宗全利刘贞姬大纲审定者:刘焕芳制定时间:2010年9月

的特点、力学实质及其形成条件;水力最佳断面的概念和确定方法;梯形明渠均匀流水力计算。难 点:渠道的水力计算。 第八章 堰流、闸孔出流和桥、涵过流的水力计算 6 学时 教学内容:堰流的分类及水力计算基本公式;薄壁堰流的水力计算;实用堰流的水力计算;宽 顶堰流的水力计算;闸孔出流的水力计算;桥孔及涵洞过流的水力计算。 教学要求:本章要求学生了解堰流与闸孔出流的区别和联系,闸孔出流的规律及其影响因素; 理解堰流的分类和各类堰流的过流特点、淹没条件;掌握堰流和闸孔出流的判别,堰流和闸孔出流 水力计算的原理和方法。重点:堰流和闸孔出流的判别;堰流和闸孔出流水力计算的原理和方法。 难点:堰流和闸孔出流的水力计算;桥孔及涵洞过流的水力计算。 三、参考教材 使用教材:《水力学》,吕宏兴 裴国霞 杨玲霞主编,中国农业出版社,2005 年 主要参考书: 1、《水力学》(上、下册),高速水力学国家重点实验室(四川大学)编,吴持恭主编,高等教育出 版社,2006 年 2、《水力学》,陈海迟 郝和平主编,中国水利水电出版社,2008 年 3、《水力学学习指导与习题详解》,裴国霞主编,机械工业出版社,2009 年 4、《水力学习题详解》,莫乃榕主编,华中科技大学出版社,2007 年 四、学习要求 由于本课程是一门理论性、综合性很强的专业基础课,要求学生在学习的过程中对前期所学工 程力学相关专业基础知识进行复习,同时要求学生认真完成大量的课后习题,结合水力学网络课件 和精品课程等电子资源进行课前预习和自学。 五、成绩评定方式 本门课程成绩采用百分制计分,笔试,闭卷 成绩构成:平时成绩 30%,笔试 70% 平时成绩构成及要求:1、考勤 5% 2、课堂提问:5% 3、平时作业 20% 大纲制定者:金瑾 宗全利 刘贞姬 大纲审定者:刘焕芳 制定时间: 2010 年 9 月

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