水力學(xué)教學(xué)大綱

水力學(xué)教案大綱課程編碼：學(xué)時(shí)數(shù)：學(xué)分?jǐn)?shù)：課程類型：專業(yè)基礎(chǔ)課先修課程：高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué)一、課程的性質(zhì)與任務(wù)水力學(xué)是水利水電建筑工程專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。水力學(xué)課程的重要任務(wù)是使學(xué)生掌握水流運(yùn)動(dòng)的普通規(guī)律和與之有關(guān)的基本概念、基本理論、水力計(jì)算的基本辦法與實(shí)驗(yàn)的基本技能，為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程、從事專業(yè)技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。二、課程的教案基本規(guī)定（１）含有一定的理論知識。①對的理解水力學(xué)基本概念（如恒定流與非恒定流、均勻流與非均勻流、層流與紊流、緩流與急流等）。②掌握水力學(xué)基本理論，如持續(xù)方程、能量方程、動(dòng)量方程等。③掌握分析水流運(yùn)動(dòng)的總流分析法。（２）對工程中的普通水流問題含有分析與計(jì)算的能力。如靜水總壓力的計(jì)算；管道及明渠斷面尺寸的擬定；堰閘過流能力的分析與計(jì)算等。（３）掌握測量水位、壓強(qiáng)、流量、流速的基本辦法和操作技能。三、教案基本內(nèi)容和教案規(guī)定（一）緒論水力學(xué)的任務(wù)；液體基本特性和重要物理性質(zhì)；持續(xù)介質(zhì)與抱負(fù)液體的概念；作用于液體上力。規(guī)定重點(diǎn)掌握液體基本特性和重要物理性質(zhì)（慣性、萬有引力特性及粘滯性）。教案難點(diǎn)是粘滯性及作用于液體上的力。（二）水靜力學(xué)靜水壓強(qiáng)及其特性；等壓面概念；重力作用下靜水壓強(qiáng)基本公式；壓強(qiáng)的度量與量測；水頭與單位勢能的概念；平面與曲面上的靜水總壓力。規(guī)定重點(diǎn)掌握重力作用下靜水壓強(qiáng)基本公式的應(yīng)用；壓強(qiáng)的度量與量測、平面與曲面上的靜水總壓力的求解。教案難點(diǎn)是壓力體的繪制以及平面與曲面上的靜水總壓力的求解。（三）液體運(yùn)動(dòng)的流束理論描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種辦法；恒定流與非恒定流、流線與跡線；流管、微小流束、總流、過水?dāng)嗝?、流量與斷面平均流速、一元流、二元流、三元流、均勻流與非均勻流等水動(dòng)力學(xué)基本概念；不可壓縮實(shí)際液體一元恒定總流的持續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程以及這些方程式的應(yīng)用舉例。規(guī)定重點(diǎn)掌握恒定流與非恒定流、流線與跡線；流管、微小流束、總流、過水?dāng)嗝?、流量與斷面平均流速；不可壓縮實(shí)際液體一元恒定總流的持續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程教案難點(diǎn)是描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種辦法；恒定流與非恒定流；均勻流與非均勻流以及三個(gè)水力學(xué)基本方程的應(yīng)用技巧。（四）液流型態(tài)與水頭損失水頭損失的物理概念及其分類；均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系；液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài)——層流與紊流；圓管中的層流運(yùn)動(dòng)；紊流的特性；沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式；局部水頭損失。規(guī)定重點(diǎn)掌握液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài)——層流與紊流；沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律及計(jì)算沿程水頭損失的經(jīng)驗(yàn)公式；局部水頭損失。教案難點(diǎn)是紊流的特性；沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律。（五）有壓管道恒定流簡樸管道水力計(jì)算的基本公式及簡樸管道水力計(jì)算的基本類型；復(fù)雜管道的水力計(jì)算。規(guī)定重點(diǎn)掌握簡樸管道水力計(jì)算的基本類型及復(fù)雜管道的水力計(jì)算。教案難點(diǎn)是簡樸管道水頭線圖的繪制及能量方程的靈活運(yùn)用。（六）明渠恒定均勻流明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件；明渠均勻流的計(jì)算公式；水力最佳斷面及允許流速；明渠均勻流的水力計(jì)算類型與辦法；復(fù)式斷面明渠的水力計(jì)算。規(guī)定重點(diǎn)掌握明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件；明渠均勻流的水力計(jì)算類型與辦法。教案難點(diǎn)是明渠均勻流的水力計(jì)算辦法（試算法）。（七）明渠非均勻流明渠水流的三種流態(tài)；斷面比能與臨界水深；臨界底坡、緩坡與陡坡；明渠恒定非均勻漸變流微分方程；明渠恒定非均勻漸變流水面曲線定性分析；明渠恒定非均勻漸變流水面曲線計(jì)算。規(guī)定重點(diǎn)掌握明渠水流的三種流態(tài)；斷面比能與臨界水深以及明渠恒定非均勻漸變流水面曲線定性分析與計(jì)算。教案難點(diǎn)是明渠水流的流態(tài)鑒別及水面曲線的定性分析。（八）水躍水躍現(xiàn)象及棱柱體水平明渠的水躍方程；棱柱體水平明渠中水躍共軛水深計(jì)算；棱柱體水平明渠中水躍躍長的擬定。規(guī)定重點(diǎn)掌握水躍現(xiàn)象及棱柱體水平明渠的水躍方程及其應(yīng)用。教案難點(diǎn)是棱柱體水平明渠中水躍共軛水深計(jì)算。（九）堰流及閘孔出流堰流的類型及計(jì)算公式；薄壁堰流的水力計(jì)算；實(shí)用堰流的水力計(jì)算；寬頂堰流的水力計(jì)算；閘孔出流的水力計(jì)算規(guī)定重點(diǎn)掌握堰流的類型及其水力計(jì)算辦法；閘孔出流的水力計(jì)算。教案難點(diǎn)是曲線型實(shí)用堰的水流特性及其堰流于閘孔出流的水力計(jì)算技巧。（十）泄水建筑物下游的水流銜接與消能泄水建筑物下游的水流銜接與消能問題的重要性；收縮水深及底流消能的水力計(jì)算；挑流消能的水力計(jì)算。規(guī)定重點(diǎn)掌握收縮水深及底流消能的水力計(jì)算。教案難點(diǎn)是底流消能的水力計(jì)算。（十一）有壓管道非恒定流閥門忽然關(guān)閉時(shí)有壓管道中的水擊現(xiàn)象及其水擊的解讀計(jì)算辦法。規(guī)定重點(diǎn)掌握水擊波的傳輸過程及其直接水擊的計(jì)算。教案難點(diǎn)是水擊波的傳輸過程及其計(jì)算。（十二）滲流滲流的基本概念；滲流的基本定律達(dá)西定律；地下河槽中恒定均勻滲流和非均勻漸變滲流；棱柱體地下河槽中恒定漸變滲流的浸潤曲線；水平不透水層上均質(zhì)土壩的滲流計(jì)算。規(guī)定重點(diǎn)掌握滲流的基本概念；滲流的基本定律達(dá)西定律；棱柱體地下河槽中恒定漸變滲流的浸潤曲線；水平不透水層上均質(zhì)土壩的滲流計(jì)算。教案難點(diǎn)是棱柱體地下河槽中恒定漸變滲流的浸潤曲線；水平不透水層上均質(zhì)土壩的滲流計(jì)算。（十四）量綱分析、相似原理和模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)量綱分析法；相似現(xiàn)象的相似特性及相似條件；單項(xiàng)力作用下的相似準(zhǔn)則；水工模型設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)闡明。規(guī)定重點(diǎn)掌握量綱分析法；單項(xiàng)力作用下的相似準(zhǔn)則。教案難點(diǎn)是量綱分析法；相似準(zhǔn)則的建立。四、教案實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)水力學(xué)實(shí)驗(yàn)在水力學(xué)教案及其學(xué)科發(fā)展中占有重要的地位，是水力學(xué)課程不可或缺的部分，是重要的專業(yè)基礎(chǔ)教案內(nèi)容。水力學(xué)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)重要是通過水力學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴^察和進(jìn)一步認(rèn)識水流現(xiàn)象，驗(yàn)證水力學(xué)基本原理與公式，協(xié)助學(xué)生深化課堂教案內(nèi)容。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握水力要素量測的基本辦法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，并為進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究方面的工作奠定對應(yīng)的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)應(yīng)根據(jù)儀器設(shè)備狀況分組進(jìn)行，每組人數(shù)以～人為宜。實(shí)驗(yàn)過程中教師要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)課達(dá)成既定的教案目的。規(guī)定學(xué)生事先閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，熟悉?shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)、認(rèn)真觀察水流現(xiàn)象，愛惜實(shí)驗(yàn)儀器，保持實(shí)驗(yàn)室整潔。水力學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)完畢下列內(nèi)容：水靜力學(xué)實(shí)驗(yàn)、能量方程實(shí)驗(yàn)、雷諾實(shí)驗(yàn)、流動(dòng)演示實(shí)驗(yàn)、沿程阻力系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)、局部阻力系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)、水面曲線實(shí)驗(yàn)、水擊演示實(shí)驗(yàn)、水躍及堰流實(shí)驗(yàn)。計(jì)劃實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。。五、學(xué)時(shí)分派序號教案內(nèi)容授課學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)緒論水靜力學(xué)液體運(yùn)動(dòng)的流束理論液流型態(tài)及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水躍堰流及閘孔出流泄水建筑物下游的水流銜接與消能有壓管道非恒定流滲流量綱分析、相似原理和模型實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)總計(jì)學(xué)時(shí)六、考核方式規(guī)定學(xué)生完畢全部教案環(huán)節(jié)（涉及上課、實(shí)驗(yàn)、作業(yè)等）之后才干參加考試。本課程考試方式為閉卷。學(xué)生成績以考試成績?yōu)?/p>