普通高等教育“十一五”規劃教材：水力學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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趙昕 等 著

圖書標籤:

• 水力學
• 工科教材
• 高等教育
• 十一五規劃教材
• 流體力學
• 水工學
• 工程教育
• 大學教材
• 理論基礎
• 專業課程

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508383798

版次：1

商品編碼：10459495

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-03-01

用紙：膠版紙

頁數：340

字數：531000

內容簡介

《普通高等教育“十一五”規劃教材：水力學》為普通高等教育“十一五”規劃教材。全書共分十二章，主要內容包括緒論，水靜力學，流體運動及其分類，水動力學基礎，流動阻力與水頭損失，量綱分析與相似原理，孔口、管嘴齣流和恒定有壓管流，明槽恒定流動，堰流及閘孔齣流，泄水建築物下遊的水流銜接與消能，有壓管道和明槽中的非恒定流，滲流。《普通高等教育“十一五”規劃教材：水力學》采用流體力學的係統控製體方法推導基本方程，介紹瞭部分計算水力學的方法和程序。書中涉及水力學中的主要詞匯采用英文注釋的方法。為瞭幫助讀者學習和鞏固，每章後均附有習題。
《普通高等教育“十一五”規劃教材：水力學》可作為高等院校本科水利類各專業、道路與橋梁工程和環境保護等專業的教材，也可作為相關專業教師和研究生的教學參考書。

目錄

前言
第一章 緒論
第一節 流體與連續介質假設
第二節 流體的主要物理性質
第三節 作用在流體上的力
第四節 水力學發展史簡介
習題

第二章 水靜力學
第一節 靜水壓強及其特性
第二節 流體平衡微分方程
第三節 重力作用下的液體平衡
第四節 幾種質量力同時作用下的液體平衡
第五節 平麵上的靜水總壓力
第六節 麯麵上的靜水總壓力
第七節 浮力及浮體與潛體的穩定性
習題

第三章 流體運動及其分類
第一節 描述流體運動的方法
第二節 流體運動的若乾基本概念
第三節 流體微團運動的分析
習題

第四章 水動力學基礎
第一節 係統、控製體和輸運方程
第二節 連續性方程
第三節 理想流體的運動微分方程及其積分
第四節 粘性流體的運動微分方程
第五節 恒定總流的能量方程及其應用
第六節 恒定總流的動量方程和動量矩方程
第七節 理想流體的平麵勢流
第八節 空化與空蝕
習題

第五章 流動阻力與水頭損失
第一節 水頭損失與切應力
第二節 層流與紊流
第三節 圓管中的層流
第四節 紊流的基本理論
第五節 沿程水頭損失的計算
第六節 局部水頭損失的計算
第七節 邊界層理論基礎與繞流阻力
習題

第六章 量綱分析與相似原理
第一節 量綱與量綱和諧原理
第二節 量綱分析法
第三節 流動相似與相似準則
習題

第七章 孔口、管嘴齣流和恒定有壓管流
第一節 概述
第二節 孔口齣流
第三節 管嘴齣流
第四節 短管水力計算
第五節 串聯管道與並聯管道
第六節 枝狀管網與環狀管網
第七節 沿程均勻泄流
習題

第八章 明槽恒定流動
第一節 明槽與明槽流動
第二節 明槽恒定均勻流
第三節 明槽恒定漸變流
第四節 明槽恒定急變流
第五節 明槽恒定漸變流水麵麯綫的定性分析
第六節 明槽恒定漸變流水麵麯綫的計算
習題

第九章 堰流及閘孔齣流
第一節 堰流的類型及計算公式
第二節 薄壁堰溢流
第三節 實用堰流的水力計算
第四節 寬頂堰流的水力計算
第五節 閘孔齣流水力計算
習題

第十章 泄水建築物下遊的水流銜接與消能
第一節 底流型銜接消能的水力計算
第二節 挑流消能的水力計算
第三節 麵流及消能戽消能簡介
習題

第十一章 有壓管道和明槽中的非恒定流
第一節 水擊現象
第二節 水擊運動的基本微分方程
第三節 水擊方程的特徵差分解
第四節 明槽非恒定流特性及分類
第五節 明槽非恒定漸變流的基本方程
第六節 明槽非恒定漸變流的直接差分解法
習題

第十二章 滲流
第一節 滲流的基本概念
第二節 滲流的達西定律
第三節 滲流的基本方程式
第四節 一元恒定漸變滲流
第五節 均質土壩的滲流
第六節 水工建築物透水地基中的二維恒定有壓滲流
第七節 水電比擬法
習題
參考文獻

精彩書摘

第一章 緒論
水力學（Hydraulics）是流體力學（Fluid Mechanics）的一個重要分支，它主要研究不可壓縮流體（主要是液體，也包括某些情況下的氣體）的平衡與流動的規律及其在工程技術領域中的應用。根據流體處於靜止狀態或流動狀態，水力學又分為水靜力學（Hydrostatics）和水動力學（Hydrodynamics）兩大部分，前者研究靜止流體內部的壓強分布以及流體與邊界之間作用力，後者研究流體的運動速度、作用力和能量轉換規律等。
水力學是水利、土木、給排水、環保、能源、航運、海洋、機械、化工、礦冶等工程技術領域的重要技術基礎學科，這些專業中的流動問題大緻包括有壓管流、明槽水流、孔口管嘴齣流、閘孔齣流、堰流、泄水建築物下遊的水流銜接和消能，滲流，射流，船舶，水波，以及流動的傳質傳熱等各類流動現象，以上內容多數將在本書中予以介紹。
本章將介紹流體的主要特徵，流體的主要物理性質和物理參數，以及作用於流體上的質量力和錶麵力。

前言/序言

水利工程中的基本原理與應用 本書是一部係統闡述水力學基礎理論及其在水利工程中應用的重要著作。水力學，作為研究液體（主要是水）運動規律及其與邊界相互作用的科學，是所有涉及水資源開發、利用、治理和保護工程的基石。從古至今，人類文明的進步與水的關係密不可分，而對水進行有效管理和利用的科學手段，正是水力學所提供的。 本書的編寫旨在為讀者構建一個全麵而深入的水力學知識體係，使其能夠理解並掌握水在各種工程條件下的行為特徵，從而能夠科學地設計、分析和優化各類水利工程。我們將從最基本的水力學概念齣發，逐步深入到復雜的工程問題，力求理論聯係實際，幫助讀者理解抽象的物理原理在具體工程中的體現。 第一部分：流體力學基礎 在本部分，我們將首先建立對流體基本性質的認知。這包括流體的定義、分類（如牛頓流體與非牛頓流體），以及關鍵的物理屬性——密度、粘度、錶麵張力、可壓縮性等。這些性質直接影響著流體的運動狀態，理解它們是後續所有分析的齣發點。例如，粘度決定瞭流體內部的摩擦力，直接關係到能量的損失；密度則與流體所受的重力有關，是計算壓強和水頭的重要參數。 接著，我們將深入探討靜水壓強，這是流體靜止時作用在單位麵積上的力。我們將推導和應用靜水壓強的計算公式，理解其與深度的關係，並學習如何計算作用在平麵和麯麵上的總靜水壓強，這對於設計水壩、閘門、船體等結構至關重要。我們將詳細講解阿基米德原理，闡述浮力産生的原因及其在浮體穩定性分析中的應用。 進入運動流體部分，我們將引入流速、流綫、跡綫、渦綫等基本概念，用以描述流體的運動狀態。我們還將學習連續性方程，這是質量守恒在流體運動中的體現，它將流體的速度與截麵積聯係起來，是解決許多管道流動問題的基礎。 能量守恒原理在流體運動中的錶現——伯努利方程，是我們學習的重點。我們將詳細推導伯努利方程，並理解其中各項（動壓頭、靜壓頭、位壓頭）的物理意義。伯努利方程是分析管道係統、堰流、射流等現象的強大工具，本書將通過大量實例來展示其應用。 然而，伯努利方程是在理想流體、穩態流、不可壓縮流等理想條件下推導齣來的。在實際工程中，流體並非理想，能量損失是不可避免的。因此，我們將深入研究實際流體中的能量損失，包括沿程水頭損失和局部水頭損失。我們將介紹謝纔係數、曼寜公式等經驗公式，用於計算沿程水頭損失，並分析不同管徑、材料、流速以及局部結構（如閥門、彎頭、收縮管段）對局部水頭損失的影響。 第二部分：管流理論與應用 管流是水力學中應用最廣泛的領域之一。在本部分，我們將專注於管道內的流體流動。我們將詳細討論層流和紊流兩種主要的流動形態，以及雷諾數在判斷流態中的作用。我們將介紹阻力係數的概念，並詳細講解如何利用阻力係數圖（如莫迪圖）來求解不同工況下的管流問題。 書中將包含大量關於復雜管路係統的設計與分析的講解，例如多分支管路、環形管路、帶有水泵和水輪機的管路係統。我們將學習如何運用節點法、割綫法等數值方法來求解這些復雜係統的流量和壓降。 此外，水錘現象是管道係統中一個必須認真對待的危險問題。我們將深入分析水錘産生的原因（如閥門快速關閉、水泵突然停機），並詳細介紹防止和減緩水錘效應的方法，如設置緩閉止迴閥、調壓塔、蓄水罐等。這些內容對於保障管道係統的安全運行至關重要。 第三部分：明渠流理論與應用 明渠流是指水流發生在自然河道、人工渠道、水槽等具有自由水麵的流動。與管流不同，明渠流的自由水麵受大氣壓影響，且流速分布和能量損失計算方法有所區彆。 我們將從基本概念入手，介紹明渠流的特性，如水深、流速、底坡、糙率等。我們將重點講解均勻流的概念，並詳細推導和應用均勻流計算公式，如曼寜公式，用於計算不同渠段的流速和流量。 本書將詳細闡述非均勻流，包括緩流和急流。我們將深入講解能量比和動量比的概念，並運用能量方程和動量方程來分析明渠流中水麵的變化，特彆是超臨界流與亞臨界流之間的變化，以及由此産生的跳躍現象。 堰是控製水位、測量流量的重要構築物。我們將詳細介紹各種類型的堰，如薄壁堰（矩形堰、三角形堰）、寬頂堰等，推導其流量計算公式，並分析影響堰流流量的各種因素，如堰頂高程、水舌厚度、側壁收縮等。 閘門是調控水流、防洪、灌溉等工程中不可或缺的設施。我們將介紹各種類型閘門（如平闆閘門、弧形閘門）的結構及其水力特性，並詳細講解閘門開度與流量的關係，以及閘門啓閉過程中可能齣現的水力問題。 第四部分：滲流理論與應用 滲流是指水在多孔介質（如土壤、岩石）中的運動。滲流理論在水利工程中應用極其廣泛，尤其是在大壩、堤防、水工建築物地基的穩定性分析以及地下水資源的開發利用方麵。 我們將介紹滲流的基本定律，如達西定律，並深入分析其適用條件和物理意義。我們將學習如何計算滲流量，並引入滲透係數的概念。 本書將著重講解滲流邊界條件和勢流理論，並通過求解拉普拉斯方程的方法來分析復雜的滲流問題。我們將介紹繪製定嚮流網（流管法）的方法，這是一種直觀且有效的求解二維定常滲流問題的方法，可以用來計算滲流量、判斷滲流破壞的可能性，並估算水壓力。 我們將具體應用滲流理論分析大壩和堤防的滲流問題，包括計算滲流量、確定滲流等溫綫和等壓綫，以及評估防滲結構（如防滲牆、鋪蓋）的防滲效果。 第五部分：水力機械初步 水力機械是將水能轉化為機械能（水輪機）或將機械能轉化為水能（水泵）的裝置，是水力發電、提水灌溉等工程的核心設備。 在本部分，我們將對水輪機和水泵的基本原理進行介紹。我們將區分不同類型的水輪機（如衝擊式、反擊式）和水泵（如離心泵、軸流泵），並簡要介紹它們的工作原理和適用範圍。 雖然本書不是專門的水力機械教材，但瞭解這些基本概念有助於理解水力工程整體係統的工作過程，以及水力機械在能量轉換中的作用。我們將討論水輪機和水泵的效率問題，以及它們在整個水力係統中的能量損耗。 結論與展望 通過對以上各部分的學習，讀者應能建立起一個紮實的水力學理論基礎，並能夠將這些理論應用於解決實際的水利工程問題。水力學是一門不斷發展的學科，隨著數值計算方法和觀測技術的進步，我們對水流規律的認識也在不斷深入。 本書的編寫力求條理清晰，內容豐富，兼顧理論深度與工程實用性。我們希望通過本書，能夠激發讀者對水力學的興趣，為他們從事水利工程相關的學習和工作打下堅實的基礎。水利工程關乎國計民生，對水的深入理解是實現可持續發展和造福人類的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，一開始選擇這本教材，主要是因為它被列為“十一五”規劃教材，感覺質量應該有所保障。拿到書後，確實沒有讓我失望。從我個人的學習體驗來說，這本書最大的優點在於其體係的完整性和邏輯的嚴謹性。它從流體的基本性質講起，逐步過渡到靜力學，然後是動力學，最後是實際應用，整個學習路徑非常清晰。書中的公式推導都比較完整，而且在關鍵步驟都進行瞭詳細的說明，讓我能夠理解公式是怎麼來的，而不是死記硬背。我對書中關於水泵和水輪機的章節印象特彆深刻，作者詳細介紹瞭不同類型水泵的工作原理、性能麯綫以及選擇方法，還講解瞭水輪機的類型、效率計算等內容，這些對於理解水工機械設備非常有幫助。書中穿插的工程實例，雖然篇幅不多，但都非常有代錶性，能夠很好地將理論知識與實際工程聯係起來。唯一的建議是，如果能增加一些互動式的在綫習題或者模擬軟件的鏈接，那就更完美瞭，這樣可以進一步提升學習的趣味性和實踐性。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本《水力學》的理論深度和廣度都給我留下瞭深刻的印象。它不僅僅是簡單地羅列公式和定理，而是深入淺齣地剖去瞭水力學現象背後的本質。在講解流體在管道中流動時，書中對不同流態（層流、紊流）的描述非常到位，並且詳細闡述瞭它們各自的特點、判斷方法以及在實際工程中的意義。對於紊流邊界層理論的介紹，雖然內容比較復雜，但作者通過類比和簡化，讓我這個初學者也能捕捉到其核心思想。特彆是關於阻力損失的章節，從達西公式的推導，到莫迪圖的應用，再到各種局部水頭損失的計算方法，都有詳盡的講解和豐富的案例。書中還涉及到瞭一些更高級的水力學主題，比如明渠恒定流、明渠非恒定流，這些內容對於理解河流、運河等水利工程設計至關重要。我尤其欣賞書中對模型試驗的介紹，它讓我瞭解瞭如何通過縮小規模來研究復雜的工程問題，這對於我將來從事相關工作非常有啓發。這本書的參考文獻也相當豐富，為我進一步深入學習提供瞭寶貴的綫索。總而言之，這是一本非常紮實的學術著作，值得反復研讀。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的教材不應該僅僅是知識的搬運工，更應該能夠激發讀者的學習興趣和探索精神。從這個角度看，《水力學》這本書做得相當齣色。它在講解枯燥的理論知識時，善於運用生動的語言和形象的比喻，讓晦澀的概念變得通俗易懂。比如，在講解空化現象時，書中用“沸騰”來類比，幫助我們理解壓力降低導緻液體汽化的過程，並且強調瞭空化對設備造成的危害。我印象深刻的是關於水錘效應的章節，作者詳細解釋瞭水錘的産生原因、傳播過程以及如何進行防護，並提供瞭相關的計算公式和設計準則。這種從原理到應用，再到防護措施的講解方式，非常係統和全麵。書中對各種水力機械的介紹也相當深入，不僅僅是簡單的原理介紹，還包括瞭它們的結構特點、性能參數以及在不同工況下的運行分析。這本書的語言風格嚴謹而不失活潑，讓我能夠沉浸在知識的海洋中，並且對水力學這門學科産生瞭濃厚的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我學習水力學的“救星”！剛拿到手的時候，我還擔心內容會太枯燥，畢竟像我們這種理工科學生，對理論公式總是有點畏懼。但翻開這本書，我纔發現我的顧慮完全是多餘的。作者在講解基本概念的時候，就像在講一個精彩的故事，一點點地把抽象的物理過程描繪得生動形象。尤其是關於流體靜力學和流體動力學的部分，作者不僅給齣瞭嚴謹的數學推導，還配上瞭大量的圖示和實例，讓我能夠直觀地理解伯努利方程、連續性方程這些核心原理是如何應用的。讀到後麵關於管路水力學的內容，更是讓我豁然開朗，之前睏擾我的各種壓強損失、沿程損失、局部損失等等問題，在這本書裏都得到瞭清晰的解答。書中的例題設計得非常巧妙，既有基礎性的練習，也有一些需要綜閤運用知識纔能解決的綜閤題，而且解答過程詳細，讓我學到瞭很多解題技巧。我最喜歡的是書本的排版，字體大小適中，章節劃分清晰，重要的概念和公式都有醒目的標識，閱讀起來非常舒適，不會造成視覺疲勞。這本書的語言風格也很親切，沒有那種高高在上的學術腔調，讓我感覺像是在和一位經驗豐富的老師交流，學習的過程也變得輕鬆愉快起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的設計非常人性化，從封麵到內頁的印刷質量都相當不錯。作為一本高等教育的教材，它在內容的選擇和組織上都體現瞭專業性。我特彆喜歡書中對水力學概念的定義和闡述，非常精確，沒有模棱兩可的地方。例如，在講解流體粘度的概念時，書中不僅給齣瞭數學定義，還通過“內摩擦力”的比喻，讓概念變得更容易理解。書中的圖錶繪製得非常清晰，尤其是那些錶示速度分布、壓力分布的圖，對於理解流體運動的規律非常有幫助。我個人對書中關於量綱分析和相似理論的講解非常感興趣，這部分內容讓我看到瞭如何利用抽象的數學工具來研究復雜的物理現象，並且能夠將試驗結果推廣到實際工程中。雖然有些章節涉及的公式推導和計算比較復雜，需要一定的數學基礎，但隻要認真閱讀，仔細琢磨，還是能夠掌握的。這本書的另一個亮點是它所包含的知識點都非常實用，很多內容都能在實際的水利工程、城市供水、汙水處理等領域找到應用。