土木工程系列教材 水力学 第2版PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　水力学的研究对象 1

1.2　液体的基本特征和主要物理性质 1

1.2.1　液体的基本特征 1

1.2.2　国际单位制（SI）和工程单位制 2

1.2.3　液体的主要物理性质 3

1.3　作用于液体上的力 10

1.3.1　表面力 10

1.3.2　质量力 11

第2章　水静力学 14

2.1　静水压强的概念 14

2.1.1　静水压强的定义 14

2.1.2　静水压强的特性 14

2.2　液体的平衡微分方程与等压面 17

2.2.1　液体的平衡微分方程 17

2.2.2　等压面 19

2.3　重力作用下静水压强的分布规律 20

2.3.1　重力作用下静水压强的基本公式 20

2.3.2　绝对压强、相对压强、真空压强和压强的表示方法 22

2.3.3　静水压强基本方程的能量意义和几何意义 25

2.4　水静力学在量测上的应用 26

2.4.1　测压管 26

2.4.2　差压计 27

2.5　作用于平面上的静水总压力 29

2.5.1　图解法 29

2.5.2　分析法 32

2.6　作用于曲面上的静水总压力 38

2.6.1　曲面上静水总压力的大小 38

2.6.2　静水总压力的方向 41

2.6.3　静水总压力的作用点 41

2.7　作用于物体上的静水总压力、浮力、浮体的平衡 44

2.7.1　作用于物体上的静水总压力——阿基米德原理 44

2.7.2　沉体、浮体、潜体及浮体的平衡 45

本章小结 46

第3章　恒定总流的基本方程 54

3.1　描述液体运动的两种方法 54

3.1.1　拉格朗日法和欧拉法 54

3.1.2　质点的加速度：当地加速度、迁移加速度与全加速度 56

3.1.3　液体运动的一些基本概念 59

3.2　恒定总流的连续性方程 64

3.3　恒定总流的能量方程 66

3.3.1　理想液体恒定微小流束的能量方程 66

3.3.2　实际液体恒定微小流束的能量方程 68

3.3.3　实际液体恒定总流的能量方程 69

3.4　恒定总流的动量方程 83

3.4.1　恒定总流动量方程式的推导 84

3.4.2　恒定总流动量方程式的应用条件和技巧 87

3.4.3　恒定总流动量方程式应用举例 89

3.4.4　动量方程与能量方程的异同 93

本章小结 93

第4章　流动型态和水头损失 101

4.1　流动阻力和水头损失的分类 101

4.1.1　流动阻力的分类 101

4.1.2　水头损失的分类 103

4.1.3　水头损失的叠加原理 103

4.2　实际液体流动的两种流态 104

4.2.1　雷诺试验 104

4.2.2　层流和紊流的判别 106

4.2.3　雷诺数的物理意义 107

4.3　均匀流沿程水头损失与切应力的关系 108

4.3.1　沿程水头损失与边壁切应力的关系 108

4.3.2　沿程水头损失与流层间切应力的关系 110

4.3.3　沿程水头损失的通用计算公式 111

4.4　圆管中的层流运动 112

4.4.1　圆管均匀层流的流速分布 113

4.4.2　圆管均匀层流的断面平均流速 113

4.4.3　圆管均匀层流的流量 114

4.4.4　圆管均匀层流的沿程水头损失 114

4.4.5　圆管均匀层流的动能改正系数 114

4.5　紊流运动的基本概念 115

4.5.1　紊流的形成过程 116

4.5.2　紊流运动要素的脉动现象与时均化的概念 117

4.5.3　紊流附加切应力与普朗特的动量传递理论 120

4.5.4　紊流中的层流底层及紊流中的流区 123

4.5.5　紊流的流速分布 126

4.6　紊流的沿程水头损失 130

4.6.1　沿程阻力系数的试验研究 130

4.6.2　实际管道（自然粗糙）沿程阻力系数 134

4.6.3　计算沿程水头损失的经验公式 138

4.7　局部水头损失 142

4.7.1　圆管突然扩大的局部水头损失 142

4.7.2　管道局部水头损失系数 144

4.8　边界层基本概念和绕流阻力 150

4.8.1　边界层基本概念 150

4.8.2　边界层的分离现象与绕流阻力 151

本章小结 153

第5章　孔口、管嘴恒定出流和有压管道恒定流 159

5.1　孔口、管嘴出流和有压管流的基本概念 159

5.2　孔口、管嘴恒定出流的基本公式 160

5.2.1　液体流经薄壁孔口的恒定出流 160

5.2.2　液体经管嘴的恒定出流 163

5.3　有压管道的恒定流 166

5.3.1　短管的水力计算 166

5.3.2　长管的水力计算 172

5.3.3　管网的水力计算 180

本章小结 188

第6章　明渠恒定流动 193

6.1　明渠的几何特性 193

6.1.1　明渠的底坡 193

6.1.2　明渠的横断面 194

6.1.3　过水断面的几何要素 194

6.1.4　棱柱形渠道与非棱柱形渠道 195

6.2　明渠均匀流 195

6.2.1　明渠均匀流的特性和形成条件 196

6.2.2　明渠均匀流基本公式 197

6.2.3　明渠均匀流水力计算 198

6.2.4　水力最优断面和允许流速 202

6.2.5　无压圆管均匀流水力计算 205

6.3　明渠恒定非均匀流 208

6.3.1　明渠的流动状态 209

6.3.2　断面比能、比能曲线 211

6.3.3　临界水深 213

6.3.4　临界底坡 214

6.3.5　水跃和水跌 217

6.3.6　棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析 222

6.3.7　明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算 229

6.4　堰流及闸孔出流 231

6.4.1　堰流的类型及基本公式 232

6.4.2　闸孔出流基本公式 237

本章小结 238

第7章　渗流 244

7.1　渗流现象和渗流模型 244

7.1.1　渗流现象 244

7.1.2　水在土中的存在形态 245

7.1.3　土的渗流特性 245

7.1.4　渗流模型 245

7.2　渗流的基本定律 246

7.2.1　达西定律 246

7.2.2　达西定律的适用范围 247

7.2.3　渗透系数 248

7.3　恒定渐变渗流的杜比公式 248

7.3.1　恒定均匀渗流和非均匀渗流的断面流速分布 248

7.3.2　恒定渐变渗流的基本微分方程和浸润曲线 250

7.4　井和集水廊道的渗流计算 254

7.4.1　集水廊道 254

7.4.2　无压完整井 254

7.4.3　承压完整井 255

7.4.4　大口井和基坑排水 256

7.4.5　井群 257

7.5　应用流网解平面渗流问题 258

7.5.1　平面有压渗流流网的绘制 258

7.5.2　利用流网进行渗流计算 259

本章小结 260

附录一　水力学实验 263

附录二　英语专业名词索引 294

习题参考答案 304

参考文献 307

附图Ⅰ 308

附图Ⅱ 309

附图Ⅲ 310

附图Ⅳ 311