水力学 第3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 11

1.3.1表面力 11

1.3.2质量力 12

第2章 水静力学 15

2.1静水压强的概念 15

2.1.1静水压强的定义 15

2.1.2静水压强的特性 15

2.2液体的平衡微分方程与等压面 18

2.2.1液体的平衡微分方程 18

2.2.2等压面 20

2.3重力作用下静水压强的分布规律 21

2.3.1重力作用下静水压强的基本公式 21

2.3.2绝对压强、相对压强、真空压强和压强的表示方法 23

2.3.3静水压强基本方程的能量意义和几何意义 26

2.4水静力学在量测上的应用 27

2.4.1测压管 27

2.4.2压差计 28

2.5作用于平面上的静水总压力 31

2.5.1图解法 31

2.5.2分析法 34

2.6作用于曲面上的静水总压力 40

2.6.1曲面上静水总压力的大小 40

2.6.2静水总压力的方向 43

2.6.3静水总压力的作用点 43

2.7作用于物体上的静水总压力、浮力、浮体的平衡 46

2.7.1作用于物体上的静水总压力——阿基米德原理 46

2.7.2沉体、潜体及浮体的平衡 47

本章小结 48

第3章 恒定总流的基本方程 56

3.1描述液体运动的两种方法 56

3.1.1拉格朗日法和欧拉法 56

3.1.2质点的加速度：当地加速度、迁移加速度与全加速度 58

3.1.3液体运动的一些基本概念 61

3.2恒定总流的连续性方程 66

3.3恒定总流的能量方程 68

3.3.1理想液体恒定微小流束的能量方程 69

3.3.2实际液体恒定流微小流束的能量方程 71

3.3.3实际液体恒定总流的能量方程 71

3.4恒定总流的动量方程 86

3.4.1恒定总流动量方程式的推导 86

3.4.2恒定总流动量方程式的应用条件和技巧 90

3.4.3恒定总流动量方程式应用举例 91

3.4.4动量方程与能量方程的异同 95

本章小结 96

第4章 流动型态和水头损失 104

4.1流动阻力和水头损失的分类 104

4.1.1流动阻力的分类 104

4.1.2水头损失的分类 106

4.1.3水头损失的叠加原理 106

4.2实际液体流动的两种流态 107

4.2.1雷诺试验 107

4.2.2层流和紊流的判别 109

4.2.3雷诺数的物理意义 110

4.3均匀流沿程水头损失与切应力的关系 111

4.3.1沿程水头损失与边壁切应力的关系 111

4.3.2沿程水头损失与流层间切应力的关系 113

4.3.3沿程水头损失的通用计算公式 114

4.4圆管中的层流运动 115

4.4.1圆管均匀层流的流速分布 116

4.4.2圆管均匀层流的断面平均流速 116

4.4.3圆管均匀层流的流量 117

4.4.4圆管均匀层流的沿程水头损失 117

4.4.5圆管均匀层流的动能改正系数 118

4.5紊流运动的基本概念 118

4.5.1紊流的形成过程 119

4.5.2紊流运动要素的脉动现象与时均化的概念 120

4.5.3紊流附加切应力与普朗特的动量传递理论 123

4.5.4紊流中的层流底层及紊流中的流区 126

4.5.5紊流的流速分布 129

4.6紊流的沿程水头损失 133

4.6.1沿程阻力系数的试验研究 134

4.6.2实际管道（自然粗糙）沿程阻力系数 137

4.6.3计算沿程水头损失的经验公式 142

4.7局部水头损失 145

4.7.1圆管突然扩大的局部水头损失 146

4.7.2管道局部水头损失系数 147

4.8边界层基本概念和绕流阻力 154

4.8.1边界层基本概念 154

4.8.2边界层的分离现象与绕流阻力 155

本章小结 159

第5章 孔口、管嘴恒定出流和有压管道恒定流 163

5.1孔口、管嘴出流和有压管流的基本概念 163

5.2孔口、管嘴恒定出流的基本公式 164

5.2.1液体流经薄壁孔口的恒定出流 164

5.2.2液体经管嘴的恒定出流 167

5.3有压管道的恒定流 170

5.3.1短管的水力计算 170

5.3.2长管的水力计算 176

5.3.3管网的水力计算 183

本章小结 191

第6章 明渠恒定流动 197

6.1明渠的几何特性 197

6.1.1明渠的底坡 197

6.1.2明渠的横断面 198

6.1.3过水断面的几何要素 198

6.1.4棱柱形渠道与非棱柱形渠道 199

6.2明渠均匀流 199

6.2.1明渠均匀流的特性和形成条件 200

6.2.2明渠均匀流基本公式 201

6.2.3明渠均匀流水力计算 202

6.2.4水力最优断面和允许流速 206

6.2.5无压圆管均匀流水力计算 209

6.3明渠恒定非均匀流 213

6.3.1明渠的流动状态 213

6.3.2断面比能、比能曲线 215

6.3.3临界水深 217

6.3.4临界底坡 218

6.3.5水跃和水跌 221

6.3.6棱柱形渠道非均匀渐变流水面曲线的分析 226

6.3.7明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算 233

6.4堰流及闸孔出流 235

6.4.1堰流的类型及基本公式 236

6.4.2闸孔出流基本公式 241

本章小结 242

第7章 渗流 248

7.1渗流现象和渗流模型 248

7.1.1渗流现象 248

7.1.2水在土中的存在形态 249

7.1.3土的渗流特性 249

7.1.4渗流模型 249

7.2渗流的基本定律 250

7.2.1达西定律 250

7.2.2达西定律的适用范围 251

7.2.3渗透系数 252

7.3恒定渐变渗流的杜比公式 252

7.3.1恒定均匀渗流和非均匀渗流的断面流速分布 252

7.3.2恒定渐变渗流的基本微分方程和浸润曲线 254

7.4井和集水廊道的渗流计算 258

7.4.1集水廊道 258

7.4.2无压完整井 258

7.4.3承压完整井 260

7.4.4大口井和基坑排水 260

7.4.5井群 261

7.5应用流网解平面渗流问题 263

7.5.1平面有压渗流流网的绘制 263

7.5.2利用流网进行渗流计算 264

本章小结 266

附录一 水力学实验 268

附录二 英语专业名词索引 299

习题参考答案 309

参考文献 312

附图Ⅰ 313

附图Ⅱ 314

附图Ⅲ 315

附图Ⅳ 316