《高等学校教材 水力学 1980年修订版 上》

目录1

1980年版修订说明1

绪论1

0-1　水力学的任务及发展简史1

序4

0-2　液体的基本特征和主要物理性质5

（一）液体的基本特征5

（二）液体的主要物理性质6

（三）作用于液体的力14

0-3　水力学的研究方法15

习题18

1-1　静水压强及其特性20

第一章　水静力学20

1-2　液体的平衡微分方程24

1-3　重力作用下的液体平衡28

（一）重力作用下的平衡方程28

（二）绝对压强、相对压强、真空29

（三）位置水头、压强水头、测管水头31

（四）测压原理34

1-4　几种质量力同时作用下的液体平衡37

1-5　平面上的静水总压力40

（一）压强分布图的绘制40

（二）压力图法求矩形平面上的静水总压力41

（三）分析法求任意形状平面上的静水总压力42

1-6　曲面上的静水总压力47

（一）浮力和物体的沉浮53

1-7　浮力和潜体及浮体的稳定53

（二）潜体的平衡及其稳定性55

（三）浮体的平衡及其稳定性56

习题60

参考文献69

第二章　恒定总流的基本方程70

2-1　描述流动的方法70

（一）拉格朗日法和欧拉法70

（二）流体质点的加速度，恒定流与非恒定流，均匀流与非均匀流73

（三）迹线与流线76

（四）元流与总流78

（五）流量与断面平均流速79

2-2　恒定总流的连续方程80

（一）恒定元流的能量方程82

2-3　恒定总流的能量方程82

（二）恒定总流的能量方程86

（三）能量方程应用举例96

（四）有能量输入或输出的能量方程103

2-4　恒定总流的动量方程107

（一）恒定总流的动量方程108

（二）动量方程应用举例111

（三）恒定总流的动量矩方程117

习题119

参考文献127

第三章　液体运动的微分方程与平面势流128

3-1　液体微团运动的基本形式129

3-2　有势流动和有涡流动134

3-3　液流的连续性微分方程139

3-4　液流的运动微分方程141

（一）液体质点的应力状态141

（二）以应力表示的液体运动基本方程146

（三）粘滞性液体的运动方程——纳维埃·司托克斯方程147

（四）理想液体的运动方程——欧拉方程148

（五）运动方程的积分149

3-5　恒定平面势流154

（一）恒定平面势流的流速势与流函数155

（二）流网及其近似绘制法158

（三）几个基本的简单平面势流165

（四）势流的叠加原理和举例173

（五）解决势流问题的其他途径183

3-6　简单旋涡运动185

（一）线涡附近的流速分布185

（二）自由旋涡与强迫旋涡及其组合涡的压强分布190

3-7　空化和空蚀193

（一）空化（气穴）现象与空蚀（气蚀）问题193

（二）发生空化的条件与空穴数195

习题199

参考文献204

第四章　量纲分析与相似原理205

4-1　量纲分析的概念205

（一）量纲和单位205

（二）无量纲数208

4-2　量纲的和谐原理210

4-3　量纲分析法之一——雷列法214

4-4　量纲分析法之二——π定理217

4-5　现象相似的意义及相似的特征223

（一）几何相似224

（二）运动相似225

（三）动力相似225

4-6　相似的条件233

4-7　相似原理的应用和举例235

（一）重力相似准则235

（二）粘滞力相似准则236

（三）弹性力相似准则238

（六）压力相似准则239

（五）惯性力相似准则239

（四）表面张力相似准则239

习题243

参考文献245

第五章　流动型态与边界层246

5-1　流动的两种型态——层流与紊流246

5-2　层流运动251

（一）平行壁面间的流动251

（二）司托克斯流动254

5-3　紊流运动的基本概念255

（一）紊流的发生255

（二）紊流中物理量的表示方法258

（三）紊流的基本方程261

（四）紊流的半经验理论266

（一）边界层的基本概念272

5-4　边界层理论基础272

（二）边界层微分方程式276

（三）边界层的几种厚度的定义281

（四）边界层的动量积分方程式283

（五）边界层的分离现象289

5-5　壁面边界层294

（一）平板上的层流边界层294

（二）平板上的紊流边界层300

（三）明槽水流边界层312

习题315

参考文献316

6-1　水流作用力318

第六章　水流作用力与水头损失318

6-2　升力320

（一）带环量的圆柱体绕流320

（二）儒可夫斯基升力定理323

6-3　阻力325

（一）边界层分离与压强阻力325

（二）尾流中的流动图型327

（三）二维物体的阻力329

（四）三维物体的阻力331

（五）减小绕流阻力的途径332

6-4　沿程水头损失335

（一）沿程水头损失与切应力的关系336

（二）圆管层流的沿程水头损失339

（三）紊流的沿程水头损失343

6-5　局部水头损失359

习题372

参考文献375

第七章　紊动射流与紊动扩散376

7-1　紊动射流的特性377

7-2　平面淹没射流381

7-3　圆形断面淹没射流387

7-4　大气中的水射流391

7-5　紊流扩散的基本方程395

（一）分子扩散395

（二）扩散物质的连续性方程396

（三）紊流扩散的基本方程398

（四）关于扩散方程的求解400

7-6　一维流动中的纵向移流分散403

习题408

参考文献409

第八章　有压管道中的恒定流动410

8-1　概述410

8-2　简单管道的水力计算412

（一）基本公式及其计算412

（二）管道中水流压强的沿程分布423

（三）虹吸管的水力计算426

（四）离心泵管路系统的水力计算428

（五）有压泄水道的水力计算431

8-3　复杂管道的水力计算433

（一）串联管道434

（二）并联管道436

（三）沿程均匀泄流管道438

（四）管网水力计算原理及电算实例441

习题458

参考文献467

第九章　有压管道中的非恒定流动468

9-1　一维非恒定流动的基本方程469

（一）连续方程469

（二）运动方程471

9-2　调压系统的水面振荡474

（一）U形管中的液面振荡474

（二）调压系统中的水面振荡477

9-3　水击现象479

（一）弹性波及其传播速度480

（二）水击的基本现象484

（三）直接水击和间接水击488

9-4　水击基本方程490

（一）水击运动微分方程490

（二）水击连续微分方程491

9-5　水击计算的解析法494

（一）水击联锁方程494

（二）边界条件497

（三）水击压强的解析法499

9-6　水击计算的特征线法及电算实例503

（一）特征方程504

（二）有限差分方程506

（三）边界条件508

（四）差分格式的简单讨论512

（五）电算实例513

习题519

参考文献521

第十章　水力要素量测522

10-1　概述522

（一）量测的一般知识523

（二）量测仪表的静态与动态特性524

10-2　水位量测528

（一）恒定水位的量测528

（二）非恒定水位的量测530

10-3　流速及流向量测532

（一）浮标法532

（二）压强法536

（三）旋桨式转数计法539

（四）激光测速540

（五）其他方法542

（六）流向的量测543

10-4　压强量测544

（一）机械式压强量测方法544

（二）非电量电测法548

10-5　流量量测550

（一）明流渠槽中的流量量测551

（二）有压管路中的流量量测554

10-6　量测的自动化及数据处理的一般概念559

参考文献560

附录Ⅰ　水力学中常用单位的换算562

索引565