黄河水利职业技术学院

水力分析与计算

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课程概述

《水力分析与计算》课程主要研究液体平衡和运动状态下的规律,并运用这些规律解决水利工程中水力分析与计算问题;通过本课程学习,在水利工程设计、施工和管理中能对常见水流现象进行分析,并能对常见的过流能力、水荷载、消能、水面线、渗流等问题进行计算。

本课程是水利水电建筑工程专业的一门专业基本技能课程,其任务是教会学生在水利工程设计、施工和管理中对常见的水力学问题能进行水力分析与计算。该课程以《工程力学基础》、《水工建筑物基础》等课程为前导课程,并为后续课程《水工建筑物设计与施工》、《水利工程施工技术》奠定基础。本课程主要讲解内容有建筑物壁面静荷载分析与计算、水工有压管道的水力分析与计算、渠(河)道水力分析与计算、闸、堰泄流能力分析与计算、泄水建筑物下游消能水力分析与计算。

本课程考虑不同层次学生需求,突出以学员为中心的原则设计在线课程的教学内容和方法,课程采用“教、学、练、评”线上学习教学模式,课程资源建设不但丰富多样,而且重点突出其实用性、易用性和有趣性。通过在线学习资源,交流答疑、单元测试,大大调动学生学习积极性和主动性,帮助学生完成知识技能点理解、应用、提升和升华。本课程是对线下学习的补充或预习,同时也能满足专业方向的转型、职业技能的需要。

本课程教学周安排:共15周,每周3~4学时,前13周为基础水力分析与计算,主要为在校学生提供线上学习与交流,后2周为水力分析与计算重点与难点,可为在校学生进一步提升拓展及社会、企业人员进行线上学习与交流。





 

授课目标
利用互联网优质资源,使学员具备水流现象分析和水力计算基础知识与技能,能提升解决工程中水力分析与计算问题。
证书要求

    课程评价分为四个部分:

    1.单元测验60%:客观题;

    2.课程讨论10%:在课堂交流区参与老师发起的讨论;

    3.课程考试30%:客观题。

本课程根据上述情况,制定评分标准。60分以上为合格,80分以上为优秀。


预备知识

有工程力学、高等数学基础知识


授课大纲

1  静水力学基础

液体主要物理力学性质 

静水压强特性、表示方法

静水压强基本方程式

静水压强计算


2  静水作用力分析与计算

静水压强分布图绘制

平面壁静水作用力计算

曲面壁静水作用力计算

压力体剖面图绘制练习

 

3  运动水流基础1

运动水流分类

恒定总流连续性方程

恒定总流能量方程及其意义


4  运动水流基础2

恒定总流能量方程求解问题

恒定总流动量方程求解问题

水头损失分类、产生原因


5  运动水流基础3

层流与紊流判别

水头损失分析与计算举例

谢才系数及局部损失计算注意问题

 

6  恒定管流水力分析与计算1

有压管道特点及分类

简单有压短管水力计算

管径Excel水力计算


7  恒定管流水力分析与计算2

总水头线与测压管水头线定性绘制及举例

虹吸管水力计算

水泵水力计算


8  明渠恒定均匀流水力分析与计算

明渠均匀流特点及形成条件

明渠均匀流公式及流量计算

明渠断面尺寸设计

正常水深Excel水力计算

 

9  明渠恒定非均匀流水力分析与计算1

明渠水流流态判别

临界水深Excel水力计算

水跌与水跃


10  明渠恒定非均匀流水力分析与计算2

明渠恒定非均匀渐变流水面线分类

明渠恒定非均匀渐变流水面线绘制举例

明渠恒定棱柱体渠道水面线计算举例

明渠恒定棱柱体渠道水面线Excel计算


11  堰流水力分析与计算

堰流水力分析

堰流泄流量计算举例

闸孔出流水力分析

闸孔出流流量计算举例



12  泄水建筑物下游消能水力分析与计算

泄水建筑物下游水流特点

底流消能衔接形式判别

挖深式消力池水力计算

挑流消能水力分析与计算


13  课程难点讲解

挖深式消力池池深Excel水力计算

非棱柱体渠道水面线Excel计算

利用力距平衡计算闸门作用力

段村溢洪道水面线实训水力计算


14  课程重点讲解

水力分析中常见水流现象判别

常见泄流建筑物流量计算方法分析

水力计算中的各种水深辨析




参考资料

[1] 罗全胜.水力分析与计算[M].郑州:黄河水利出版社,2011

[2] 李祎.水力计算手册[M].2.北京:水利水电出版社,2006