水力学及河流动力学实验
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前言

水力学及河流动力学实验是水力学和河流动力学课程的重要实践教学环节。通过实验可以使学生观察实际水流现象和泥沙运动规律,增强感性认识;验证水力学和河流动力学的基本理论,帮助学生深化课堂教学内容,巩固理论知识和提高分析问题的能力;掌握水力要素测量和仪器使用的基本方法,了解现代测量技术的发展和应用,掌握一定的实验技能;培养学生分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告的能力;了解水力学学科的发展前沿,培养学生开拓、创新精神和严谨踏实的科学作风,为进一步从事科学研究以及开拓新技术领域奠定坚实的基础。

本书是在作者多年实验教学和科学研究的基础上编写的。全书共39章。第1章、第3章~第12章为基本水力学实验,包括静水压强实验、能量方程实验、动量方程实验、毕托管测流速实验、文丘里流量计流量系数实验、孔板流量计流量系数实验、雷诺实验、沿程阻力系数实验、局部阻力系数实验、孔口和管嘴流量系数实验和虹吸原理实验;第2章为水流现象演示实验,可以演示30余种水流现象;第13章为有压管道水击及调压室水位波动实验;第14章、第15章为边界层实验和紊动射流实验;第16章~第20章为明渠水流实验,包括复式断面明渠均匀流实验、明渠水面曲线演示实验、明槽水跃实验、量水堰和量水槽流量系数实验、闸孔出流实验;第21章~第27章为渗流方面的实验,分别为达西渗透定律实验、渗流的电模拟实验、地下河槽渐变渗流浸润曲线实验、潜水完整井渗透系数和浸润曲线实验、承压完整井渗透系数和浸润曲线实验、集水廊道渗透系数和浸润曲线实验以及均值土坝渗透系数和浸润曲线实验;第28章~第31章为设计性实验,它们是管道不同组合形式的管道水流实验、底流消力池实验、挑流消能实验和戽流消能实验;第32章~第35章为河流动力学实验,分别为起动流速实验、沙波运动实验、弯道环流实验和悬移质含沙量沿垂线分布实验;第36章和第37章分别为水流脉动压强实验、水流掺气浓度实验;第38章为实验误差分析;第39章为水流参数的测量;附录是水力学常用数据表。

本书由张志昌任主编,魏炳乾、李国栋任副主编。其中张志昌编写第1章~第13章、第17章~第22章、第28章~第31章;魏炳乾编写第16章、第23章~第24章、第32~第35章、第39章;李国栋编写第14章~第15章、第25章~第27章、第36章~第38章。

书中采用的实验教学仪器大多是张志昌在多年从事实验教学的基础上研制的。大部分仪器实现了自循环、小型化、多功能,还有一部分仪器实现了测量的自动化,使水力学实验体现了现代测量技术的发展与应用。

本书主要是为本科生的水力学及河流动力学课程编写的实验,也适应于工程流体力学实验。既可配合水力学(工程流体力学)课程进度来安排实验环节,也可用于独立开设的水力学(工程流体力学)实验课。

本书的出版得到了陕西省国家重点学科建设专项基金的资助。

由于编者水平有限,书中缺点和错误在所难免,恳切欢迎读者批评指正。

编者

2015年12月