水力学（642015）实验教学大纲
01．教学单位名称：环境与资源学院
02．实验中心名称：水利工程与地下水实验教学中心
03．课程名称：水力学
04．课程代码：642015
05．课程类别：学科基础课
06．课程性质：必修
07．课程学时：64学时，其中含实验10学时
08．课程学分：4
09．面向专业：水文与水资源工程
10．实验课程的教学任务、要求和教学目的
教学任务：
《水力学》是一门以实验为基础发展起来的学科，是水文与水资源工程专业必选的学科基础课。实验课程开设的目的在于使学生在课程理论学习基础上，培养学生动手能力及进行科学实验的能力。通过静水压强实验、能量方程实验、雷诺实验、沿程与局部阻力系数测定实验、动量方程实验、水面曲线实验等，进一步加深对理论知识的巩固理解。
教学要求：
（1）要求学生在实习指导书和在教师指导下，对照理论教学内容，完成基本实验内容；
（2）利用理论知识，理解实验装置原理及基本实验功能，加强学生对水力基本实验的动手能力；
（3）对实验中的现象给出合理解释，对实验数据进行综合分析，对实验规律进行基本的总结，独立完成实验报告。
教学目的：
通过实验，达到理论教学和实践相结合的目的。使学生在掌握理论知识基础上，进一步加深对理论知识的深入理解。养成独立思考问题、解决问题习惯，培养学生一定水力学实验动手能力。
11．学生应掌握的实验技术及实验能力
（1）验证静水力学基本方程，理解等压面的概念；
（2）验证伯努利能量方程，观察毕托管和文丘里流量计的应用，分析总水头线及测压管水头线沿程变化及位能、压能、动能、能量损失之间的转化关系；
（3）掌握临界雷诺数的测定方法，观察层流、紊流现象及其转化；
（4）掌握沿程阻力系数和局部阻力系数测定方法，分析其规律及影响因素；
（5）验证动量方程；
（6）通过闸板和底坡的联合调节，观察12种水面曲线，加深理论的理解。
12．开设实验项目
开设实验项目一览表
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实验项目编号
|
实验项目名称
|
实验类型
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实验性质
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实验
学时
|
每组人数
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首次开出年月
|
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64201501
|
静水压强实验
|
验证
|
必做
|
1学时
|
5人
|
197809
|
|
64201502
|
能量方程实验
|
验证
|
必做
|
2学时
|
5人
|
197809
|
|
64201503
|
雷诺实验
|
验证
|
必做
|
1学时
|
5人
|
197809
|
|
64201504
|
沿程与局部阻力系数测定实验
|
验证
|
必做
|
2学时
|
5人
|
199009
|
|
64201505
|
动量方程实验
|
验证
|
必做
|
2学时
|
5人
|
201209
|
|
64201506
|
水面曲线实验
|
验证
|
必做
|
2学时
|
5人
|
201209
|
13．实验教材或指导书或主要参考资料
(1)贺五洲等，水力学实验，清华大学出版社，2004.09
(2)张志昌，水力学实验，机械工业出版社，2006.09
(3)毛根海等，应用流体力学实验，高等教育出版社，2008.05.
14．考核要求、考核方式及成绩评定标准
考核要求：掌握实验内容，会应用基本理论分析实验现象，总结实验规律。
考核方式：实验操作规范、提交实验报告、分析总结实验问题。综合评定成绩。
成绩评定标准：
（1）实验操作规范、数据记录完整准确。（30%）
（2）独立完成实验报告，实验报告内容全面，书写规范。（50%）
（3）思考题回答与分析准确。（20%）
15．执笔人
鲍新华 副教授
16．制定日期
20141015
17．审核人
杜新强 副教授
18．审核日期
20141020
19．学院审定程序说明
由地下水科学与工程系制定，系主任审核；经学院教学委员会审核批准。
20．学院审定日期
20141024
水力学实验 (642015)实验项目卡1
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
静水压强实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201501
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
1
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 验证静水力学基本方程 。
2. 加深理解位置水头、压强水头及测压管水头的概念。
3. 观察真空现象，加深对真空压强和真空度的理解。
|
|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构，了解各测压管的连接关系。
2. 通过容器内压强大于、等于、小于大气压的调整，观察测量各测压管读数，验证静水力学基本方程。
3. 讨论及设计测量油密度的方法。
|
|
11
|
实验原理
|
静水力学基本方程 。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
静水压强仪
|
|
15
|
实验套数
|
6套
|
|
16
|
开出时间
|
197809
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、洗耳球、硅胶管、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
水力学实验 (642015)实验项目卡2
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
能量方程实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201502
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 观察恒定流条件下，通过管道水流的位能、压能、动能的转化规律，加深理解能量方程的物理意义及几何意义。
2. 了解毕托管、文丘里流量计的使用。
3. 熟悉总水头线和测压管水头线的绘制方法。
|
|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构，了解各测压管的连接关系。
2. 通过2-3组不同流量下各测压管读数，验证水流运动下的能量方程。
3. 讨论毕托管、文丘里流量计的使用，讨论沿流程总水头线和测压管水头线的变化。
|
|
11
|
实验原理
|
实验基于能量方程 ，沿水流运动方向，总能量是降低的。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
能量方程仪
|
|
15
|
实验套数
|
6套
|
|
16
|
开出时间
|
197809
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、洗耳球、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
水力学实验 (642015)实验项目卡3
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
雷诺实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201503
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
1
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 观察层流和紊流流动现象及断面流速分布情况。
2. 掌握临界雷诺数测定方法。
|
|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构。
2. 通过流量控制，观察层流和紊流现象及其转化，观察层流流速断面分布情况。
3. 测定临界雷诺数。
|
|
11
|
实验原理
|
水流运动有层流和紊流二种型态，在运动水流中加入指示剂，可以观察其型态。其型态转化取决于无量纲的雷诺数。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
雷诺实验仪
|
|
15
|
实验套数
|
6套
|
|
16
|
开出时间
|
197809
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、洗耳球、指示剂、温度计、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
30元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
水力学实验 (642015)实验项目卡4
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
沿程与局部阻力系数测定实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201504
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 掌握沿程与局部阻力系数测定方法。
2. 分析沿程与局部水头损失影响因素。
|
|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构。
2. 测定沿程与局部阻力系数，分析沿程与局部水头损失影响因素。
|
|
11
|
实验原理
|
沿程水头损失公式，局部水头损失，可通过设计的管路测定计算和 。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
沿程阻力系数仪，局部阻力系数仪
|
|
15
|
实验套数
|
6套
|
|
16
|
开出时间
|
199009
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、洗耳球、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
水力学实验 (642015)实验项目卡5
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
动量方程实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201505
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 通过测定射流对平板的冲击力，验证动量方程。
2. 了解利用天平称量力的方法。
|
|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构。
2. 测定射流对平板的冲击力，验证动量方程。
|
|
11
|
实验原理
|
根据动量方程可推出射流对平板的冲击力为 。而冲击力的大小可通过天平称量，从而可分析验证动量方程。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
动量方程仪
|
|
15
|
实验套数
|
6套
|
|
16
|
开出时间
|
201209
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
水力学实验 (642015)实验项目卡6
|
1
|
课程名称
|
水力学
|
|
2
|
课程编号
|
642015
|
|
3
|
实验项目名称
|
水面曲线实验
|
|
4
|
实验项目编号
|
64201506
|
|
5
|
网络实验
|
0
|
|
6
|
每组人数
|
5
|
|
7
|
计划学时数
|
2
|
|
8
|
实验性质
|
必做
|
|
9
|
实验目的
|
1. 演示不同底坡情况下，矩形明渠中各种水面曲线。
2. 加深对12种水面曲线的感性认识。
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|
10
|
实验内容
|
1. 熟悉实验仪器结构。
2. 通过不同底坡调整和闸板控制，演示矩形明渠中12种水面曲线。
|
|
11
|
实验原理
|
根据水面曲线分析公式，可分析在不同底坡情况下共存在12种水面曲线，这些曲线通过实验可以一一验证。
|
|
12
|
实验类型
|
1.演示性□；2.验证性□√；3.综合性□；4.设计性；5.研究性□。
|
|
13
|
实验者层次
|
本科生
|
|
14
|
实验仪器设备
|
水面曲线仪
|
|
15
|
实验套数
|
4套
|
|
16
|
开出时间
|
201209
|
|
17
|
教学单位名称
|
环境与资源学院
|
|
18
|
教学单位编号
|
64
|
|
19
|
实验单位名称
|
水利工程与地下水实验教学中心
|
|
20
|
实验中心编号
|
|
|
21
|
实验地名称
|
水力学实验室
|
|
22
|
实验地编号
|
李四光128
|
|
23
|
一次性材料品名
|
自来水、实验报告纸
|
|
24
|
一次性材料
|
20元
|
|
25
|
面向专业
|
水文与水资源工程
|
|
26
|
实验项目卡制定人
|
鲍新华 孙晓庆
|
|
27
|
实验项目卡审核人
|
王福刚
|
