河北工业大学8613水力学与水分析化学2021年硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲

科目代码：861

科目名称：水力学与水分析化学

适用专业：土木工程(市政工程方向)、土木水利(市政工程方向)

一、考试要求

水力学与水分析化学适用于河北工业大学土木与交通学院土木工程（研究方向07市政工程）、土木水利（研究方向05市政工程）专业研究生招生专业课考试。内容包括水力学和水分析化学两部分。主要考察对于水力学与水分析化学的基本概念、方法、计算等，运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

二、考试形式

试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式，水力学部分主要包括判断题、简答题、计算题等；水分析化学部分主要包括填空题、名词解释题、简答题、实验设计题、计算题等，考试时间为 3 小时，总分为 150 分，其中水力学部分占 75 分，水分析化学部分占 75 分。

三、考试内容

第一部分 水力学

（一）水力学基础知识

1、液体的基本特性和主要物理性质。

2、理想液体和作用在液体上的力：理想液体的概念，作用在液体上的两种力及其判断。

（二）水静力学

1、静水压强的基本概念：静水压强的定义；静水压强的基本特性。

2、等压面的概念与性质。

3、水静力学基本方程：压强的几种表示方法；水静力学基本方程的能量意义和几何意义；水静力学在量测中的应用：测压管、差压计的工作原理及其典型计算。

4、作用于平面上的静水总压力计算：应用图解法求解总压力。

5、作用于曲面上的静水总压力计算： 曲面上静水总压力大小、静水总压力方向作用点。

（三）水动力学基础

1、描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；全加速度的概念。

2、描述液体运动的基本概念：恒定流与非恒定流；迹线与流线； 流管、元流、总流、过水断面、流量和断面平均流速；均匀流与非均匀流。

3、恒定总流的连续性方程：液体运动的连续性微分方程；恒定总流的连续性方程。

4、恒定总流的能量方程：实际液体恒定总流的能量方程的物理意义和几何意义；恒定总流实际液体能量方程应用。

5、恒定总流的动量方程：恒定总流动量方程的应用条件和技巧； 恒定总流动量方程工程应用；能量方程与动量方程的异同。

（四）液流形态与水头损失

1、流动阻力和水头损失的分类：流动阻力的分类；水头损失的分类。

2、雷诺实验；层流和紊流的判别方法；雷诺数的表达式和物理意义。

3、均匀流沿程水头损失的计算：沿程水头损失与边壁切应力的关系；沿程水头损失与流层间切应力的关系；沿程水头损失的通用计算公式。

4、圆管中的层流运动：圆管均匀层流的流速分布；圆管均匀层流的流量；圆管均匀层流的断面平均流速；圆管均匀层流的沿程水头损失。

5、圆管中的紊流运动：紊流中的层流底层及紊流中的流区。

6、紊流的沿程水头损失计算：沿程阻力系数的试验研究（尼古拉兹试验）；实际管道沿程阻力系数；沿程水头损失的经验公式（谢才公式）。

7、局部水头损失的计算：管道局部水头损失系数及局部水头损失的通用公式。

（五）孔口、管嘴和有压管道恒定流

1、孔口、管嘴恒定出流的基本概念、分类；有压管道出流的基本概念、分类。

2、孔口、管嘴恒定出流的基本公式：（1）薄壁小孔口的自由出流；（2）薄壁小孔口的淹没出流；（3）薄壁小孔口的收缩系数及流量系数的影响因素。

3、液体流经管嘴的恒定出流的基本公式：（1）圆柱形外管嘴的恒定出流；（2）圆柱形外管嘴收缩断面的真空；（3）管嘴正常出流的基本条件；（4）管嘴的淹没出流。

4、水力短管的水力计算：（1）短管自由出流的基本公式；（2） 短管淹没出流的基本公式；（3）典型短管水力计算的问题：虹吸管和水泵的水力计算。