工程水力计算说课
水电站建筑物,有压引水水力计算说课讲解
水电站建筑物,有压引水水力计算《水电站建筑物》课程设计有压引水系统水力计算设计计算书姓名专业学号指导教师时间目录第一部分设计课题 (3)1.设计内容 (3)2.设计目的 (3)第二部分设计资料及要求 (4)1.设计资料 (4)2.设计要求 (5)第三部分调压井稳定断面计算 (6)1.引水系统水头损失 (6)2.引水道有效断面 (8)3.稳定断面计算 (8)第四部分调压井水位波动计算 (10)1.最高涌波水位 (10)2.最低涌波水位 (13)第五部分调节保证计算 (15)1.水锤计算 (15)2.转速相对升高值 (19)第六部分附录 (21)1.附图 (21)2.参考文献 (21)第一部分设计课题1.1 课程设计内容对某水电站有压引水系统水力计算1.2 课程设计目的通过课程设计进一步巩固所学的理论知识，使理论与工程实际紧密结合。
提高学生分析问题和解决实际问题的能力，计算能力和绘图能力。
第二部分 设计资料及要求2.1 设计资料某电站是MT 河梯级电站的第四级。
坝址以上控制流域面积23622Km ，多年平均流量44.9s m /3，由于河流坡降较大，电站采用跨河修建基础拱桥，在桥上再建双曲拱坝的形式，坝高(包括基础拱桥)54.8m 。
水库为日调节，校核洪水位1097.35m ，相应尾水位1041.32m ；正常蓄水位1092.0m ，相应尾水位1028.5m ；死水位1082.0m ，最低尾水位1026.6m 。
总库容m H m p 58,1070734=⨯，m H m H 4.53,4.65,min max ==。
装机容量kw 4105.13⨯⨯，保证出力kw 41007.1⨯，多年平均发电量h kw .1061.18⨯。
该电站引水系统由进水口、隧洞、调压井及压力管道四部分组成，电站平面布置及纵断面图如图所示（指导书图1，图2）隧洞断面采用直径为5.5 m 的圆形，隧洞末端设一锥形管段，直径由5.5 m 渐变至5 .0m ，锥管段长5.0m ，下接压力钢管。
水力分析与计算课程设计
水力分析与计算课程设计背景介绍水力学是研究水在管道和河道中的流动和相互作用的学科，是现代水利工程设计和规划的基础。
水力学课程涵盖了多个领域，包括液体的物理特性、流动的稳态和非稳态运动、力学原理和能量守恒定律等。
在水利工程中，水力学的应用范围很广泛，包括水泵、水电站、防洪工程等。
本课程设计旨在通过实际案例来学习水力学基本理论和应用。
实验目的1.了解水力学基本理论和基本计算方法2.掌握水力学模型设备和实验技术3.学习水力学建模及其数学计算方法4.通过实际案例模拟，综合运用水力学理论和应用实验内容本实验包括以下部分：实验器材1.流量计2.压力计3.水泵4.水沟模型实验步骤1.测量水沟模型长度和高度。
2.安装流量计和压力计。
3.调整和测试水泵的流量、压力和功率。
4.测量实验过程中的数据。
5.计算比能量损失系数。
实验数据实验过程中需要测量的数据包括以下内容：1.水量2.压力3.流速4.动能5.功率实验原理流体力学原理主要是通过质量守恒、动量守恒和能量守恒原理，对流体进行研究和分析。
在建立流体动力学模型并计算过程中，必须确定一些物理性质，例如流速、压力、密度、流量、比能量损失和液面高度等。
在水力学中，常用的计算公式包括以下几条：1.流量公式：Q=VA其中，Q表示流量，V表示流速，A表示管道横截面积。
2.连通管道两端的压力损失公式：$\\Delta P=h f \\frac{L}{D} v^{2} / 2 g$其中，$\\Delta P$表示两端压力差，h表示流体的比能量损失系数，L表示管道长度，D表示管道直径，v表示平均流速，g则表示重力加速度。
3.泵经管道输送的功率公式：$P=\\rho Q g h$其中，P表示功率，$\\rho$表示流体密度，Q表示流量，g表示重力加速度，h则表示水头。
实验报告实验报告应包括以下内容：1.实验器材的说明和使用方法2.实验数据的测量和处理方法3.实验计算原理和结果分析4.实验结果的讨论和结论总结通过这次实验，我们可以更深入地了解水力学的基本理论和应用。
工程水利计算说课
3.1教学组织
案例教学法
现场教学法
讨论学习法
灵活多样的 教学方法
项目导向教学法
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
3.1教学组织
项目导向式教学：
知识应用
解决任务
知识学习
学习知识
知识分析
指出思路 设定任务
情境设定
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
3.教学实施
3.2教学手段
A B
板书教学
多媒体教学
C
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
4.教学资源
4.2教材资源 表现形式
学 训 一 体 化 教 材
电 子 教 案
教 学 课 件
教 学 录 像
演 示 录 像
习 题 及 试 题 库
水 力 计 算 案 例
实 训 指 导 书
任 务 工 单
行 业 职 业 标 准
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
4.教学资源
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
1.课程设置
1.1课程定位
前导课程 • 高等数学
• 大学物理
• 工程力学 • 水利工程制图与识图
后续课程 • 水利工程施工 • 水工建筑物 • 工程地质与土力学 • 水电站
兰州资源环境职业技术学院水利工程系
1.课程设置
1.2课程教学目标
1．牢固掌握和理解本课程所涉及的水力学基本概念； 2．掌握本课程的基本理论及理解所描述的工程水力计算问 题； 3．掌握本课程的基本方程及应用条件，并理解其物理意义 ； 4．掌握工程水力计算基本分析方法，并具有应用所学工程 水力计算知识理解工程技术问题的能力； 5．掌握一定液流量测的方法和技能； 6．具有一定上机计算有关工程水力计算问题的能力。
水力分析与计算教学设计
水力分析与计算教学设计引言水力学是研究液体运动规律的学科，是水力工程的理论基础和应用技术之一。
水力分析与计算是水力学中的重要内容，对于工程实践和研究都具有重要的意义。
因此，在水力学专业课程中，对于水力分析与计算的教学也变得越来越重要。
本文旨在提供一份针对水力分析与计算的教学设计，旨在帮助教师更好地进行教学，以便提高学生的学习效果和培养他们应用水力学知识解决实际问题的能力。
课程目标本课程旨在帮助学生：1.掌握水力学中常用的计算方法和样例，以及掌握基本的水力学理论。
2.了解水力场、势流和真实流的概念，并能够区分它们在水力学分析中的应用。
3.掌握水力学中常用的计算方法，如管流计算、渐进管流、水力喷射、泵和水轮机等。
4.了解和分析各种流体力学现象，如水力瞬变、凝聚、空蚀、脱燃、水槽波等。
教学内容第一部分：水力学基础这部分主要介绍水力学基础知识，包括基本的水力学概念、流量、速度、压力、水头、流量公式等。
通过这部分课程的学习，学生能够了解流体的基本性质和力学原理，理解水力学的基础知识，为后续的课程打下坚实的基础。
第二部分：水力场和势流分析这部分主要介绍水力场和势流分析的基础知识，包括矢量场、势函数、势流和势面等。
通过这部分课程的学习，学生能够理解和分析水力场中的物理现象和数学模型，并能够应用势流分析方法进行水力学计算和应用分析。
第三部分：真实流和管流计算这部分主要介绍真实流的概念和特点，以及管流计算方法和基本公式。
通过这部分课程的学习，学生能够掌握真实流的计算方法和技巧，理解管道系统中的重要参数和特点，并能够应用基本公式计算水力学问题。
第四部分：水力喷射和泵水轮机分析这部分主要介绍水力喷射和泵水轮机的工作原理和计算方法。
通过这部分课程的学习，学生能够了解水力喷射和泵水轮机的工作原理和特点，理解各种参数的意义和计算方法，并能够应用计算方法分析和解决工程实际问题。
第五部分：水力学中的流体力学现象这部分主要介绍水力学中的流体力学现象和分析方法，包括水力瞬变、空蚀、水槽波等。
水力计算技术教案第2讲
水力计算技术教案：第2讲一、章、节题目：第3章 静水压力计算 3.1 静水压强及其特性 3.2 静水基本方程 3.3 等 压 面二、授课目的：1.掌握静水压强的两个基本特性；静水压强的计算2.理解等压面三、重点、难点：1.静水压强的基本特性；2.静水压强基本公式：=p ()z z p -+00γ 及 γpz +=C3．等压面。
四、教法教具：常规教学方法及多媒体。
五、教学进程：六、上一讲要点回顾：1.液体的主要物理力学性质；2. 连续介质与理想液体的概念；表面力与质量力。
七、教学内容：第3章 静水压力计算实际工程项目：计算作用在重力坝上的静水压力，并分析大坝的稳定性。
已知基本数据和图例。
§3-1 静水压强及其特性一、静水压力与静水压强静水压力：静止的水对其接触面的作用力。
P 、△P 接触面为固体或液体。
静水压强：1、 平均静水压强：AP p ∆∆=2、 静水点压强：dAdpA P p A =∆∆=→∆0lim单位： N/m 2、kN/m 2，或Pa 、kPa(国际单位制) 显然， ⎰=ApdA P二、静水压强的特性1、 静水压强垂直并指向受压面。
2、 任一点的静水压强的大小各个方向均相等。
即 ()z y x p p ,,=以上两个特性我们可以通过实例进行证明。
§3-2 静水基本方程基本思路：取脱离体→力学分析→建立平衡方程→确定求解条件，求→()z y x p p ,,=。
1、取脱离体如图：2、平衡方程3、平衡方程求解——→静水压强基本公式（p =?）因为，液体不可压缩，=γ常数，所以有：z p γ-=+C 1—→γpz +=C (3-1)上式表明，在静止的液体中，某一点的静水压强p 只与该点的铅垂位置（z ）、边界条件（C ）有关。
在自由表面，z =z 0 ,p =p 0 ，代入式（1-18），则：=p ()z z p -+00γ 或 h p p γ+=0 （3-2）（静水压强基本公式） 静水压强基本公式意义与巴斯加原理：1）、静水压强由两部分组成，即一部分表面压强（p 0），另一部分为γh 。
《水力计算基础》课件
海拔高度和气压的影响
气压变化
液体高度的变化受到气压变化的影响，特别是在高海拔地区，需要重新计算液体流量。
水力涡轮发电机基本原理
详细介绍了水力涡轮发电机动力学原理，将充分满足读者的好奇心。
水力发电和燃料发电的对比
1
水力发电
介绍水力发电的特点及其与燃料发电之间的差异，如环保、修理维护成本等等。
2
燃料发电
《水力计算基础》PPT课 件
想要深入了解水力计算基础？本课程将带你浏览水力学的各个方面，从流体 静力学、动力学到阻力与流量计算，一一介绍并深入剖析。
流体静力学及其应用
1
浮力
2
什么是浮力？以及为什么小密度的物
体会浮在水表面上？
3
流速计算
4
万有引力定律是计算液体流速的基础 公式，结合管直径和液体密度就可以
雷诺数与流动类型
流体的行为与雷诺数密切相关。在分析流动 类型和过渡时需要利用到它。
流量计算
不同流量计算方法的优缺点，以及如何选择 适合你的流量计算方法。
液位计算和水头损失
使用液位计算流量
通过液位计算流量是常用的经济实用方法。通过 特定管道直径和用途，杜绝误差。
水头损失
液体在管道中运动时，受到摩擦力、弯曲、扩散 等因素影响导致的能量损失就是水头损失。
利用扬程式流量计、涡轮 流量计等不同的流量计 法，实现不同的测量方法。
测量误差
河流流量测量中误差难免， 因此需要对误差进行深入 研究和降低。
详细地介绍了燃料发电的三种类型——化石燃料、天然气和核燃料——以及这三 种类型发电的方式、原理。
3
比较分析
比较了水力发电和燃料发电之间的优劣势，以及所处的市场和投资范围。描述地 生动有意思。
第10讲水力计算
第10讲水力计算水力计算是液体在流动过程中受到的力学作用的计算。
在水力学中，液体流动的基本特性通过流体动力学方程进行描述，其中包括连续性方程和动量方程。
水力计算可以应用于各种领域，如水利工程、环境工程、能源工程等，对于优化设计和安全运行具有重要意义。
首先，水力计算中的基本概念是管道流量。
流量是单位时间内通过管道截面的流体质量或体积。
流量的计算可以通过多种方法进行，其中最常见的是使用连续性方程。
连续性方程可以描述液体在管道中的流动性质，它基于流体质量守恒定律。
连续性方程可以表示为：A1V1=A2V2在这个方程中，A1和A2是管道截面的面积，V1和V2是管道中的流速。
根据这个方程，可以计算出在不同截面处的流速和流量。
另一个关键的概念是雷诺数。
雷诺数可以用来判断流动的稳定性和流态的类型。
它由液体的密度、流速和管道直径决定。
雷诺数的计算公式如下：Re=ρVD/μ在这个公式中，ρ是液体的密度，V是流速，D是管道直径，μ是液体的动力粘度。
根据雷诺数的大小可以判断流动的类型，当雷诺数小于2100时，流动为层流；当雷诺数大于4000时，流动为紊流。
在水力计算中，还有一些重要的参数需要考虑，如流体的黏度、摩擦力、压力损失等。
这些参数可以用来计算管道中的压力分布和阻力损失。
通过计算这些参数，可以评估管道系统的性能和效率，并进行系统优化设计。
此外，水力计算还涉及到水力特性曲线。
水力特性曲线描述了流体在管道中的流动性质和压力变化。
通过绘制水力特性曲线，可以评估管道系统的性能和选择合适的泵或水轮机等设备。
总之，水力计算是液体在流动过程中受到的力学作用的计算。
它涉及到连续性方程、雷诺数、黏度、摩擦力、压力损失等参数的计算。
水利工程、环境工程、能源工程等领域都离不开水力计算的应用，通过水力计算可以优化设计和确保系统的安全运行。
供热工程课程设计-水力计算
水力计算(以右支路为例)1、 在轴测图上进行管段编号，立管编号并注明各管段的热负荷和管长，如图1所示。
2、 确定最不利环路，本系统为异程式单管系统，一般取最远立管的环路做为最不利环路，如图1，两个支路的最不利环路为是从人口到立管IV 和入口到立管VI ，这个环路包括管段1到管段6到管段15和管段1到管段11到管段15。
3、 计算最不利环路各管段的管径采用平均比摩阻pj R 大致为60～120Pa/m 来确定最不利环路各管段的管径,首先根据''0.86QG hg t t -=确定各管段的流量,根据G 和选用的pj R 值,查附录表4-1,将查出的各管段d 、R 、v 值列入表1的水力计算表中,最后算出最利环路的总压力损失,右支路:Pa 6681)P P (6,15~1j y =∆+∆∑入口处的剩余循环压力,用调节阀节流消耗掉.4、 确定立管Ⅲ的管径立管Ⅲ与末端供回水干管和立管IV,即管段4、5为并联环路，根据并联环路节点压力平衡原理，立管Ⅲ的资用压力'IIIP ∆可由下式确定：)Pa P -P ()P P (P 'III 'IV 4,5j y 'III ∆∆-∆+∆∑=∆由于两根立管各层热负荷的分配比例大致相等，'III'IV P P ∆=∆，因而a P 3264)P P (P 4,5j y 'III =∆+∆∑=∆立管Ⅲ的平均比摩阻为m a l R pj /P 7.977.1632645.0P 5.0'III =⨯=∑∆=根据pj R 和G 值，选立管Ⅲ的立、支管管径，取DN15×15，计算出立管Ⅲ的总压力损失2333Pa,与立管IV 的并联环路相比，其不平衡百分率%5.28X III =，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
5、 确定立管Ⅱ的管径立管Ⅱ与管段3～6并联，同理，资用压力Pa 4015)P P (P 6~3j y 'II =∆+∆∑=∆立管选用管径DN20×20，计算结果，立管Ⅱ总压力损失2099Pa,不平衡百分率%7.47X II =超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
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课程说课
张春娟
水利工程学院
2012年6月
1 课程沿革 2 课程定位 3 课程设计
说课提纲
5 教学设计 6 实践教学 7 教学效果
8 课程特色 9 保障条件
4 内容选取
1 课程校内发展的历史沿革
学职习业型培养
水力学
学校
职业型
2.1 课程校内发展的历史沿革
工程水
力计算
职业
能力化
工程水 力学
能陈述描述水流运动的两种方法及区别
2. 能够应用三大方程解决工程实际问题；
2. 运动水流的三大方程及应用
3. 能熟练地按照三大方程水力试验步骤操作仪器设备进行试验，能
2
水流运动基本原理
能熟练陈述三大方程的基本形式、意义及应用要点 3. 三大方程的实验验证
够准确填写试验报告。
能熟练掌握三大方程的实验室论证原理、方法、步骤即
流以及建筑物下游消
能等的水力计算
建筑设备 安装工程 注重管道水力计算，
主要学习水头损失、 有压管流、无压管道 以及复杂管道等的水 力计算
4 课程内容选取
序号 1
典型工作任务
静水压强与静水压 力计算
知识内容与教学要求
1．液体的基本物理力学性质 能陈述液体的基本物理力学性质 2．静水压强与静水压力计算 2.1 能准确陈述常规水力实验的方法、步骤、仪器名称 2.2 能够准确陈述平面、曲面静水压强与静水压力的概念 、计算方法
管流 明渠均匀流 明渠非均匀流 堰流与闸孔出流 建筑物下游水流衔接与消能 水力实验 课程设计
新课程结构 静水压强与静水压力计算
水流运动基本原理 水头损失计算 管流水力计算 渠道水力计算 堰闸水力计算
建筑物消能水力计算 工学结合实例
水力计算软件介绍 水力实验 综合实训
4 课程内容选取
注重水工水力计算，
能熟练陈述水头损失的计算方法
1. 管流的类型
1. 能对不同管流进行水力计算：确定泄流量、断面尺寸、压强等
能熟练陈述管流的类型与构造
2. 能准确绘制不同管流的测压管水头线与总水头线，为工程设计提
2. 管流水力计算
ห้องสมุดไป่ตู้供参考
4
管流水力计算
能熟练陈述管流水力计算的类型、原理、方法、步骤 3.能够指导管流的施工
学校
学校+企业
理论系统化 实验模块化
知识 系统化
本科压缩型
1 课程校内发展的历史沿革
第一阶段，1943年～1996年，为本科压缩型课程，课名 叫水力学。在本科教学的基础上简单的压缩，讲究系统化的水 力学理论，以传授系统知识为主。
第二阶段，1997年～2007年，为职业培养学习型课程，课 名叫工程水力学。在本科压缩型课程的基础上，除了讲究系统 化的水力学理论、以传授知识为主外，增加了系统化的模块化 实验，即建立了课程理论教学体系和实验教学体系。
政 治 思 想 理 论
体英 育语
应计
用 文 写
算 机 应 用
作基
础
2.3 课程建设思路
以市场需求为出发点 以职业能力培养为核心 以可持续发展为根本 以水力计算任务为载体 以零距离上岗为目标
2.4 课程定位
本课程是水利类专业的一门重要理论（含实践）课,专业 平台课。课程的功能是培养学生熟练掌握水工建筑物的水 力计算方法，会用工程水力计算基本原理和方法分析解决 实际工程问题。每年开课人数约1000人。
1. 能解决堰闸水力计算的各种问题 2. 能够指导堰闸的施工
1. 熟练陈述水工建筑物衔接与消能的特点、目的
1.能够熟练地对水工建筑物进行消能设计与处理
7
建筑物消能计算
2. 熟练陈述底流式消能设计的类型、原理、方法、步骤 2.能够指导消能设计的施工
5 教学设计
针
主要学习水工建筑物
对
如渠道、堰、闸，以
性 与 适
及建筑物下游消能等
的水力计算
水利水电
建筑工程
注重水工水力计算， 主要学习水头损失、 人工渠道、河流、有 压管流、无压管道以 及消能等的水 力计 算 水利工程
用 性
不同专业教学 内容的针对性
注重管道水力计算，城市城水市利水 主要学习有压管流、 利工程 无压管道、渠道、堰
3.测压管水头线与总水头线的绘制
能熟练陈述管流测压管水头线与总水头线的绘制原理
及方法
1. 能够陈述明渠均匀流、明渠非均匀流的区别
1.能解决渠道水力计算的各种问题
5
渠道水力计算
2. 能够陈述渠道水力计算的类型、原理、方法、步骤
2.能够指导渠道的施工
3. 能够陈述明渠水流流态及判别方法
6
堰闸水力计算
1. 能够熟练陈述堰、闸的特点及区别 2. 熟练堰闸水力计算的类型、原理、方法、步骤
实验设备名称
1. 水头损失
1.能区分并确定水头损失的类型及大小；
能熟练陈述水头损失的产生原因、概念、类型、判别方 2.能熟练地按照水头损失试验步骤操作仪器设备进行试验，能够准
法
确填写试验报告。
3
水头损失计算
2.水流形态 能熟练陈述水流形态的类型及划分方法
3.能对水工建筑物进行水头损失计算
3.水头损失的计算
专业知识学习与 技能训练
顶岗实习
水利水电建筑工程专业人才培养模式
2.2 课程地位
水利工程
水利水电 建筑工程
城市水利
岗位基础知识 与技能课程
高 等 数 学
工 程 测 量
工 程 制 图
工工 程程 力水 学文
工 程 水 力 计 算
建 筑 材 料
工 程土 地力 质学
钢 筋 混 凝 土
实 践 训 练
岗位基本素质 平台课程
技能内容与教学要求
1. 液体的基本物理力学性质 能够熟练测定液体的密度、容重等物理力学性质 2. 静水压强与静水压力计算 2.1 能熟练地按照水力试验步骤操作仪器设备进行静水压强试验， 能够准确填写试验报告。 2.2 能够对平面、曲面静水压强与静水压力进行计算
1. 描述水流运动的方法
1. 会对水流运动进行描述；
第三阶段，2008年～今，为职业性学习课程。课名叫工程 水力计算。以水利工程中各种水力设计为主线，重构为各自独 立又相互联系的任务或项目，把课程理论教学体系和实践教学 体系进行实质性融合，满足了职业性的岗位工作任务和要求， 实现了教学做一体化。
2 课程定位 2.1 设置依据
合格
特长
基本素质教育 与养成
本课程为 2009年陕 西省及水利 类教指委精 品课程
3 课程整体设计
工程水力计算课程 在我院已由单纯为水 利水电建筑工程专业 的一门重要专业平台 课，发展成为城市水 利、建筑设备、道路 与桥梁工程技术等专 业的重要专业平台课。
3 课程整体设计
旧课程结构 静水压强与静水压力 水流运动基本原理 水流形态与水头损失