课程名称：《水力学实验》
英文名称：Hydraulic Experiments
课程性质：专业教育必修课
课程编号：T131210
周 学 时：1学时
总 学 时：16学时
学 分：0.5学分
开设学期：第二学年第三学期
教学对象：给排水科学与工程专业本科学生
一、课程简介
专业教育必修课；水力学实验在水力学学科发展中占有重要的地位，实验方法是促进其发展的重要研究手段，是整个水力学教学中一个不可缺少的重要教学环节。开设实验课程，不断拓宽教学实验的内容和深度；创造条件促使学生逐步学会独立操作实验和分析实验成果，以培养学生的动手能力和进行科学实验研究的初步能力。
本课程的先导课程：高等数学、大学物理、工程力学；后续课程：水泵与水泵站、给水排水管网系统、给水排水管网系统、建筑给水排水工程、水资源利用与保护、水质工程学、工业水处理、给水管网系统课程设计、排水管网系统课程设计、污水处理厂课程设计、水泵与水泵站课程设计等。
二、课程教学目标
通过水力学实验可达到下述教学要求:
课程教学目标1：观察水流现象，增强感性认识，提高理论分析的能力。
课程教学目标2：验证水力学原理，测定实验系数值，以巩固理论知识的学习。
课程教学目标3：学会量测水力要素和使用基本仪器的方法，掌握一定的实验技能；并了解现代量测技术。
课程教学目标4：培养分析实验数据、整理实验成果和编写实验报告的能力。
表1 课程教学目标与毕业要求的对应矩阵关系
毕业要求 |
课程教学贡献度 |
课程教学目标 |
2.问题分析 |
H（高） |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 |
4.研究 |
M（中） |
课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
三、实验主要仪器设备
雷诺试验仪、流体综合试验台、局部阻力试验仪、沿程阻力试验仪、能量方程试验台、水击试验台、虹吸实验仪、变底坡活动小水槽、文丘里流量计、漩涡仪。
四、实验主要消耗材料
水
五、安全风险及控制措施
1、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身安全和仪器设备事故发生。
2、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。节约用电、用水及实验材料，不得将实验物品带出实验室。实验中凡丢失、损坏实验设施及物件，应立即报告，主动说明原因。情况严重的要写出书面报告，并按学校有关规定接受检查和处理。
3、实验完毕要做好整理工作，将材料、工具及公用仪器等放回原处，擦洗仪器，清扫实验场地，切断电源、气源、水源，经指导老师检查合格后方可离开。六、实验项目汇总表
序号 |
实验项目 |
学时 分配 |
实验 类型 |
思政映射 与融入点 |
对应的 课程教学目标 |
1 |
雷诺实验 |
2 |
验证性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
2 |
伯努利方程实验 |
2 |
验证性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
3 |
动量方程实验 |
2 |
验证性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
4 |
局部阻力实验 |
2 |
验证性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
5 |
沿程阻力实验 |
2 |
验证性 |
爱国主义教育：西气东输工程 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
6 |
虹吸演示实验 |
2 |
演示性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
7 |
变底坡活动小水槽演示实验 |
2 |
演示性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
8 |
水击演示实验 |
2 |
演示性 |
|
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
注：1.“实验类型”指演示性、验证性、综合性和设计性实验的类别划分；
2.每门课程都应包含一定的思政映射与融入点。
七、实验教学要求（含教学重点、难点）：
实验项目一 雷诺实验（2学时）
【教学要求/目的】
观察流体在管内流动时的两种不同型态。观察层流状态下管路中流体速度分布状态。测定流动形态与雷诺数 Re 之间的关系及临界雷诺数值。
【教学内容】
观察流体在管内流动时的两种不同型态。观察层流状态下管路中流体速度分布状态。测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
【教学重点】
测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
【教学难点】
测定流动形态与雷诺数Re之间的关系及临界雷诺数值。
实验项目二 伯努利方程实验（2学时）
【教学要求/目的】
熟悉流体流动中各种能量和压头的概念及相互转化关系，加深对伯努利方程式的 理解。观察各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学内容】
流体流动中各种能量和压头的概念；各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学重点】
各项能量（或压头）随流速的变化规律。
【教学难点】
各项能量（或压头）随流速的变化规律。
实验项目三 动量方程实验（2学时）
【教学要求/目的】
测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。测定动量修正系数，以实验分析射流出射角度与动量力的相关性。将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。
【教学内容】
管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。动量修正系数，以实验分析射流出射角度与动量力的相关性。
【教学重点】
测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。测定动量修正系数。
【教学难点】
测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。测定动量修正系数。
实验项目四 局部阻力实验（2学时）
【教学要求/目的】
掌握测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式实验验证与分析。加深对局部阻力损失机理的理解。
【教学内容】
测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。
【教学重点】
测定管道局部水头损失系数的方法。
【教学难点】
测定管道局部水头损失系数的方法。对圆管突扩突缩局部阻力系数的经验公式进行实验验证与分析。
实验项目五 沿程阻力实验（2学时）
【教学要求/目的】
测定流体在不同雷诺数情况下，管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。学会体积法测流速及压差计的使用方法。
【教学内容】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
【教学重点】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
【教学难点】
管流的沿程水头损失和沿程阻力系数。体积法测流速及压差计的使用。
实验项目六 虹吸演示实验（2学时）
【教学要求/目的】
观察虹吸发生、发展及破坏的过程。理解虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
【教学内容】
虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
【教学重点】
虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
【教学难点】
虹吸工作的原理及估算虹吸管能使虹吸正常工作的高度。
实验项目七 变底坡活动小水槽演示实验（2学时）
【教学要求/目的】
定量测量临界底坡、临界水面曲线；可演示并分析平坡、临界坡、陡坡、缓坡的水流衔接现象；可演示并分析棱柱形渠道中的各种水面曲线。
【教学内容】
测量临界底坡、临界水面曲线；可演示并分析平坡、临界坡、陡坡、缓坡的水流衔接现象。
【教学重点】
测量临界底坡、临界水面曲线；可演示并分析平坡、临界坡、陡坡、缓坡的水流衔接现象。
【教学难点】
测量临界底坡、临界水面曲线；可演示并分析平坡、临界坡、陡坡、缓坡的水流衔接现象。
实验项目八 水击演示实验（2学时）
【教学要求/目的】
演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击工况；进行水击压强的测量；加深对水击现象的了解和认识。
【教学内容】
演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击工况；进行水击压强的测量。
【教学重点】
演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击工况；进行水击压强的测量。
【教学难点】
演示水击波传播、水击扬水、调压筒消减水击工况；进行水击压强的测量。
八、课程考核
参考样例：本课程为考查课，考核的主要环节包括：预习报告、实验操作、实验报告三个部分，分别占比为：预习报告（20％），实验操作（50％），实验报告（30%）。各环节考核主要内容、依据、计分方式等参见下表：
表2 实验课程考核细则
考核依据 |
建议 比例 |
考核/评价细则 |
对应的 课程教学目标 |
预习报告 |
20 |
1.预习报告必须有以下六个部分:实验名称、实验目的、实验原理、实验内容与操作步骤。还可包括收获体会、意见建议等。 2.简明扼要，文理通顺，字迹端正。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
实验操作 |
50 |
1.说一说实验思路。要求（正确、合理）； 2.实验操作过程。要求（正确、规范、熟练）； 3.实验结果。要求（正确、数据合理）。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
实验报告 |
30 |
1.报告必须有以下六个部分:实验名称、实验目的、实验原理、实验内容与操作步骤、实验数据与处理、结果分析与讨论。还可包括收获体会、意见建议等。 2.简明扼要，文理通顺，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论力求深入。 |
课程教学目标1 课程教学目标2 课程教学目标3 课程教学目标4 |
九、建议教材
吴持恭.水力学（第四版）.北京：高等教育出版社，2008．
