北工大水力学本科生作业习题
2-7设有一被水充满的容器，其中点A 的压强由水银测压计读数h 来确定,如图所示。若测压计向下移动一距离s ，如图中虚线所示。试问测压针读数是否有变化?若有变化h 又为多大?
题2—7
解: 在测压计左支水银面的水平线上的压强z p ，与右支该水平线上的压强y p 相等，有
y z p p = （1）
由静水压强基本公式h p p γ+=12，
O H O H A z h p p 22γ+=
Hg Hg a y h p p γ+= （2）
其中，Hg h
是右支水银面高出左支水银面的高度，O H h 2是A 点高出左支水银面的高度。由式（1）、式（2），得
)(22O H O H Hg Hg a A h h p p γγ-+= （3）
当左支向下移动一段距离z ?，右支向下移动一段距离h ?，由式（3），得 )]()([22z h h h p p O H O H Hg Hg a A ?+-?++=γγ
A 点压强不变，再由式（3），得 )(22O H O H Hg Hg a h h p γγ-+)]()([22z h h h p O H O H Hg Hg a ?+-?++=γγ
整理得
z h Hg
O
H ?=
?γγ2 2-8杯式微压计，上部盛油，Y O =9.0kN ／m 3
，下部盛水，圆杯直径D=40mm ，圆管直径d=4mm ，初始平衡位置读数h=0。当p 1-p 2=10mmH 2O 时，在圆管中读得的h(如图所示)为多大?
题2—8
解: 在测压计右支水面的水平线上的压强y p ，与左支该水平线上的压强z p 相等，有
y z p p = （1）
由静水压强基本公式h p p b a γ+=，
)(1YS oil YX oil oil y h h p p --++=γ
)(222ZS oil ZX oil oil ZX O H O H z h h h p p ---+++=γγ （2）
其中，X oil h -、S oil h -是右支管中的水面以上到左支水面以下油的高度、是右支管中的左支水面以上管中油的高度和杯中的油的高度，G O H h -2、G oil h -、B oil h -是左支高出右支水面的高度、左支水面上管中和杯中的油的高度。由式（1）、式（2），得
)()]([2221YS oil YX oil oil ZS oil ZX oil oil ZX O H O H h h h h h p p -----+-++=-γγγ （3）
注意到，左支水面以上到右支油面以下，左右两支油的高度相同，并且
h h h YX oil ZX O H ==--2。由式（3），得
oil oil oil O H h h p p ?+-=-2)(221γγγ （3）
由于，管中油的上升体积等于杯中油的下降体积，得
4214
22h d h D oil
ππ?=?
所以
2
)(2D d
h h oil ?=?
代入（3），得
2
221)()(D d
h h p p oil oil O H γγγ+-=-
整理得
2
22
1)()(D p p h oil oil O H γγγ+--=
代入数据，得
23333
3)404(
100.9)100.9108.9(108.91010?+?-????=
-h
mm 32
33101.110109.8108.91010--?=????=
2-9 设有一容器盛有三种各不相同的重度且各不相混的液体，如图所示，已知Y 1=6.86
×103N ／m 3,Y 2=9.8×1O 3N ／m 3，y 3=11.76×103N ／m 3
.试求三根测压管内的液面到容器底的高度h 1、h 2、h 3。
题2—9
解:容器液面处，容器液面处压强与上部测压管内压强相同，所以
01=-C h ，m h 61=
其中，C h -1是上部测压管内液体1的高度。
1-2液体界面的水平线上，容器内压强与中部测压管内压强相等，由静水压强基本公式
h p p γ+=12，
C a R a h p h p --+=+2211γγ
2112γγR C h h --=
其中，R h -1、C h -2是容器中液体1的高度、1-2液体界面的水平线上处中部测压管中液体2的高度，所以，
m h C
4.12108.91086.6332=???=-，m h 4.52=
2-3液体界面的水平线上，容器内压强与下部测压管内压强相等，由静水压强基本公式
h p p γ+=12，
C a R R a h p h h p ---+=++332211)(γγγ
3
22113γγγR
R
C h h h ---+=
其中，R h -2、C h -3是容器中液体2的高度、2-3液体界面的水平线上处中部测压管中液体3的高度，所以，
m h C
83.21076.112108.921086.63
332=???+??=-，m h 83.43=
2—10 设有一盛有油和水的圆柱形澄清桶，如图所示。油和水之间的分界面借玻璃管
A 来确定，油的上表面借玻璃管
B 来确定。若已知圆桶直径D=0.4m ，h 1=0.5m ，h 2=1.6m ，试求桶内的水和油各为多少?(油的比重s=0.84)。若已知h 1=0.2m ，h 2=1.2m ，h 3=1.4m 。试求油的重度y 。
题2—10
解：油-水界面的水平线上，容器内压强与下部测压管内压强相等，由静水压强基本公式，
)(120h h p h p a a -+=+γγ
12)(γγh h h -=
（1）
其中，h 、2h 是容器中油的高度、油-水界面的水平线上处左侧测压管中水的高度，所以，
m
h 924.0)5.06.1(108.9108.984.033=-????= 所以油-水体积为
3
2
2
116.0924.044.014.34m h D V oil =??==π 3
2
220628.05.044.014.34m h D V O H =??==π
由（1），13h h h -=，所以
132
0h h h -=γγ3
3
108.92.14.12.1108.9?=-??=
2—11 设有两盛水的密闭容器,其间连以水银压差计，如图所示。已知容器内点A 、点
B 位于同一水平面，压差计左右两肢水银液面高差h=O.2m,试求点A 、点B 两点的压强差值。若点A 、点B 不位于同一水平面，两点相差dz=0.5m ，如图中虚线所示，试求点A 、点B 两点的压强差值。
题2—11
解: 在压差计右支水面的水平线上的压强y p ，与左支该水平线上的压强z p 相等，有
z y p p = （1） 由静水压强基本公式h p p γ+=12，
y O H Hg B y h h p p 2γγ++=
)(2z O H A z h h p p ++=γ （2）
其中，
y h 、z h 分别A 、B 点到右支水-水银界面该水平线的高度，y z h h =。由式（2）
，得
h p p O H Hg B A )(2γγ-=-
代入数据，得
2333/106.242.0)109.810.28331(m N p p B A ?=?-?=-
当右侧升高后，由静水压强基本公式h p p γ+=12，有
z h h p p O H y O H Hg B y ?+++=22γγγ
)(2z O H A z h h p p ++=γ （3）
其中，
y z h h =。由式（3）
，得
z h p p O H O H Hg B A ?+-=-22)(γγγ
代入数据，得
23333/10596.295.0109.82.0)109.810.28331(m N p p B A ?=??+?-?=-
2—12一直立煤气管，如图所示。在底部测压管中测d 得水柱差h 1=100mm,在H=20m 高
处的测压管中测得水柱差h 2=115mm ，管外空气重度R=12.64N ／m 3
，求管中静止煤气的重度。
题2—12
解:由静水压强基本公式，上部测压管与煤气管接口处压强为
gas gas Hg a S h h p p 22γγ-+= （1）
下部测压管压强为， H p p gas S X γ+=
并且 gas gas Hg air a X h h H p p 11γγγ-++=
所以
S p H h H h p gas gas gas air Hg a γγγγ--++=11 （2）
由（1）、（2）式，设
gas gas h h 21=，得
H
h h H Hg air gas )
(21-+=
γγγ
代入数据，得
19.102010)100115(10.892064.12-3
3=?-?+?=gas
γ N ／m 3
2—13设有一盛水密闭容器的表面压强为P O 。试求该容器以重力加速度向地心运动(自
由下落)和等速铅垂向上运动时，液体内的压强分布规律。
解：将坐标系原点放在密闭容器底部处，z 轴铅直向上。 作用在平衡液体质点上的质量力有： 铅直向下的重力
G=-mg
和铅直向下的惯性力
F=-mg
则单位质量的重力与惯性力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0
g Z Y X -===222,0,0
则单位质量力(重力与惯性力之和)在三个轴上的分量为
g Z y Y x X 2,,12121-===ωω
代入式(2-7)
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得相对平衡液体内部压强分布规律，即
)200(gdz dy dx dp -+=ρ
积分上式，
c gz p +-=ρ2
对于静止液体中任意两点来说，则上式可写为
γγ222211p z p z +=+
或
h p z z p p γγ2)(212112+=-+=
式中，21,z z 分别为任意两点在轴上的铅垂坐标值，12,p p 为上述两点的静压强，h 为上述
两点间的铅垂向深度。
该容器以等速铅垂向上运动时，作用在平衡液体质点上的质量力，只有铅直向下的重力
G=-g
则单位质量的重力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0
将式(2-37)代入式(2-7)
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得相对平衡液体内部压强分布规律，即
)00(gdz dy dx dp -+=ρ
积分上式，
c gz p +-=ρ
对于相对静止液体中任意两点来说，则上式可写为
γγ2
211p z p z +=+
或
h p z z p p γγ+=-+=12112)(
式中，21,z z 分别为任意两点在轴上的铅垂坐标值，12,p p 为上述两点的静压强，h 为上述两点间的铅垂向深度。
2—14为了测定运动物体的加速度，在运动物体上装一直径为d 的U 形管，如图历示。现测得管中液面差h=O.05m ，两管的水平距离L=0.3m ，求加速度a 。
题2—14
解：将坐标系原点放在左管的底部，x 轴向左，z 轴铅直向上。 重力的单位质量力为
g Z Y X -===111,0,0
惯性力的单位质量力为
0,0,222==-=Z Y a X
总的单位质量力为
g Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+=-=+=212121,0,
代入式(2-7), )(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得 )(gdz adx dp -+-=ρ
积分得
c gz ax p ++-=][ρ
当x=z=0时，p=p 0，得c=p 0，代入上式，得
]
[0z x g a
p p +-='γ
而自由面p=p 0，方程为 0=+gz ax
即
63.18.93.005
.0=?-=-=g x z a m ／s 2
2—15一洒水车，如图所示，以0.98m ／s 2
的等加速度向前行驶。设以水西中心点为原
点,建立xos 坐标系，试求自由表面与水平面的夹角θ。又自由表面压强P O =98kPa ，车壁某点A 的坐标为x=-1.5m,s=-1.0m ，试求A 点的压强。
题2—15
解 重力的单位质量力为
g Z Y X -===111,0,0
惯性力的单位质量力为
0,0,222==-=Z Y a X
总的单位质量力为
g Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+=-=+=212121,0,
代入式(2-7), )(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得 )(gdz adx dp -+-=ρ
积分得
c gz ax p ++-=][ρ
当x=z=0时，p=p 0，得c=p 0，代入上式，得
]
[0z x g a
p p +-=γ
A 点的压强为
][0z x g a p p +-=γkPa
27.99)0.15.180.998
.0(980010983=---?
而自由面方程为
0=+gz ax
即
10.080.998.0===-
=g a x z tga
04.5'=?a
2—16 设有一敞口容器，如图所示，以3.0m ／s 2
的等加速度沿α=30的倾斜轨道向上运动。试求容器内自由表面方程及其与水平面所成的角度。
题2—16
解 重力的单位质量力为 g Z Y X -===111,0,0
惯性力的单位质量力为
ααsin ,0,cos 222a Z Y a X ===
总的单位质量力为 g a Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+==+=ααsin ,0,cos 212121
代入式(2-7),
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得
])sin (cos [dz g a dx a dp -+=ααρ
自由面方程为0=dp ，得 0)sin (cos =-+dz g a dx a αα
即
3130.08.930sin 330cos 3sin cos =-??-=--==
g a a dx dz tg ααα
38.17?
=a
2—17 设有一弯曲河段，如图所示。已知凸岸曲率半径r=1.35m ，凹岸曲率半径R=150m ，断面平均流速v=2.3m ／s ，试求在xos 平面内的水面曲线方程相两岸水位差。(注ρ＞e:河弯水流的水力现象比较复杂，为了粗略估算，假定横断面上各点流速皆为断面平均流速，同一横断面上的水流质点之间没有相对运动，即处于相对平衡状态)
题2—17
将坐标系原点放在凹岸曲率半径中心处，z 铀铅直向上。在这种情况下，作用在平衡液体质点上的质量力有：
铅直向下的重力
G=-mg
由于假定横断面上各点流速皆为断面平均流速，同一横断面上的水流质点之间没有相对运动，即处于相对平衡状态。则断面各点具有相同角速度，沿半径方向的离心惯性力
F=m ω2r=mv 2
/r 。 式中 r--质点A ′至中心轴的径向距离，22y x r +=
；
ω--旋转角速度。
则单位质量的重力与惯性力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0
0,sin ,cos 22
22
222222222=+=?=?=+=?=?=Z y x y v r y r v r v Y y x x v r x r v r v X αα
则单位质量力(重力与惯性力之和)在三个轴上的分量为
g Z y x y v Y y x x v X -=+=+=12
22
1222
1,,
代入式
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ
得相对平衡液体内部压强分布规律，即
)
(2
22
222
gdz dy y x y v dx y x x v dp -+++=ρ
)1212(2
2
222222g d z dy y x v dx y x v -+++=ρ
]
)(2[2
2222gdz y x y x d v -++=ρ
积分上式，
c
gz y x v p +-+=])ln(2[222
ρ
注意，2
22y x r +=。整理后可得
c
gz r v p +-=)ln 21
(22ρ
式中 c--积分常数，由边界条件确定。
上式适用于平衡液体中的任意一点。因自由液面为等压面，液面压强为p 0，对于抛物面凹岸处，其r=R ，z=z 0，所以
)
ln 21
(0220gz R v p c --=ρ
代入上式，并整理得压强分布规律表达式，即
)]
()ln(2[022
20z z R r g v p p -++=γ
采用相对压强，并且a p p =0，得
)]
()ln(2[022
2z z R r g v p -+=γ 对上式取等压面，即const p =，则可得
γp R
r g v z z -
+=)ln(22220 在凸岸表面处，相对压强等于零，因此有
m
R r g v z z 03.0)150135ln(8.924.2)ln(222
22220-=?==-
2-18 设有一圆往形敞口容器，绕其铅垂中心轴作等角转速旋转，如图所示。巳知直径
D=30cm ，高度H=50cm ，水深h=30cm ，试求当水面恰好达到容器的上边缘时的转速n 。
题2—18
解：由于最大升高值(自 由 面 方 程)
g R h H 2212
2ω=
-
s
rad R
h H g /67.1810)2/30(10)3050(8.92)
(22
2
=??-=
-=
--ω
以及min)/(60/2r n πω=，得
)
( min /1796014.326.18602rpm r n =??=?=πω
2—19一圆柱形容器，直径D=1.2m ，完全充满水，顶盖上在r o =0.43m 处开—小孔，敞口测压管中的水位h=0.5m ，如图所示。试求此容器顶盖所受静水压力为零时，容器绕其铅垂
中心轴的旋转转速n 。
题2—19
解：由于压强分布公式
)
2(
2
2z g
r p -=ωγ
得
)
(22
2γωp z r g +=
以及min)/(60/2r n πω=，得
)(230
2
γπ
p z r
g n +=
以及
)
(γp
z H +
=，得
min /5.655.043.08.914.330230
2
2r H r g n ===
π
2—20设有一圆柱形容器，如图所示。已知直径D=600mm ，高度H=500mm ，盛水至h=400mm ，
剩余部分盛满比重s=0.8的油。容器顶盖中心有一小孔与大气相通。试求当油面开始接触到容器底板时，此容器绕其铅垂中心轴旋转的转速n ，和此时顶板、底板上的最大、最小压强值。
题2—20
解：由于压强分布公式
)
2(
2
2z g
r p -=ωγ
在顶板边缘处，压强最大，并且m D z 6.0,0==。
3
22
23222
210775.18.923.0)14.32(108.92)2(2?=????===n n g r n g r p πγωγPa
在底板中心处，压强最小，并且0,5.0=-=D m z 。
3
22
23
2
210)92.3419.1()5.08.923.0)14.32((108.98.0)2(?+=+?????=-=n n z g r p ωγ
Pa
2—21假定大气为静止流体，试在下列四种情况下，计算海拔3000m 处的大气压强值。四种情况：(1)大气密度不变，为常数；(2)大气处于等温状态；(9)大气处于绝热状态；(4)
大气温度随高度线性变化。
解：1、大气温度随高度线性变化，由于压强分布公式
α
αR g
T z z T p p ]
)([0
000--=
48
.79])15273(2000105.6)15273([3.1013
105.62878
.93=+??-+=-??- kPa
2、大气处于等温状态，由于压强分布公式
48.793.101288
28730008.9)(000
00
====??-
---e
e
p e
p p RT z z g RT W W kPa
2—22设在水果中装置一水平底边的矩形铅垂闸门，如图所示。巳知闸门宽度B=5m ，闸门高度H=2m 。试求闸门前水深H 1=3m ，闸门后水深H 2=2.5m 时，作用在闸门上的静水总压力P(大小、方向、作用点)。
题2—22
解 (1)总压力的大小。由式
A H
H H A h P c ?+
-==]2)[(1 11γγ
4
3106.1925]22
)23[(108.9?=??+-?=
A
H
H H A h P c ?+--=-=]2)[(2 22γγ
4
3107.1425]22
)25.2[(108.9?-=??+-?-=
42110)7.146.19(?-=+=P P P 4109.4?=
(2)总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门。 (3)总压力的作用点。由表查得
123
BH I x =
，总压力作用点距水面的距离： BH
H H H BH H H H y D ?+-+
+-=]2)[( 12]2
)[(13
11
1667
.22
5]22)23[( 122
5]2
2)23[(3=??+-?++-=m
同理：
7222
.12
5]2
2
)25.2[( 12
25]2
2
)25.2[(3
2=??+-?+
+-=D y m
由力矩平衡原理，将转轴放在闸门上端，距闸门上端距离为
P P y P y y D D D 2
211+=
999
.0109.4107.14)5.07222.1(106.19)0.11667.2(44
4
=???--??-=D y
2-23设在某一小桥上，装置一水平底边的矩形铅垂闸门，如图所示，巳知闸门宽度b=3m ，
闸门与其导轨的摩擦系数f=0.30，闸门自重G=2.45×103
N(不考虑浮力)，闸门前水深L=1.5m 。试求当闸门后水深h=0时，开启闸门所需的提升力T ，如果考虑到闸门下缘(压紧梁)与门槛的紧密接触情况，若其接触面积为70％，压紧梁厚度δ=0.1m ，试求开启闸门所需增加的提升力ΔT 。
题2—23
解 (1)总压力的大小。由式得
A H A h P c 2 γ
γ==431031.35.1325.1108.9?=????=N
总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门,摩擦力为。
34 1093.91031.33.0?=??==P f F N
提升力为。
4331023.11093.9104.2?=?+?=+=F G T N
(2) 闸门下缘水的总压力的大小。由式得
A H A h P c )2( δγγ-==3
310263.41.03)21
.05.1(108.9?=??-??=N
总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门, 增加的提升力为增加的摩擦力
33 10895.010263.43.07.0?=???===?P f F T αN
2—24 设一铅垂平扳安全闸门，如图所示。已知闸门宽b=0.6m ，高h 1=1m ，支撑铰链C
装置在距底h 2=0.4m 处，闸门可绕C 点转动。试求阐门自动打开所需水深h 。
题2—24
解 要求压力中心超过绞链高度，总压力的作用点。由表查得123
BH I x =
，总压力作用
点距水面的距离：
]
2[ 12]2[)2( 12)2()(12
11113112H H H H H BH H H BH H H H H -+
-=?-+-=-
整理
12]2[]2[ )(2
12112H H H H H H H +
-=--
02125)2(122
121=+--H H H H H H
)2(2125211
221H H
H
H H H --=
代入数据
16.2)4.020
.1(20
.14.0120.152=-?-?=H
距左侧水面为2.16。
2—25 设有一可转动的闸门用以调节水槽中的水位，如图所示。当槽中水位为H 时，此闸门应使壁上一只寸为a ×b 的矩形孔开启。试求铰链轴O 的位置。(铰链摩擦力等不计
)
题2—25
解 要求压力中心超过绞链高度，总压力的作用点。由表查得
123
ba I x =
，总压力作用
点距水面的距离：
]
2[ 12
]2[)2( 12)2()(3
3a H a a H ba a H ba a H y H +++=?+++=+
整理
]
2[ 12
2
3
a H a a y ++=
距闸门上端为y 。
2—26设有一水平底达矩形铅垂金属闸门，它由三根水平横梁和平板所组成，如图所示。已知闸门宽度b=3m ，闸门前水深H=2m 。试根据横梁负荷相等的条件布置闸门三根横梁的位置。
题2—26
解 (1)总压力的大小。由式得
bH H A h P c 2 γ
γ==431088.52322
108.9?=????=N 在上部总压力为P/3闸门面上高度为H 1,则
11
1 12bH H A h P c γ
γ==
由于P 1=P /3,
bH H
bH H 231211γγ
=
所以
31H
H =
在中部总压力为P/3闸门面上高度为H 2,则
22
12 2)2(bH H H A h P c +
==γγ
由于P 2=P /3,
bH H
bH H H 231)2(221γγ=+
由
31H
H =
所以
2)2(2
1221H H H H =
+ 022
12122=-+H H H H
1
2
1
2112)12(2442H H H H H -=+±-=
由
31H H =
所以
H H 3)
12(2-=
在下部总压力为P/3闸门面上高度为H 3,则
)(113H H H H +-=
H H H H H )32
3()3)12(31(
3-=-+-=
2—27 设有一水压机，如图所示。巳知杠杆的长臂a=1m ，短臂b=0.1 m ，大圆活塞的
直径D=0.25m ，小圆活塞的直径d=0.025m ，效率系数η2=0.85。如一人加于杠杆一端上的力T=196N ，试求此水压机所能产生的压力P 2值(不计活塞的高差及其重量)。
题2—27
解 (1)利用力矩平衡原理。 aT bP =1
所以,
1961.00.11==
T b a P =1960N
在1P 作用下小活塞上产生流体静压强为
a
a MP P d P P p ?===?==
=
99.346.39949044025.014.319604221
1
1
πω
按帕斯卡定律，p 将不变地传递到2ω上，所以
1
1222P p P ωω
ω==
可见，大活塞2ω上所产生的力2P 为小活塞作用力1P 的12/ωω倍。
2-28设有一容器盛有两种液体(油和水)，如图所示。巳知h 1=0.6m ，h 2=1.0m ，α=60。，
油的重度γ0=7.84×103
N ／m ：，试绘出容器壁面侧影AB 上的静水压强分布图，并求出作用在侧壁AB 单位宽度(b=1m)上的静水总压力。
解:
6928.0160sin 6
.0sin 11=?==
B h A αm2 154
.1160sin 1sin 22=?==B h A αm2
分别计算压力
Pa
10642.16982.06.01084.721
21
331111?=????==
A h P γ Pa
1056.5154.10.11081.921
21
332
2212?=????==-A h P γ Pa 1042.5154.16.01084.7 3321122?=???==-A h P γ
Pa 1009.11322122?=+=--P P P
总压力 Pa 1073.121009.1110642.133321?=?+?=+=P P P
压力中心
Pa 1073.121009.1110642.1333221212
2121?=?+?=++=----d d d d h P h P h P Ph
m 06 .1
)
10
73
.
12
/(
10
)1
2
1
6
.0(
42
.5
)1
3
2
6.0(
56
.5
6.0
3
2
462
.1(3
3
=
?
?
?
+
?
+
?
+
?
+
?
?
=
d
h
m
22
.1
60
sin
/=
=
d
d
h
y
2-30 试绘出如图所示的各种曲面上的压力体图的侧影，并标出铅垂分力是向上还是向下。
题2—30
2—33设有一水平圆柱体，如图所示。己知圆柱体左侧水的自由表面与圆柱体最高部分的标高相一致，圆柱体直径d=4m，斜壁面与水平面成α=30的角度，圆柱体右侧为大气。试求作用在圆柱体单宽(b=1m)上的静水总压力。
题2—33
解:
L
d
d
g
A
gh
P
x
c
x
?
?
?
?
?
?
+
?
=
=
2
cos
2
2
2
1
α
ρ
ρ
L
d
d
d
d
d
g
gV
P
z
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
+
?
+
=
=
2
sin
2
cos
2
sin
2
2
1
4
360
)
180
(0
2
α
α
α
π
α
ρ
ρ
2
2
z
x
P
P
P+
=
x
z
P
P
arctan
=
θ
2-34设有一充满液体(水)的铅垂圆管段长度为ΔL，如图所示。若已知压强水头远较ΔL为大(如几百倍)，则这管段所受的静水压强可认为是均匀分布；管壁材料的允许拉应力为σ，试求管壁所需之厚度δ。
题2—34
解：计算作用于圆柱曲面上的总压力
y方向：因为向-y方向和向y方向的力大小相等，方向相反，所以合力为
零。
z方向：因为向z方向压力变化远远小于x方向压力变化，所以可以看作
压力相等。
x 方向：利用曲面压强公式，在垂直于x 轴方向投影面的总压力
l pd pA P x ?==
因为：T P z 2=，l A T ?='=σδσ所以
l pd ?l ?=σδ2
σδ2pd =
2-37 设有一盛汽油的容器底部有一圆阀，该阀用绳系于一圆柱形浮子上，如图所示。巳知圆阀直径d2=2cm ，浮子直径d1=10cm ，浮子和绳及团阀的总重量G=0.98N ，汽油的重度γO=7.35×103N ／m3，绳的长度l=15cm ，试求圆阀将在汽油面超过什么高度置时被开启。
题2—37
解
2
101)2()(d l H P πγ-=
2
202)2(
d H P πγ=
当开启时：
G P P +>21 G
d
H d l H +>-220210)2()2()(πγπγ
]
)2()2[()2(222102
10d
d H d
l G H -+>
πγπγ
]
)202.0()21.0[(14.31035.7)21
.0(14.315.01035.798.02
232
3-???????+>
H =0.173m
5-26
解:取管内入流处附近均匀流断面和出流处附近均匀流断面为1和2断面
(1)计算速度和流量
根据连续性方程(3-23)式,
2211A v A v =
并且21d d =,所以21v v ==4m/s
根据平均流量公式,由题给条件可得
42.014.34
42
2
?====d v vA Q π＝0.1256m 3/s
(2)．计算两端断面总压力
由伯努利方程。以管轴线为基准面，列1-1和2-2断面能量方程(不计损失)。
20202
222
2
111
++
+
=+
+
g
v p g
v p αγ
αγ
并且21v v =，则：
21p p =＝9.81×104Pa
所以
1p =194.51kPa
(3)．计算水对管壁作用力R x 和R y
由动量方程式,设管壁对水作用力R ’x 方向向左,R ’y 方向向上 x 轴方向：
x
F
∑)(101202x x v a v a Q -=ρ
)cos (cos 1012022211v v Q A p R A p x
αααρα-=-'- 707.0)22
.0(14.31081.9)22.0(
14.31081.9 )41707.041(1256.010002424????-???+?-???-=x R
所以
R x ＝1049.74kN
y 轴方向：
y
F
∑)(101202y y v a v a Q -=ρ
)0sin (sin 0120222?-=+'αααρα
v Q A p R y
707.0)22.0(
14.31081.9 )01707.041(1256.010002
4????-?-???=y R
所以
R y ＝2532.99kN
R ’x 、R ’y 都为正值，说明所设的R ’方向是正确的。水对管壁作用力R x 和R y
与管壁对水作用力R ’x 、R ’y 方向相反,R x 方向向右,R ’y 方向向下 合力为
2/12
2
)(y y R R R +=＝2741.91kN
合力方向,与x 方向夹角为
)
(
x y
R R arctg =θ＝67.48。
7-1答案：查表得 50C,γ＝1.519×10－
6m 2/s, V=274.14102
2
==-d A Q π
Re=
610519.11.0274.1-??=γvd =83863>2000 所以是紊流
所以是层流
200013151014.11.04987.1Re 4987.14
8514
2
<=??===??
==
-γπ
vd d A
Q V
7-2解：
层流：0τ＝N J r r 25.11015.02105.1108.9223
0=????=- τ=N
r r 5.731510
25.11000=?=τ 紊流：0τN J r r 1472.02105.1108.9223
0=????=??=
水力学作业
1、如图4-5所示，设某虹吸管a=2m, h=6m, d=15cm 。试求： （1） 管内的流量。 （2） 管内最高点S 的压强。 （3） 若h 不变，点S 继续升高（即a 增大，而上端管口始终侵入水内），问使 虹吸管内的水不能连续流动的a 值为多大？ 2、有一倾斜放置的渐粗管如图4-6所示，A-A 与B-B 两过水断面形心点 的高差为1.0m 。断面A-A 管径a d =200mm,形心点压强Pa=68.5kpa 。断面B-B 管径B d =300mm ，形心点压强B p =58kpa ，断面平均流速B V =1.5m/s ，试求 （1）管中水流的方向。 （2）两端面之间的能量损失。 （3）通过管道的流量。 3、图4-7所示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知1d =0.3m ，2d =0.15m ，水银压差计中左右水银面的高差为h Δ=0.02m ，试求流量Q
4、矩形断面的平底渠道，宽度B=2.7m，渠底在某段面出抬高0.5m，已知该断面上游水深为2m，下游水面降低0.15m（见图4-8），忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求： （1）渠底的流量。 （2）水流对底坎的冲击力。 5、利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d=200mm，测得水银差压计读书h p=60mm，若此时断面平均流速v=0.84u max，这里u max为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速，问输水管中的流量Q为多大？
6、有一渐变输水管段，与水平面的倾角为45o，如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm，两断面的间距l=2m。若1-1断面处的流速v1=2m/s，水银差压计读数h p=20cm，试判别流动方向，并计算两断面间的水头损失h w和压强差p1-p2。 7、图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知d A=200mm， d B=400mm，A点相对压强p A=68.6kPa，B点相对压强p B=39.2kPa，B点的断面平均流速v B=1m/s，A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失h w。 8、已知图示水平管路中的流量q V=2.5L/s，直径d1=50mm，d2=25mm，，压力表读数为9807Pa，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。
水力学基础试题二(含答案)
试卷2 一 、选择题：（每题3分，共30分） 1液体运动粘性系数的量纲为 A TL -1 B ML -1T -1 C L 2/T 2 D L 2T -1 2在恒定流中 A 流线一定相互平行 B 断面平均流速必定沿程不变 C 不同瞬时流线可能相交 D 同一点处不同时间的动水压强相等 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s 4表示惯性力和粘性力之比的无量纲数为： A 弗劳德数 B 欧拉数 C 雷诺数 斯特罗哈数 5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定 6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则 沿程水头损失之间的关系为： A h A =h B B h A >h B C h A
水力学期末考试复习(1)
水力学期末考试复习题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（ c ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（ d ） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为b a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 （4）水力学中的一维流动是指（ d ） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（ b ） a、8； b、4； c、2； d、1。 （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于c a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区（7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（ c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ b ）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。（10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为b a、缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（ d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（ a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有b a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 （14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为d a、1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；
北工大考研复试班-北京工业大学建筑与土木工程专硕考研复试经验分享
北工大考研复试班-北京工业大学建筑与土木工程专硕考研复试经验分享北京工业大学(Beijing University of Technology)，简称"北工大"，是中国北京市人民政府直属的一所以工为主，理、工、经、管、文、法、艺术等学科门类相结合的全国重点大学，是国家"211工程"重点建设院校，入选"卓越工程师教育培养计划"、"111计划"，设有研究生院和国家大学科技园。 北京工业大学创建于1960年，初设机械、电机、无线电、化工、数理5个系，历经多次整合兼并，逐渐形成了理工、经管、文法相结合的多科性体制;学校于1981年成为第一批硕士学位授予单位，1985年成为博士学位授予单位。 启道考研复式班根据历年辅导经验，编辑整理以下考研复试相关内容，希望对广大考研复试学子有所帮助，提前预祝大家复试金榜题名！ 专业介绍 建筑与土木工程是基本建设的重要工程领域，是研究和创造人类生活需求的形态环境和各类工程设施的建造与完善。作为建筑与土木工程领域，不仅涉及区域与城市规划、工业与民用建筑物的设计，而且还涉及各类工程设施与环境的勘测、设计、施工和维护。 招生人数与考试科目
复试时间地点 3月22日 各学院（部、所）复试安排（含相关学科/专业调剂系统开通时间、信息公示栏等）各学院（部、所）复试时间如有微调，以学院（部、所）通知为准。 复试内容 复试内容包含外语、专业课与综合面试三个方面： 外语：所有复试考生均需参加外语听、说能力的测试。测试均由各学院（部、所）、学科/专业结合专业知识在复试时进行。 专业课：专业笔试科目考生可登录我校研招网查阅。专业课全面考核考生对本学科（专业）理论知识和应用技能掌握程度，利用所学理论发现、分析和解决实际问题的能力（有条件的可测试考生实验和操作技能）。 综合面试：包括专业素质与综合素质，具体包括大学阶段学习情况及成绩、对本学科发
水力学作业答案
水力学作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为 78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2） 107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--= == 1.2 盛有同种介质（密度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其他有关数据如图题1.2所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少？ （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少？ 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 15,20,4s cm h cm h cm ===
519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少？ （2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则 1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。 又有125h h +=② 解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。 （2）轻油测压管在页面处。 11211222 gh gh p h h h g g ρρρρρρ+'= ==+，其中h '为轻油测压管中液面高度；h 为测压管位置距分界面的距离。 ()1112110.747 2.860.72m h h h h ρρ?? '+-=-=-?= ??? 1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A 、B 、C 、D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。 解：461547839.49Pa 3.1411 A B G p p A ?== ==?? 37839.491109.81227.46kPa C D A p p p gh ρ==+=+???= 1.5 今采用三组串联的U 形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M 点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在0-0平面以上的读数为h 。试求M 点得压强。
(打)《环境水利学(本科必修)》2019期末试题及答案
《环境水利学(本科)》2019期末试题及答案 一、判断题(正确画√。错误打×。每题4分。小计20分) 1．在推求河流水环境容量时，应选择洪水流量为设计流量。( ) 2．液体中水的表面张力最大。( ) 3．河流水环境容量的特点就是混合稀释相对作用弱，生化作用相对强。( ) 4．功能一级区划中，水质污染严重，现状水质较差的城镇河段应划为开发利用区。 5．环境管理制度已经逐步走向法律化、政策化。( ) 二、单项选择题【每题3分。小计30分) 1．用于水环境监测的分析方法可分为两大类：一类是化学分析法，另一类是( )法。 A．称量分析法 B．滴定分析法 C．仪器分析法 D．物理分析法 2．在生态系统中，不同的物质具有不同的循环途径，最基本的也是与环境关系最密切的三种物质的循环是( )。 A．氧、硫、氮 B．水、碳、氮C．水、硫、磷 D．氧、碳、铁 3．最容易发生富营养化污染的水体是( )。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水 4．当研究河段的水力学条件满足( )时，可考虑应用零维水质模型。 A．非恒定非均匀，洪水波 B．恒定非均匀，形成污染带 C．恒定均匀，充分混合 D．恒定均匀，非充分混合 5．生活饮用水的浑浊度一般不应超过( )度。 A．1 B．5 C．15 D．30 6．水体中某污染物的本底值就是( )。 A．该物质在当地水体没有受到污染影响时的含量 B．该物质在过去的背景值 C．该物质在规划阶段采用的值 D．该物质在底泥中的含量 7．移民安置目标的评价指标中的关键指标是生产指标和( )。 A．生活指标 B．资源指标 C．生态指标 D．公共设施指标 8．天然河流中污染物质的基本扩散包括( )。 A．分子扩散 B．分子扩散与紊动扩散 C．紊动扩散 D．分子扩散与热扩散 9．一旦被污染，最不易治理、水质恢复最慢的水体是( )。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水
水力学模拟题及答案
水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
水力学期末考试复习题与答案
水力学期末考试复习题及答案 1、选择题：（每小题 2 分） （ 1）在水力学中，单位质量力是指（ c ） a 、单位面积液体受到的质量力； b 、单位体积液体受到的质量力； c 、单位质量液体受到的质量力； d 、单位重量液体受到的质量力。 （ 2）在平衡液体中，质量力与等压面（ d ） a 、重合； b 、平行 c 、相交； d 、正交。 （ 3）液体中某点的绝对压强为 100kN/m 2 ，则该点的相对压强为 b a 、1 kN/m 2 b 、2 kN/m 2 c 、5 kN/m 2 d 、10 kN/m 2 （ 4）水力学中的一维流动是指（ d ） a 、恒定流动； b 、均匀流动； c 、层流运动； d 、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （ 5）有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d /R=（ b ） a 、8； b 、 4； c 、 2； d 、1。 （ 6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与 边壁相对粗糙度和雷诺数 Re 都有 关，即可以判断该液体流动属于 c a 、层流区； b 、紊流光滑区； c 、紊流过渡粗糙区； d 、紊流粗糙区 （ 7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速 c=1000m/s ， 水击压强水头 H = 250m ，则管道中原来的流速 v 0 为 c a 、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d 、3.22m （ 8）在明渠中不可以发生的流动是（ c ） a 、恒定均匀流； b 、恒定非均匀流； c 、非恒定均匀流； d 、非恒定非均匀流。 （ 9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ b ）。 a 、均匀缓流； b 、均匀急流； c 、非均匀缓流； d 、非均匀急流。 （ 10）底宽 b=1.5m 的矩形明渠，通过的流量 Q =1.5m 3 /s ，已知渠中某处水深 h = 0.4m ，则该处水流的流态为 b a 、缓流； b 、急流； c 、临界流； （ 11）闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 H （ d ）成正比。 a 、 1 次方 b 、2 次方 c 、 3/2 次方 d 、1/2 次方 （ 12）渗流研究的对象是（a ）的运动规律。 a 、重力水； b 、毛细水； c 、气态水； d 、薄膜水。 （ 13）测量水槽中某点水流流速的仪器有 b a 、文丘里计 b 、毕托管 c 、测压管 d 、薄壁堰 （ 14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺 λ L ，模型中水深为 0.1 =100 米，则原型中对应点水深为和流量比尺为 d
水力学：作业及答案
一、单项选择题 （每小题3分，共计12分） 1．在水力学中，单位质量力是指 （c ） a 、单位面积液体受到的质量力； b 、单位体积液体受到的质量力； c 、单位质量液体受到的质量力； d 、单位重量液体受到的质量力。 2．在平衡液体中，质量力与等压面 （d ） a 、重合； b 、平行 c 、相交； d 、正交。 3．液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （b ） a 、任意曲面； b 、水平面 c 、斜平面； d 、旋转抛物面。 4．液体中某点的绝对压强为88kN/m 2 ，则该点的相对压强为 （ b ） a 、10 kN/m 2 b 、-10kN/m 2 c 、12 kN/m 2 d 、-12 kN/m 2 二、填空题 （每小题3分，共计12分） 1．牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。 2．理想液体的概念是指 。没有粘滞性的液体 3．液体中某点的相对压强值为20kN/m 2 ，则该点的绝对压强值为 kN/m 2 ，真空度为 。118、0 4．当压力体与受压面在同一侧，铅垂方向的作用力的方向是向 。下 三、判断题 （每小题3分，共计6分） 1．作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。 （×） 2．均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。 （√） 四、问答题 （每小题4分，共计8分） 1．液体的基本特征是什么？ 答案：易流动的、不意被压缩的、均匀等向的连续介质。 2．什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？ 答案：对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；黏滞性是液体在流动中产生能量损失的根源 五、作图题（每小题4分，共计12分） 1．试绘制图中AB 面上的静水压强分布图 2．试绘制图中曲面ABC 上的水平方向静水压强分布图及压力体图 3．容器内充满了液体，测压管液面如图所示，试绘制图中曲面ABC 上的压力体图 六、计算题 （共4题，计50分） 1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s ，平板与下部固定底板的距离为δ=1mm ，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C ，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。 （10分） 解:
水力学期末复习题含答案
选择题 1.液流分类中,凡运动要素沿流程发生变化的水流,称为 ( ) A.非恒定流 B.非均匀流 C.恒定流 D.均匀流 2.某管道内直径为d=120mm,在一小时内输水2103 m ,则其输水流量为 ( ) A.0.058s m /3 B.0.58s m /3 C.5.13s m /3 D.51.3s m /3 3．对同一点而言，其绝对压强与相对压强的数值相差一个 （ ） A ．当地大气压 B ．液面压强 C ．绝对真空 D ．汽化压强 4.若液体中某一点的压强为 2.5个工程大气压，用应力单位表示则为 ( ) A.24.52/m N B.24.52/m KN C.2452/m N D.2452/m KN 5.常见的测压仪器如测压计,所测得的压强为 ( ) A.相对压强 B.绝对压强 C.真空值 D.大气压强 6.急坡渠道中，发生在正常水深线N —N 线与临界水深线K —K 线之间的水面线称( ) A.2a 型 B.1b 型 C.2b 型 D.3b 型 7．对梯形水力最优断面，水力半径是正常水深的 （ ） A ．0.5 B ．1.0 C ．2.0 D ．4.0 8.在绘制曲面上压力体图时,若水与压力体分居曲面两侧,则该压力体为 ( ) A.虚压力体,z P 方向铅直向上 B.实压力体,z P 方向铅直向上 C.虚压力体,z P 方向铅直向下 D.实压力体,z P 方向铅直向下 9.在研究沿程阻力系数λ的变化规律时,尼古拉兹将紊流划分为几个流区? ( ) A.3 B.4 C.5 D.6 10．无粘性流体是 （ ） A ．符合牛顿内摩擦定律的液体 B ．密度 ρ=0的流体 C ．0=μ 的流体 D ．实际工程中常见的液体
新版北京工业大学2018年度全日制硕士研究生招生学科目录.doc
北京工业大学2018年全日制硕士研究生招生学科目录
研究方向人数 _03 机电液一体化设计与制造_04 高端装备强度与动态分析④809工程力学或813电工学 085203 仪器仪表工程（专业学位）_01 现代测控技术及方法 _02 新型传感与信号处理技术 _03 机械结构动力行为及工程应用 _04 智能测试技术与仪器 _05 现代监控技术与故障诊断方法21 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④803电子技术Ⅰ或809工 程力学或813电工学 004 建筑工程学院265 0814 土木工程 _01 工程抗震减震与城市综合防 灾减灾理论、方法和技术 _02 结构新体系与高性能材料 _03 结构全寿命设计、健康监测 与可持续发展 _04 岩土与地下工程安全风险分析、评价方法和技术 _05 工程施工技术与风险管理 _06 城市水系统健康循环与水环境恢复技术 _07 绿色建筑环境与节能技术117 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学或833土力 学或843钢筋混凝土结构 或845水分析化学与水力 学或846传热学Ⅰ或867 流体力学Ⅱ 1、土木工程（含建筑 工程、岩土工程、桥 梁与隧道工程等）或 相近专业考生报考方 向可选01～05，考试 科目可选841或833 或843； 2、给排水或相近专业 考生报考方向可选 06，考试科目可选 845； 3、暖通或相近专业考 生报考方向可选07， 考试科目应选846或 867。 0815 水利工程 _01 水文学及水资源 _02 水力学及河流动力学_03 水工结构工程10 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学或844水力
水力学作业答案
图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2）107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--=== 盛 有 同 种 介 质 （ 密 度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中 心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其 他有关数据如图题所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少 （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3 663.26kg/m ，重油密度2ρ为 3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少 15,20,4s cm h cm h cm ===
水力学期末试卷及答案
二、名词解释（每小题3分，共15分） 1.表面力——p9 作用于所取液体表面，与受作用表面面积成比例的力，分为垂直作用面的压力和平行作用面的切力。 2.测压管水头——P19 位置水头和压强水头的和，称为测压管水头。静止液体内个点测压管水头等于常数。 3.均匀流——流线是互相平行的直线的流动。 4.水头损失——由于液流内部各液团和各液层间产生的阻抗相对运动的内摩 擦力产生的能耗。 过水断面——垂直流线的液流横断面。 三、单项选择（每小题2分，共20分） 1.某点静水压强（ A ）。 A．的方向与受压面垂直并指向受压面；B．的大小与受压面的方向有关；C．的大小与容器大小有关；D．的大小与液体重度无关 2.曲面上静水总压力的（ B ）。
A．垂直分力的方向与重力一致；B．垂直分力的大小等于压力体的水重；C．水平分力的方向指向曲面的水平投影面；D．水平分力的大小等于水平投影面形心点的压强与水平投影面积的乘积 3.满足在同一过水断面上测压管水头相等的条件为（ C ）。 A．恒定流；B．非恒定流；C．均匀流；D．非均匀流 4. h（ D ）正比。 f A．糙率；B．流速；C．谢才系数；D．流段长度 5.虹吸管的最大真空值出现在（ D ）。 A．入口处；B．出口处；C．最高处；D．最高处的最末端 6.下列的（ D ）不是动量方程左端的力。 A．作用于流段上的动水压力；B．作用于流段上的固体边界摩阻力； C．水对固体边界的作用力；D．作用于流段上的重力 7.薄壁孔口与管嘴（厚壁孔口）的区别在于（ D ）。 A．有无收缩断面；B．自由出流还是淹没出流；C．作用水头的大小；D．是否有真空压强存在 8.并联管道的（ A ）等于（ A ）。[注：两括号填同一字母] A．总水头损失各分管段水头损失；B．总水头损失各分管段水头损失之和；C．总流量各分管段的流量；D．总流量各分管段流量之和 9.均匀泄流管道的（ D ）等于（ D ）。[注：两括号填同一字母] A．水头损失同长同质的直管水头损失；B．某断面流量入口断面的流量；C．某断面的流量折算流量；D．水头损失同长同质的直管水头损失的3 1 10.在环状管网的设计中，不正确的做法是（ D ）。
水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理
第3章液体一元恒定总流的基本原理题解 3.1如图某水平放置的分叉管路，总管流量Q =40m 3/s ，通过叉管1的流量为Q 1=20m 3/s ， 叉管2的直径d =1.5m 求出管2的流量及断面平均流速。 题3.1图 解：由连续方程可知12Q Q Q =+ 则3 21402020m /s Q Q Q =-=-= 22 22222442011.32m/s 3.14 1.5 Q Q v A d π?====? 3.2有一底坡非常陡的渠道如图所示，水流为恒定流，A 点流速为5m/s ，设A 点距水面的铅直水深H =3.5m ，若以o o -为基准面。求A 点的位置水头。压强水头，流速水头，总水头各为多少？ 题3.2图 解：A 点的位置水头：10m A z = A 点的压强水头为： 2cos 30 3.50.75 2.63m A p H g ρ=?=?= A 点的流速水头： 225 1.27m 229.81 A u g ==? 1
总水头： 2 10 2.63 1.2713.9m 2A A A A p u E z g g ρ=+ +=++= 3.3垂直放置的管道，并串联一文丘里流量计如图所示。已知收缩前的管径 m 0.4=D ，喉管处的直径m 0.2=d ，水银压差计读数△h =3.0cm ，两断面间的水头 损失g v h w 205.02 1=（1v 对应喉管处的流速）求管中水流的流速和流量。 题3.3图 解：以2—2断面为基准面对1—1断面和2—2断面列能量方程有（并取12 1.0αα==） g v g v g p g v g p z 205.02022 12 222111+++=++ρρ整理后得出 g v g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222 122212122211-=+-=-+ρρ （a ） 列出水银压差计上的等压面方程有 []h z z l g p h g gl p m ?+--+=?++)(2121ρρρ 经化简，由于02=z h g p p z ?-=-+6.122 11ρ代入（a ）后可得g v h 289.06.1221=? 从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.94 89.2342 11-?=? ==π 3.4有一水泵，，抽水流量Q =0.02m 3/s,吸水管直径d =20cm ，管长L =5.0m ，泵
电大《环境水利学》2024-2025期末试题及答案
电大《环境水利学》2024-2025期末试题及答案 一、判断题（正确画√，错误打×。每小题3分，小计15分） 1．在推求河流水环境容量时，应选择洪水流量为设计流量。( ) 2．液体中水的表面张力最大。( ) 3．河流水环境容量的特点就是混合稀释相对作用弱，生化作用相对强。( ) 4．功能一级区划中，水质污染严重，现状水质较差的城镇河段应划为开发利用区。( ) 5．环境管理制度已经逐步走向法律化、政策化。( ) 二、单项选择题（每小题3分，小计30分） 1．资源水利的核心是( )。 A．水利工程设施的建设 B．水资源的优化配置 C．注重经济效益，轻视社会效益 D．工程的技术可行性 2．水体中某污染物的本底值就是( )。 A．该物质在当地水体没有受到污染影响时的含量 B．该物质在过去的背景值 C．该物质在规划阶段采用的值 D．该物质在底泥中的含量 3．最容易发生富营养化污染的水体是( )。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水 4．当研究河段的水力学条件满足( )时，可考虑应用零维水质模型。 A．非恒定非均匀，洪水波 B．恒定非均匀，形成污染带 C．恒定均匀，充分混合 D．恒定均匀，非充分混合 5．用于水环境监测的分析方法可分为两大类：一类是化学分析法，另一类是( )法。 A．称量分析法 B．滴定分析法 C．仪器化学法 D．物理分析法 6．水利建设对环境的负效应有( )。 A. 减轻能源污染 B．创造旅游环境 C．改善生态环境 D．蓄水淹没影响 7．水利水电开发建设工程环境影响评价方法中最基本、最传统、最常用的一种是( A．清单法 B．网络法 C．叠图法 D．投资一效益分析法
水力学 作业汇总
水力学 作业 2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等？ 题2-1图 解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。另外，静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面 （1）在2号柱的水与水银交界面的水平线上，与1号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=112 h p p O H 2212γ+= 则 h p p O H Hg )(212γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以12p p > （2）在3号柱的水与水银面的水平线上，与2号柱该水平线上水面的压强相等，显然,32p p = （3）在4号柱的水与水银面的水平线上，与3号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=334 h p p O H 2434γ+= 则 h p p O H Hg )(234γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以34p p > 因此，1234p p p p >=>。 解这种题目时要注意：公式（1－8）只能应用于连续分布的同一种液体中，我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件，逐步分段计算。在计算过程中，不需要算出每一个具体数值，而只需列出代数式，迭优后再作数值计算。这样可以减少计算量。 2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器，如图所示。已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8 ×103Pa ，容器内水深h=2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
水力学模拟试题及答案(一)
水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（ C ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b
水力学课后习题答案
0 绪论 1 水静力学 2 液体运动的流束理论 3 液流型态及水头损失 4 有压管中的恒定流 5 明渠恒定均匀流 6 明渠恒定非均匀流 7 水跃 8 堰流及闸孔出流 9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 10 有压管中的非恒定流 11 明渠非恒定流 12 液体运动的流场理论 14 恒定平面势流 15 渗流 18 相似原理和模型试验基础 0 绪论 0.1 ρ＝816.33kg/m 3 0.2 当y=0.25H 时 H u dy du m 058.1≈ 当y=0.5H 时H u dy du m 84.0≈ 0.4 f = g 0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N 0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 2 1 水静力学 1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m 1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 2
1.3h 1=2.86m h 2 =2.14m 侧测压管油面与桶底的垂距为5m，外侧测压管油面与 桶底的垂距为4.28m。 1.4Pc=27.439KN/m2 1.5P M =750.68h KN/m2 1.6P 2-p 1 =218.05N/m2 1.7γ= B A B r A r B A + + 1.8P=29.53KN 方向向下垂直底板 P＝0 1.9W=34.3rad/s W max =48.5rad/s 1.10a= L h H g) ( 2- 1.12 当下游无水 P=331 2.4KN(→) P 2 =862.4KN(↓) 当下游有水 P=3136KN(→) P 2 =950.6KN(↓) 1.13 T=14 2.9KN 1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3 =h 2 =1.73m时 T＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m 1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN 1.19 P＝45.54KN 总压力与水平方向夹角φ＝14o28′1.20 P=353KN P=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←) 2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V＝7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3 γ2 p =2.35m 2.4 P K1 =63.8KN/m2 2.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s
水力学期末复习整理
水力学期末复习整理 第一章绪论 1.液体质点：微观上充分大，宏观上充分小的液体微团。 2.连续介质：液体和气体充满一个空间时，分子间没有间隙，其物理性质和运动要素都是连续分布的。 3.液体的易流动性：静止时，液体不能承受切力及抵抗剪切变形的特性。 4.液体的粘滞性：在运动状态下，液体所具有抵抗剪切变形的能力。（理想液体无粘滞性） 5.作用在液体上的力按作用特点分为质量力（主力，惯性力）和表面力（压力，切力）。 6.牛顿液体：凡τ与 dy du 呈过原点的正比例关系的液体 第二章 水静力学基础 1.静水压强特点：①作用线垂直于作用面；②同一点处，静水压强各向等值。 2.等压面特性：质量力与等压面互相垂直。 常见等压面：自由液面；同种相连通液体水平面；不相混溶液体交接面。 3.位置水头z ：计算点的位置高度，即计算点距计算基准面的高度。 第三章 水动力学基础 1.描述液体运动的两种方法：拉格朗日法；欧拉法。 2.欧拉法的基本概念： 流线：同一时刻与流场中各质点运动速度矢量相切的曲线。 流线的性质：①不相交或不突然转折；②光滑连续；③与恒定流流线重合；④与均匀流流线平行。 流管：在流场中取一封闭几何曲线，在此曲线上各点作流线，则可构成一管状流动界面。 流股：流管内的液流，又称为流束。 过水断面：垂直于流线簇所取的断面。 元流：过水断面无限小的流股。 总流：无数元流的总和。 3.流量Q ：单位时间内流经过水断面的液体体积。Q<0流进；Q>0流出。 4.液流分类：①恒定流与非恒定流：运动要素不随时间变化的流动称为恒定流； ②均匀流与非均匀流：流线簇彼此呈平行直线的流动称为均匀流。 非均匀流中又分为渐变流和急变流。 ③有压流与无压流 5.毕托管测流速；文丘里管（有压管）测流量。 第四章 水流阻力与水头损失 1.水头损失类型：沿程水头损失hf ；局部水头损失hj 。 2.黏性底层：在实际液流中，由于液体与管壁间的附着力作用，在管壁上会有一层极薄的液体贴附在管壁上不动，其流速为零。厚度λ δRe 81.32d = 。 3.绝对粗糙度Δ：管壁粗糙突出的平均高度。 4.绝对粗糙度对水流运动的影响：①Δ<δ，管壁绝对粗糙度被黏性底层淹没，Δ对紊流结构基本上没有影响，黏性底层成了紊流流核的天然光滑壁面，称为“水力光滑管”；②Δ>δ，管壁绝对粗糙度突出于黏性底层之外，并深入到紊流的流核之中，可使液流产生旋涡，加剧紊流的脉动，称为“水力粗糙管”。 5.当量粗糙度：和工业管道沿程阻力系数相等的同直径人工均匀粗糙管道的绝对粗糙度。 6.局部边界条件急剧改变是引起局部水头损失的直接原因。 水流的影响有：①导致液流中产生旋涡，加大水流的紊乱与脉动，增大液流的能量损失；②造成液流断面流速重新分布，加大流速梯度及紊流附加切应力，导致局部较集中的水头损失。 第五章 有压管流与孔口﹑管嘴出流 1.有压管路的类型：简单管路；复杂管路（串联，并联，管网）；长管与短管。 短管：必须同时计算管路沿程水头损失，局部水头损失及流速水头的管路。(L/d<1000) 长管：管路流速水头及局部水头损失可以忽略不计的管路。(L/d>1000) 第六章 明渠水流 1.棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程不变的渠道（过水面积只随水深h 变化，与断面位置无关）； 非棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程变化的渠道（过水面积与水深h 及断面位置有关）。 2.明渠均匀流发生的条件：属于恒定流，流量沿程不变；长直形的棱柱形顺坡（i>0）渠道；渠道糙率n 及坡底i 沿程不变。 明渠均匀流的水力特性：是一种等深，等速直线运动，断面流速沿程不变；总水头线﹑测压管水头线及渠底线三者平行，因此水力坡度J ﹑测压管坡度Jp 及渠底坡度i 三者相等。 3.明渠底坡（渠道底坡i ）：渠道沿程单位长度内的渠底高程变化值，又称比降。 按底坡几何特征分为：i>0,顺坡渠道；i=0，平坡渠道；i<0，逆坡渠道。 明渠水力最佳断面：渠道过水断面面积A ，糙率n 及渠道坡底一定时，Q 最大的断面形状。（A 一定，Q 最大；Q 一定，A 最小）