《水力学》题集13章答案
第一章绪论
第一题、选择题
1、理想液体就是( B )
(A)没有切应力又不变形的液体; (B)没有切应力但可变形的一种假想液体;
(C)切应力与剪切变形率成直线关系的液体;(D)有切应力而不变形的液体。
2、理想液体与实际液体最主要的区别就是( D )
A.不可压缩;
B.不能膨胀; B.没有表面张力; D.没有粘滞性。
3、牛顿内摩擦定律表明,决定流体内部切应力的因素就是( C )
A动力粘度与速度B动力粘度与压强C动力粘度与速度梯度D动力粘度与作用面积
4、下列物理量中,单位有可能为m2/s的系数为( A )
A、运动粘滞系数
B、动力粘滞系数
C、体积弹性系数
D、体积压缩系数
6、影响水的运动粘度的主要因素为( A )
A、水的温度;
B、水的容重;
B、当地气压; D、水的流速。
7、在水力学中,单位质量力就是指( C )
A、单位面积液体受到的质量力
B、单位面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
8、某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( B )
A、3、75×10-9Pa·s
B、2、4×10-3Pa·s
C、2、4×105Pa·s
D、2、4×109Pa·s
第二题、判断题
1、重度与容重就是同一概念。(√)
2、液体的密度ρ与重度γ不随温度变化。(×)
3、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×)
4、黏滞力随相对运动的产生而产生,消失而消失。(√)
5、水的粘性系数随温度升高而减小。(√)
7、一般情况下认为液体不可压缩。(√)
8、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。( ×)
9、水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。( × )
10、静止液体有粘滞性,所以有水头损失。( × )
12、表面张力不在液体的内部存在,只存在于液体表面。(√)
13、摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。(×)
第三题、填空题
2、水力学中, 连续介质模型就是假设液体就是一种连续充满其所占据空间毫无空隙
的连续体。
3、在水力学中常常出现的液体主要物理性质有重度与粘性 ,在某些情况下还要涉及液体的压缩性、表面张力与汽化压强等。
5、理想液体与实际液体的主要区别就是:就是否存在液体的粘滞性。
6、牛顿内摩擦定律适用条件就是牛顿流体、层流运动。
7、内摩擦力与液体的性质有关,并与速度梯度与接触面积成正比,而与接触面上的正压力无关。
8、流体受力按照表现形式,分为表面力与质量力。
第四题、名词解释
2、连续介质模型:只研究液体在外力作用下的机械运动(宏观特性),不研究液体内部的分子运动(微观运动特性)
3、黏滞力:当液体处于运动状态时,即液体质点之间存在相对运动,则质点之间产生内摩擦力阻碍其相对运动,这种性质称为粘滞性,内摩擦力即黏滞力。
4、理想流体:忽略液体粘性的流体。
5、压缩性:由于流体只能承受压力,抵抗体积压缩变形,并在除去外力后恢复原状,因此这种性质就称为压缩性。
6、表面张力:液体表面上的液体分子由于其两侧分子引力不平衡,而承受极其微小的拉力。
8、表面力:作用于被研究的液体体积表面上的力,其大小与受作用的液体表面积成正比。
9、质量力:作用于被研究的液体体积内所有质点上的力,其大小与受作用的液体质量成正比。
第五题、简答题
1、什么就是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？
答案:理想液体就是指没有粘滞性的液体。
实际液体都具有粘滞性,在液体流动时会引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论,我们引入了理想液体的概念,忽略液体的粘滞性,分析其运动规律,然后再考虑粘滞性影响进行修正,可以得到实际水流的运动规律,用以解决实际工程问题。这就是水力学重要的研究方法。
2、温度对流体粘性系数有何影响？原因何在？
答:温度升高时液体的粘滞系数降低,流动性增加,气体则相反,粘滞系数增大。这就是因为液体的粘性主要由分子间的内聚力造成的。温度升高时,分子间的内聚力减小,粘滞系数就要降低。造成气体粘性的主要原因则就是气体内部分子的运动,它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量与动量的变换。当温度升高时,气体分子运动的速度加大,速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧,所以,气体的粘性将增大。
3、文字描述牛顿内摩擦定律。
答:流体的内摩擦力与其速度梯度
du
dy
成正比,与液层的接触面积A 成正比,与流体的性质有关 ,而与接触面积的压力无关 即du F A
dy
μ=。 第六题、计算题
1、容积为10m 3的水,当压强增加了10个大气压时容积减少10升,试求该水体的体积弹性系数K 。
解:体积压缩系数:
体积弹性系数:
则K=98、1×107Pa
2、已知某水流流速分布为10/172.0y u =,u 的单位为m/s ,y 为距壁面的距离,单位为m 。(1)求y=0、1、0、5、1、0m 处的流速梯度;(2)若水的运动粘滞系数s cm /1010.02=ν,计算相应的切应力。
解:(1)
10/910/9072.010
1
72.0--=??=y y dy du 则y=0、1处的流速梯度为:
572.01.0072.010/91
.0=?=-=y dy du
y=0、5处的流速梯度为:
134.05.0072.010/95
.0=?=-=y dy
du
y=1、0m 处的流速梯度为:
072.00.1072.010/90
.1=?=-=y dy
du
(2)切应力 dy
du dy du dy du dy du ??=??===--4410082.101001010.02.998ρυμ
τ 则y=0、1处的切应力为:Pa dy
du
y y 41
.041
.01077.510082.10-=-=?=?
?=τ
y=0、5处的切应力为:Pa dy du y y 45
.045
.01035.110082.10-=-=?=?
?=τ
y=1、0处的切应力为:Pa dy
du y y 401
.140
.110726.010082.10-=-=?=??=τ
p
V V
??-=βV
V p K ??-
==
β
1
5、一底面积为40×45cm 2的矩形平板,质量为5kg,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,斜面倾角θ=22、62o,如图所示。已知平板运动速度u=1m/s,油层厚mm 1=δ,由平板所带动的油层的运动速度就是直线分布。试求润滑油的动力粘滞系数μ。
题1-6图
解:如图平板所受作用力包括:重力G 、斜面的支撑力N 、摩擦力T 由受力平衡得:N G T 85.1862.22sin 8.95sin =???==θ
dy
du A
T μ
=
可得 23
/1047.0101145.040.085
.18m s N dy du A T ?=???==
-μ
第二章水静力学
第一题、选择题
1、某点压强与受压面的关系就是( A )
A、垂直指向受压面
B、垂直背向受压面
C、平行于受压面
D、倾斜指向受压面
2、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
3、静止液体中同一点各方向的压强( A )
A、数值相等
B、数值不等
C、仅水平方向数值相等
D、铅直方向数值最大
4、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。
5、静止流体中存在:( A )
A、压应力;
B、压应力与拉应力;
C、压应力与剪应力;
D、压应力、拉应力与剪应力。
6、相对压强的起算基准就是:( C )
A、绝对真空;
B、1个标准大气压;
C、当地大气压;
D、液面压强。
7、金属压力表的读值就是:( B )
A、绝对压强;
B、相对压强;
C、绝对压强加当地大气压;
D、相对压强加当地大气压。
8、某点的真空度为65000Pa,当地大气压为0、1MPa,该点的绝对压强为:( D )
A、65000Pa;
B、55000Pa;
C、35000Pa;
D、165000Pa。
10、选择下列正确的等压面:( C )
A、 A ? A
B、 B ? B
C、 C ? C
D、 D ? D
11、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
13、图示封闭容器内,液面压强p0与当地大气压强p a的关系为( C )
A.p0＜p a
B.p0＝p a
C.p0＞p a
D.无法确定
14、盛水容器 a 与 b 的测压管水面位置如下图所示,其底部压强分别为 p a 与 p b 。若两容器内水深相等,则 p a 与p b 的关系为 (A)
A. p a > p b B 、 p a < p b C 、 p a = p b D 、 无法确定
16、液体中某点的绝对压强为96、04kN/m 2(当地大气压为98 kN/m 2),则该点的真空值为( B ) A.-1、96kN/m 2 B.1、96 kN/m 2 C.96、04 kN/m 2 D.-96、04 kN/m 2
18、在密闭容器上装有U 形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,其压强关系为:( C )
A 、1p >2p >3p ;
B 、1p =2p =3p ;
C 、1p <2p <3p ;
D 、2p <1p <3p 。 19、用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差,水银面高差h p =10cm, A p -B p 为:( B )
A 、13、33kPa;
B 、12、35kPa;
C 、9、8kPa;
D 、6、4kPa 。 20、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
22、平衡液体中的等压面必为( D )。
A、水平面;
B、斜平面;
C、旋转抛物面;
D、与质量力相正交的面。
25、液体某点的绝对压强为58 kP a ,则该点的相对压强为( D )
A、159、3 kP a ;
B、43、3 kP a ;
C、-58 kP a;
D、-43、3 kP a。
26、图示的容器a 中盛有重度为ρ1的液体,容器b中盛有密度为ρ1与ρ2的两种液体,则两个容器中曲面AB 上压力体及压力应为( B )
A、压力体相同,且压力相等;
B、压力体相同,但压力不相等;
C、压力体不同,压力不相等;
D、压力体不同,但压力相等。
27、有一倾斜放置的平面闸门,当上下游水位都上升1 m 时〔虚线位置〕,闸门上的静水总压力。( A )
A、变大;
B、变小;
C、不变;
D、无法确定。
28、有一水泵装置,其吸水管中某点的真空压强等于3 m 水柱高,当地大气压为一个工程大气压,其相应的绝对压强值等于( B )
A、3 m 水柱高;
B、7 m 水柱高;
C、－3 m 水柱高;
D、以上答案都不对。
静水压力:静止液体作用在与之接触的表面上的水压力。
绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。
相对压强:以当地同高程大气压强为零点起算的压强。
等压面:压强相等的各点组成的面。
真空:液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时,称该点存在真空。
真空值:真空程度大小的度量,即该点绝对压强小于当地大气压强p a 的数值,用 p v 表示。 测压管水头:位置水头与压强水头的与,称为测压管水头。静止液体内个点测压管水头等于常数。
静水压强度与作用面的内法线方向 平行 。 测压管水头= 位置高度 与 测压管高度 之与。
液体中,测管水头 (z + p /ρg ) 的能量意义就是 单位重量液体的总势能 ;位置高度 z 的能量意义就是 单位重量液体的位置势能 ;压强高度 p /ρg 的能量意义就是 单位重量液体的压强势能 。
绝对压强与相对压强的关系表达式为a P P P +=',其中,'P 为 绝对压强 ,P 为 相对压强 ,a P 为 当地大气压强 。
真空压强的最小值就是 0 ;真空压强的最大值就是 当地大气压强 。
任一平面上的静水总压力等于 平面形心点上的静水压强 与 平面面积 的 乘积 。 三种液体盛有容器中,如图所示的四条水平面,其中为等压面的就是 B —B 。
对于同一种连续的静止液体,等压面为水平面。( √ ) 在同一种静止液体中,测压管水头为常数。( √ )
任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。( × ) 直立平板静水总压力的作用点就就是平板的形心。( × ) 相对压强必为正值。( × )
曲面壁上静水总压力的竖直分力等于压力体的液体重量。( √ ) 静水压强仅就是由质量力引起的。( × )
二向曲面上的静水总压力的作用点就就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。
( ×)
一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。则该平面上的静水总压力P=ρgyDAsinα。(yD 为压力中心D的坐标,ρ为水的密度,A 为斜面面积)( ×)
图示为二块置于不同液体中的矩形平板,它们的宽度b,长度L及倾角α均相等,则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度就是相等的。( ×)
在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B,并安装一U 形水银压差计,如图所示。由于A、B两点静水压强不等,水银液面一定会显示出?h 的差值。( ×)
绘出图(1)中的受压面AB上静水压强分布图与图;
(2)中水平分力压强分布图及垂直分力的压力体图。
绘制题图中AB 面上的压强分布图。
B
h 1
h 2
A B
h 2
h 1
h
A
B
A
B
ρgh 1
ρgh 1
ρgh 1
2
A
B
ρg (h 2-h 1)
ρg (h 2-h 1)
A
ρgh
静水压强两个特性就是什么？
(1)静水压强的方向垂直指向被作用面;(2)作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。 简述静水压强分布图的绘制方法。
答:(1)按比例用线段长度表示某点静水压强的大小。 (2)用箭头表示静水压强方向(垂直指向被作用面) (3)将边壁各点的压强矢量箭头尾端相连。 试述液体静力学的基本方程 p z C
g ρ+=及其各项的物理意义。
物理意义:
Z :单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能,简称位能。
p
γ
:单位重量液体具有的压强势能,简称压能。
Z +
p
γ
:单位重量液体具有的总势能。 Z +
p
γ
=C:静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。
1、用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求水面的压强0p 。
解: ()04 3.0 1.4p p g ρ=--
()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+---
()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+-- ()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--?-+--????
265.00a p =+(kPa)
答:水面的压强0p 265.00=kPa 。
2、盛有水的密闭容器,水面压强为0p ,当容器自由下落时,求水中压强分部规律。
g
解: 选择坐标系,z 轴铅垂朝上。
由欧拉运动方程:10z p
f z
ρ?-
=? 其中 0z f g g =-+= ∴
0p
z
?=?,0p = 即水中压强分布 0p p =答:水中压强分部规律为0p p =
3、α=?45,闸门上缘A 处设有转轴,忽略闸门自重及门轴摩擦力,试求开启闸门所需拉力T 。
解:(1)解析法。1000
9.80721239.228C
C P p A h g bl ρ=?=?=????=(kN)
3
22212 2.946122sin sin 45sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A bl
αα=+=+=+==??(m)
对A 点取矩,当开启闸门时,拉力T 满足:()cos 0D A P y y T l θ--?=
()2
12sin sin 2sin cos cos C C C
D A h h l l P h P y y T l l αααθθ
??????+-- ???
????-????==?
2
122sin 3.9228cos 45
C l l
P h l αθ?? ?+ ?? ?
?
?==?31.007=(kN) 当31.007T ≥kN 时,可以开启闸门。
(2)图解法。压强分布如图所示
:
P A
sin 45
12.682A C l p h g ρ?
?
=-= ???
(kPa) sin 45
26.552B C l p h g ρ?
?
=+= ??
?
(kPa) ()()12.6826.552139.2322
A B lb P p p +??=+?
==(kN) 对A 点取矩,有 1122cos 450P AD P AD T AB ?+?-??=
∴ ()12223cos 45
A B A l p l b p p l b l
T l ???+-????=
? ()2
12.681126.5512.6813cos 45
??+-??
=
31.009=(kN)
答:开启闸门所需拉力T 31.009=kN 。
4、折板ABC 一侧挡水,板宽b =1m,高度1h =2h =2m,倾角α=?45,试求作用在折板上的静水总压力。
A
B
α
h 1
h 2
解: 水平分力:
()()2
12
122210009.807178.45622x h h P g h h b ρ++=??+=???=(kN) (→)
竖直分力:
12121cot cot 2z P V g g h h h h b ρραα??=?=+ ???
123
2
g h h b ρ=??
3
10009.8072212
=?????
58.842=(kN) (↓) 2298.07x y P P P =+=(kN) tan 0.75z x P P θ=
=,1tan 36.87z x
P
P θ-== 答:作用在折板上的静水总压力98.07P =kN 。
6、如图所示,一个封闭水箱,下面有一1/4园柱曲面AB,宽为2m(垂直于纸面方向),半径R =1m,m h 21=,m h 32=,计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方向与作用点。
解:水平分力:
kN N A gh P x cx x 4.2929400125.18.91000==????==ρ (3’)
垂直分力:
kN N gV P z 806.232.23806)14
2212(8.910002
==??-????==π
ρ (3’)
合力:
kN P P P z x 83.378.234.292222=+=+= (2’) 方向:与χ方向的夹角为 00.398097.04
.29806.23====arctg arctg P P arctg
x z θ (2’) 作用点距水箱底部距离: m R e 629.039sin 1sin 0=?==θ (2’)
7、密闭盛水容器,水深1h =60cm,2h =100cm,水银测压计读值h ?=25cm,试求半径R =0.5m 的半球形盖AB 所受总压力的水平分力与铅垂分力。
解:(1)确定水面压强0p 。
01Hg Hg p h g g h h ρρρρ??=???=??- ???
()10009.8070.2513.60.6=???- 27.460=(kPa)
(2)计算水平分量x P 。
()202x C P p A p h g R ρπ=?=+? ()227.460 1.09.8070.5π=+??
29.269=(kN)
(3)计算铅垂分力z P 。
33
4140.59.807 2.567326
z R P V g g ππρρ??==??=?=(kN)
答:半球形盖AB 所受总压力的水平分力为29.269kN,铅垂分力为2.567kN 。
9、某压差计如图所示,已知H A =H B =1m,ΔH=0、5m 。求:B A p p -。
题2-4图
解:
由图可知,１－１面为等压面,根据压强公式可得
h g p p gh p H A A ?+==+ρρ21,
h g gh p p H A A ?-+=ρρ2
同时,B B gh p p ρ-=3
由于水银柱与水柱之间为空气,密度可忽略不计,则32p p =,得
B B H A A gh p h g gh p ρρρ-=?-+
将已知数代入公式,得
2
233233kN/m 04.47)1m m 1(9.8m/s kg/m 1010.5m 9.8m/s kg/m 1013.6)
(=+???-???=+-?=-B A H B A h h g h g p p ρρ 10、水闸两侧都受水的作用,左侧水深3m 、右侧水深2m 。试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置(用图解法与解析法分别求解)。
解:(1)图解法:
绘出静水压强分布图,如图:
m
m
压强分布图的面积:
m
kN h h gh h h g /5.24)23(28.910)23(8.9102
1
)()(21323212221=-???+-???=-+-=Ωρρ作用于单宽上的静水总压力 kN b P 5.245.241=?=Ω=
压力中心的位置:设P 距底部距离为e
左侧水体对水闸的静水总压力为:kN b P 1.4438.9102
112311=????=Ω=
右侧水体对水闸的静水总压力为:kN b P 6.1928.9102
112322=????=Ω=
根据合力矩＝分力矩之与可得:2211e P e P Pe -=
m e 27.15.24/)3
2
6.19331.44(=?-?
= (2)解析法: 图中可知:m h h c 5.12
3
211===
211331m bh A =?== m h h c 0.12
2
222===
222221m bh A =?== kN A gh P c 1.4435.18.9103111=???==ρ
kN A gh P c 6.1920.18.9103222=???==ρ
作用于水闸上的静水总压力:kN P P P 5.246.191.4421=-=-=
求压力中心位置:m A l I
l l c c c d 0.23
5.131121
5.12
11111
=???+=+=
m A l I
l l c c c d 33.22
221121
22
22222
=???+=+=
2211d d d l P l P Pl -=
m l d 73.15.24/)33.26.190.21.44(=?-?=
11、圆弧门如图所示。门长2m 。(1)求作用于闸门的水平总压力及其作用线位置。(2)求垂
直总压力及其作用线方向。
解:(1)水平分力:铅垂投影面面积:2422m br A x =?==
投影面形心的淹没深度:m r h h c 42
232
=+=+=
kN A gh P x c x 8.156448.91000=???==ρ 方向:水平向右
(2)铅直分力:压力体如图,压力体体积32
28.184
2232m bA V ACDE =?
??
?
?
?
?+??==π
kN gV P z 1.17928.188.91000=??==ρ 方向:铅垂向上 (3)总压力:kN P P P z x 04.2381.1798.1562222=+=+= (4)作用力方向
合力指向曲面,其作用线与水平向夹角: 8.48)8
.1561.179arctan(arctan ===x
z P P α
13、如图所示,涵洞进口设圆形平板闸门,其直径d=1m,闸门与水平面成o 60=α倾角并铰接于B 点,闸门中心点位于水下4m,门重G=980N 。当门后无水时,求启门力T(不计摩擦力)。
解:闸门中心的淹没深度m h c 4=
闸门所受静水总压力kN A gh P c 77.3014
148.910002=?????==πρ
作用点距水面的距离m r h l c 12.42
1
60sin 460sin 1=-?=-?=
m d l d l d l l d 63.4)
112.42(8)
1512.48(112.4)2(8)58(111=+???+??+=+++
=
根据力矩平恒:ααcos cos 2
)(m in 1d T d G l l P D =+-
kN d d G
l l P T D 87.3160cos 160cos 21
98.0)12.463.4(77.30cos cos 2)(1m in =?
????+-?=+-=
αα 启门力应大于31、87kN 。
第三章水动力学理论基础
2、关于水流流向问题的正确说法为( D )
A、水流一定就是从高处往低处流
B、水流一定就是从压强大处向压强小处流
C、水流一定就是从流速大处向流速小处流
D、水流一定就是从机械能大处向机械能小处流
3、满足在同一过水断面上测压管水头相等的条件为( C )。
连续性方程表示:( C )
A.恒定流;
B.非恒定流;
C.均匀流;
D.非均匀流
4、连续性方程表示:(C)
A、能量守恒 B 、动量守恒C、质量守恒D、动量矩守恒
5、下列的( D )不就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、图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面就是(C)
A、1-1断面与2-2断面C、1-1断面与3-3断面
B、2-2断面与3-3断面D、3-3断面与4-4断面
8、流线与迹线重合的条件就是:( B )
A、不可压缩流体
B、恒定流动
C、理想流体流动
D、渐变流动
9、位变加速度为零的流动就是( C )
A、恒定流
B、非恒定流
C、均匀流
D、非均匀流
10、下列水流中,时变(当地)加速度为零就是( A )
A、恒定流
B、均匀流
C、层流
D、一元流
11、水力学中的一维流动就是指( 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。
12、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。
13、伯努力积分的应用条件为( C )
A、理想正压流体,质量力有势,非恒定无旋流动;
B、不可压缩流体,质量力有势,非恒定有旋流动
C、理想正压流体,质量力有势,恒定流动,沿同一流线
D、理想正压流体,质量力有势,非恒定流动,沿同一流线
14、理想液体恒定有势流动,当质量力仅为重力时, ( A )
A、整个流场内各点的总水头相等;
B、只有位于同一流线上的点,总水头相等;
C、沿流线总水头沿程减小;
D、沿流线总水头沿程增加;
水力学第二章课后习题测验答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压 强。 解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+?? 相对压强为：15.00kPa 。 绝对压强为：116.33kPa 。 答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，， 求水面压强。 解：0 1.1a p p p g ρ=+- 4900 1.110009.807a p =+-??
5.888a p =-（kPa ） 相对压强为： 5.888-kPa 。 绝对压强为：95.437kPa 。 答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。 解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=?=??=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+??+??总水箱箱 980728274.596W =+?=箱kN W +箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ?。而支座反力与水体 重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积g ρ?。 答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ， 如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
国家开放大学电大《环境水力学》形成性考核3个
环境水利学形成性考核册
使用说明 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化和调节教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学习者综合素质能力的重要保证。 “环境水利学”是工学科水利水电工程专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解环境水利的发展过程，认识水环境干扰与变化的规律，掌握水环境保护与修复的基本知识和技术、水利水电工程的环境影响及其评价方法，了解水利水电工程的环境管理。课程主要包括：环境水利基础知识；水体污染与水体自净；水利工程的环境影响；水环境的修复与管理；水质模型与水环境容量；水利工程的环境影响评价；了解水利工程的环境管理等内容。为从事与环境有关的专业技术工作打下基础。 本课程紧密联系水利水电建设实际，同时由于国民环境意识的提高以及国家建设坚持和谐可持续发展的基本指导思想，课程相关内容具有不断更新的特点。另外，环境水利所涉及的知识范围很广，除了水利工程技术，还涉及环境科学、生态学等多个学科，课程内容也比较多，给学习带来一定困难。 水利水电工程专业以在第一线工作的技术人员为主要培养对象，以业余学习为主要方式，旨在提高学习者的文化素质和专业技术水平。本形成性考核册的编写，考虑到学员的能力和环境，贯彻以“学生自学为中心”的教育思想，循序渐进，理论联系实际，努力做到介绍学科最新知识，学以致用，培养学生分析和解决实际问题的能力。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分作业，分别对应于文字教材的1~2章、3~4章、5~6章和7~8章。学员应按照教学进度及时完成各次计分作业。每次计分作业满分为100分，由教师按照学员完成作业的情况评定分数，并按4次作业的分数计算学员的计分作业总成绩。因各次作业量不同，应按4次作业的加权平均分数计算总成绩（即形成性考核成绩），计算公式为： 形成性考核成绩 = 计分作业总成绩 = 第1次作业分数╳0.2 + 第2次作业分数╳0.3 + 第3次作业分数╳0.3 + 第4次作业分数╳0.2 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程总成绩满分为100分，60分为及格。 本次作业对应于文字教材1至2章，应按相应教学进度完成。
《水力学》课后习题答案
第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμΘ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -=Θ )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 [解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑
y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y
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。
电大环境水力学作业题.
环境水利学 形成性考核册 学生姓名： 学生学号： 分校班级： 中央广播电视大学编制
使用说明 本考核册是中央广播电视大学水利水电工程专业“环境水利学”课程形成性考核的依据，与《环境水利学》教材（许士国主编，中央广播电视大学出版社出版）配套使用。 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化和调节教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学习者综合素质能力的重要保证。 “环境水利学”是中央广播电视大学工学科水利水电工程专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解环境水利的发展过程，认识水环境干扰与变化的规律，掌握水环境保护与修复的基本知识和技术、水利水电工程的环境影响及其评价方法，了解水利水电工程的环境管理。课程主要包括：环境水利基础知识；水体污染与水体自净；水利工程的环境影响；水环境的修复与管理；水质模型与水环境容量；水利工程的环境影响评价；了解水利工程的环境管理等内容。为从事与环境有关的专业技术工作打下基础。 本课程紧密联系水利水电建设实际，同时由于国民环境意识的提高以及国家建设坚持和谐可持续发展的基本指导思想，课程相关内容具有不断更新的特点。另外，环境水利所涉及的知识范围很广，除了水利工程技术，还涉及环境科学、生态学等多个学科，课程内容也比较多，给学习带来一定困难。 开放式教育是新型的远距离教育模式。水利水电工程专业以在第一线工作的技术人员为主要培养对象，以业余学习为主要方式，旨在提高学习者的文化素质和专业技术水平。本形成性考核册的编写，考虑到学员的能力和环境，贯彻以“学生自学为中心”的教育思想，循序渐进，理论联系实际，努力做到介绍学科最新知识，学以致用，培养学生分析和解决实际问题的能力。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分作业，分别对应于文字教材的1~2章、3~4章、5~6章和7~8章。学员应按照教学进度及时完成各次计分作业。每次计分作业满分为100分，由教师按照学员完成作业的情况评定分数，并按4次作业的分数计算学员的计分作业总成绩。因各次作业量不同，应按4次作业的加权平均分数计算总成绩（即形成性考核成绩），计算公式为： 形成性考核成绩 = 计分作业总成绩 = 第1次作业分数╳+ 第2次作业分数╳+ 第3次作业分数╳ + 第4次作业分数╳ 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程总成绩满分为100分，60分为及格。 环境水利学作业一
水力学第二章课后答案.docx
1 ２ 6 11答案在作业本 2.12 （注:书中求绝对压强）用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求 水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- ()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+--- ()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+-- ()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--?-+--???? 265.00a p =+(k Ｐa ） 答：水面的压强0p 265.00=ｋPa 。 2-1２形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2ｍ,宽b ＝1ｍ，形心点水深c h ＝2ｍ，倾角α=?45,闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。
l b α B A T h c 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=(kN ） 3 22221222 2.946 122sin sin 4512sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A bl αα=+=+=+=+=??
2-13矩形闸门高h =３ｍ,宽b =2m ，上游水深1h ＝6m,下游水深2h ＝4.５m ，试求:（1)作用在闸门上的静水总压力；（２)压力中心的位置。 解：（１)图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? ()12h h g ρ=-
水力学复习题
水力学重修复习题 1.如图，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A 点的相对压强。（所有读数均自地面算起，其单位为米）（参考分数：8分） 解：由连通器原理可知（均采用相对压强） p A +γ水（2.5－0.9）= p 1 p 2 +γ水银（2.0－0.9）= p 1 p 3－γ水（2.0－0.7）= p 2 p 3 =γ水银（1.8－0.7） 由上解得 p A = 27m 水柱 2. 以U 型管测量A 处水压强，h 1=0.15m ，h 2=0.3m ，水银的γ＝133280N 3/m ，当时当地大气压强298000/a P N m =，求A 处绝对压强p 。 a
解：由γ +p 水 γ +1h 水银 a p h =2，有-=a p p γ 水 -1h γ 水银 22/565463.013328015.0980098000m N h =?-?-= 3. 如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成60o，铰接于B 点并可绕B 点转动，门的直径d=1m ，门的中心位于上游水面下4m ，门重G=980N 。当门后无水时，求从A 处将门吊起所需的力T 。（其中J cx =πr 4/4）（参考分数：14分） 解：闸门所受水的总压力 P=γh c A=9.8×4×π×0.5×0.5 =30.79kN 压力中心D 到B 的距离 ()m H d Y A Y J Y L c c c c c 51.05.05.060sin 45.02 24 =+?????? ????= +-+ =ππ B 到T 的垂直距离 m d x 5.060cos =??= B 到G 的垂直距离 m d y 25.060cos 2 =??= 根据理论力学平衡理论 kN x Gy PL T Tx Gy PL M A 230 =+==-+=∑
武大水力学习题第2章 水静力学
第二章水静力学 1、相对压强必为正值。 ( ) 2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 ( ) 3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 ( ) 4、二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。 ( ) 5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。则该平面上的静水总压力P=ρgy D A sinα。(y D为压力中心D的坐标，ρ为水的密度，A 为斜面面积) （） 6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( ) 9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B 两点静水压强不等，水银液面一定会显示出?h 的差值。 ( ) 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 ( ) 11、选择下列正确的等压面: ( ) (1) A ? A (2) B ? B (3) C ? C (4) D ? D
12、压力中心是( ) (1) 淹没面积的中心； (2) 压力体的中心；(3) 总压力的作用点；(4) 受压面的形心。 13、平衡液体中的等压面必为( ) (1) 水平面； (2) 斜平面； (3) 旋转抛物面； (4) 与质量力相正交的面。 14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。 15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体； (3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。 16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器A B 壁面上的静水压强分布图应 为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d 17、液体某点的绝对压强为 58 kP a，则该点的相对压强为 ( ) (1) 159.3 kP a； (2) 43.3 kP a； (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。 18、图示的容器a 中盛有重度为ρ1的液体，容器b中盛有密度为ρ1和ρ2的两种液体，则两个容 器中曲面AB 上压力体及压力应为 ( ) (1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。
水力学自测练习题之试题3
水力学自测练习题之试题3
水力学自测练习题之试题(三) 一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”） （本大题分17小题，每小题1分，共17分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（） 2、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（） 3、谢才系数C的单位是m。（） 4、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（） 5、公式既适用于层流，也适用于紊流。（） 6、当H=2m，δ=30m，如图所示的建筑物为宽顶堰。（） 7、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。（） 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。（） 9、渗流压强与基准面的选择有关。（） 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。（） 11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（） 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。（） 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。（） 14、长直棱柱形正坡（i＞0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均匀流。 （） 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。（） 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（） 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流（无旋流）。（） 二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分）
1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（） （1）pa ＞pb （2）pa ＜pb （3）pa = pb （4）无法确定 2、静水压力的方向（） （1）与受力面平行（2）与受力面斜交 （3）与受力面外法线方向一致（4）与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合（） （1）对数分布（2）直线分布 （3）抛物线分布（4）椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ（h′）与θ（h″）的关系是（） （1）θ（h′）=θ（h″）（2）θ（h′）＞θ（h″） （3）θ（h′）＜θ（h″）（4）无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是（） （1）缓流（2）缓变流 （3）急流（4）临界流 6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d=10cm，则属于小孔口出流的相应水 头为（） （1）0.5m （2）0.7m （3）0.9m （4）1.2m 7、宽顶堰流量系数m的最大值为（） （1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75 8、流函数（） （1）在等势面上为常量（2）只有无旋流动中才存在 （3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系 三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分4小题，每空1分，共8分）
水力学第二章课后答案
1 2 6 11答案在作业本 2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ， 试求水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- 265.00a p =+（kPa ） 答：水面的压强0p 265.00=kPa 。 2-12形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2m ，宽b =1m ，形心点水深c h =2m ，倾角α=?45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=（kN ） 2-13矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =4.5m ，试求： （1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。 解：（1）图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? 14.71=（kPa ） 14.713288.263P p h b =??=??=（kN ） 合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2 b 处。 （2）解析法。 ()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-?=-???=（kN ） ()120.250.75 4.6674.5 =?+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-?=???=（kN ） ()22211111130.75 3.253 C C D C C C C I I y y y y A y A ??=+=+=+= ???（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ） 合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： 1.499=（m ） 答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m ,液体的密度为850kg/m 3,求液面 压强。 解：P o = P a ，gh = P a 850 9.807 1.8 相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。 答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2,压力表中心比A点高0.4m , A点在水下 1.5m，，求水面压强。 P0 1.5m 1 0.4m A
解: P0 = P a P -1.1 'g 二P a 4900 -1.1 1000 9.807 二p a「5.888 （kPa） 相对压强为：_5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。 答: 水面相对压强为-5.888kPa,绝对压强为95.437kPa。 3m 解：（1）总压力：Pz=A p=4「g 3 3 = 353.052 （kN） （2）支反力：R 二W总二W K W箱二W箱;?g 1 1 1 3 3 3 =W箱 9807 28 =274.596 kN W箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体Qg。而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积Eg。 答：水箱底面上总压力是353.052kN，4个支座的支座反力是274.596kN。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d =0.4m，容器底的直径D=1.0m，高h
=1.8m ,如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力 解: （1）容器底的压强： P D =P A'gh =252°9807 1.8 =37.706（kPa）（相对压强） /-d2 4 （2）容器底的总压力： P D二Ap D D2 p D12 37.706 10 = 29.614（kN） 4 4 答：容器底的压强为37.706kPa，总压力为29.614kN 。 2.6用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强P0。
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
水力学复习题
水力学 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。） 1. 发生水跃的充分必要条件是4 ① 从层流过渡到紊流 ② 从陡坡过渡到缓坡 ③ 从缓流过渡到急流 ④ 从急流过渡到缓流 2. 对于正坡（i ＞0）明渠非均匀流，当水深h →∝时4 ① 0→ds dh ② ∝+→ds dh ③ ∝-→ds dh ④ i ds dh → 3. 圆管紊流中的上临界雷诺数4 ① 是紊流转变为层流时的雷诺数 ② 是层流和紊流的主要判别参数 ③ 等于2300 ④ 对流态判别作用不大 4. 图示A 、B 两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为h f1，管2沿程水头 损失为h f2，则h f1与h f2的关系为2 ① 21f f h h ? ② 21f f h h = ③ 21f f h h ? ④无法确定 5. 粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4 ① 光滑面 ② 过渡粗糙面 ③ 粗糙面 ④ 以上答案均不对 6. 管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2 ① 增大 ② 减小 ③ 不变 ④ 不定 7. 图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A —A 内外两侧的1、2两点处各装一根测 压管，则两测压管水面的高度h 1与h 2的关系为3 ① h 1>h 2 ② h 1=h 2 ③ h 1 ①p B1＝p B2 ②p B1＜p B2 ③p B1＞p B2 ④无法确定 9. 平衡液体中的等压面必为4 ①水平面②斜平面 ③旋转抛物面④与质量力相正交的面 10. 牛顿流体具有2 ①扩散并充满整个容器的特性 ②在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性 ③实际上绝对不可压缩的性质 离δ=5mm，油的动力粘度μ=0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为( 3 ) ①. 10Pa ②. 15Pa ③. 20Pa ④. 25Pa 水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。(√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。(√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。(√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。(√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。(×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。(√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。(√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。(√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。(√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。(√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。(×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。(×) 第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失 1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 3、紊流中存在各种大小不同的涡体。 4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 6、' 'y u x u ρτ -=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。 7、临界雷诺数随管径增大而增大。 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 12、公式gRJ ρτ= 即适用于管流，也适用于明渠水流。 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。 17、粘性底层的厚度沿流程增大。 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ 与断面平均流速 v 的平方成正比。 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 20、紊流的脉动流速必为正值。 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。 26、当雷诺数 Re 很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 27、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而 （ ） ⑴ 增大 ； ⑵ 减小 ； ⑶ 不变 ； ⑷ 不定 。 28、按普朗特动量传递理论， 紊流的断面流速分布规律符合 1 对数分布 ； 2 椭圆分布 ； 3 抛物线分布 ； 4 直线分布 。 29、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 30、其它条件不变，液体雷诺数随温度的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 31、谢才系数 C 与沿程水头损失系数 的关系为 1 C 与 成正比 ； 2 C 与 1 成正比； 3 C 与 2 成正比； 4 C 与 λ1 成正比 。 32、A 、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A 管为热水，B 管为冷水，则两管流量 1 qvA > qvB ; 2 qvA ＝ qvB ; 3 qvA < qvB ； 4 不能确定大小 。 33、圆管紊流附加切应力的最大值出现在 1 管壁 ； 2 管中心 ； 3 管中心与管壁之间 ； 4 无最大值 。 34、粘滞底层厚度 随 Re 的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 35、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力0τ的相互关系如下，如果沿程阻力系数也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下： 1 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 ； 2 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 3 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 4 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 。 选择题（单选题） 2.1 静止流体中存在：（a ） （a ）压应力；（b ）压应力和拉应力；（c ）压应力和剪应力；（d ）压应力、拉应力和剪应力。 2.2 相对压强的起算基准是：（c ） （a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当地大气压；（d ）液面压强。 2.3 金属压力表的读值是：（b ） （a ）绝对压强；（b ）相对压强；（c ）绝对压强加当地大气压；（d ）相对压强加当地大气压。 2.4 某点的真空度为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（d ） （a ）65000Pa ；（b ）55000Pa ；（c ）35000Pa ；（d ）165000Pa 。 2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是：（c ） （a ）abs p =p +V p ；（b ）p =abs p +a p ；（c ）V p =a p -abs p ；（d ）p =V p +V p 。 2.6 在密闭容器上装有U 形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系 为：（c ） （a ）1p >2p >3p ；（b ）1p =2p =3p ；（c ）1p <2p <3p ；（d ）2p <1p <3p 。 2.7 用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差，水银面高差h p =10cm, A p -B p 为： （b ） （a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。 2.8露天水池，水深5 m处的相对压强为：（b） （a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。 2.9垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离 D y为：（c） （a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。 2.10圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：（a） （a）1/2；（b）1.0；（c）2；（d）3。 2.11在液体中潜体所受浮力的大小：（b） （a）与潜体的密度成正比；（b）与液体的密度成正比；（c）与潜体淹没的深度成正比； （d）与液体表面的压强成反比。 2.12正常成人的血压是收缩压100~120mmHg，舒张压60~90mmHg，用国际单位制表示是 多少Pa? 解：∵1mm 3 101.32510 133.3 760 ? ==Pa ∴收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa 舒张压：6090mmHg8.00 =kPa12.00kPa 答：用国际单位制表示收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa；舒张压： 农田水利学作业 1、用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻的需水量 （1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的蒸发量（E0）的观测资料见表1-1。 （2）水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量，见表1-2。 表1-1 某地蒸发量（E0）的观测资料 表1-2 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 解：（1）各月日蒸发量 4月日蒸发量ET04=182.6/30=6.09 mm/d 5月日蒸发量ET04=145.7/31=4.7 mm/d 6月日蒸发量ET04=178.5/30=5.95 mm/d 7月日蒸发量ET04=198.8/31=6.41 mm/d (2)由ET=αET0，计算各生育阶段的蒸发量如下表： 2、设计春小麦灌溉制度 西北陆某地，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量117mm，其中3～7月降雨量65.2mm，每次降雨量多属微雨（5mm）或小雨（10mm）且历时短；灌区地下水埋藏深度大于3m，且矿化度大，麦田需水全靠灌溉。土壤为轻、中壤土，土壤容重为1.48t/m3，田间持水量为28%（占干土重的百分数计）。春小麦地在年前进行秋冬灌溉，开春解冻后进行抢墒播种。春小麦各生育阶段的田间需水量、计划湿润 层深度、计划湿润层增深土层平均含水率及允许最大、最小含水率（田间持水量百分数计），如表2-1所列。据农民的生产经验，春小麦亩产达300～350kg 时，生育期需灌水5～6次，灌水定额为50～60m3/亩。抢墒播种时的土壤含水率为75%（占田间持水量百分数计）。 表2-1 春小麦灌溉制度设计资料表 解： （1）灌区地下水埋藏深度大于3m ，因而可忽略地下水补给量K 。 （2）根据各旬计划湿润层深度H 和计划湿润层允许最大、最小含水率求出土层允许储水量上限W max 和下限W min ,并绘于灌溉制度设计图上（max max 667W H γθγ'=? ??水, min min 667W H γθγ'=???水 ）。 （3）由计划湿润层增加而增加的水量W T 2667(1)H H γ θγ'=?-? ?水 =33.67（m 3/亩）。 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 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 === 2.1.恒定流：如果在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变。非恒定流：如果在流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化。均匀流：水流的流线为相互平行的直线。非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线。渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近于平行的直线。急变流：水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小。按运动要素是否彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流，而非均匀流按流线的不平行和弯曲程度又分为渐变流和急变流。渐变流重要性质为：过水断面上近似服从静压分布：Z+P/y=C 2.2.此时的A?υ?=A?υ?符合连续方程。两个断面无支流，且上游水位恒定，则下游通过的流量一定，则流量保持平衡，满足该公式。 2.3能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’。Ζ?：位置水头；Ρ?/ρg：压强水头；（μ?）2/2g：流速水头；Ζ?：单位位能；Ρ?/ρg：单位压能；（μ?）2/2g：单位动能；hw’：水头损失。能量意义：在总流中任意选取两个过水断面，该两断面上液流所具有的总水头若为H?和H?，则：H?=H?+hw。 2.4这些说法都不对。对于理想液体来说，在无支流进去的情况下，其各断面的流量总和是相等的，根据能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’，及连续方程：A?υ?=A?υ?。可以看出：只要其流量不改变，能量的总和就不会变。则水是由流速大地方向流速小的地方流这种说法就是错误的。总流的动量方程：ΣF=ρQ（Β?υ?-Β?υ?），也说明了这一点。 2.5总水头线：把各断面H=Ζ＋Ρ/ρg＋α（μ）2/2g描出的点子连接起来得到的线就是总水头线；测压管水头线：把各断面的（Ζ＋Ρ/ρg）值的点子连接起来得到的线就是测压管水头线。水力坡度：总水头线沿流程的降低值与流程长度值比；测压管坡度：测压管水头线沿流程的降低值与流程长度值比。均匀流的测压管水头线和总水头线相等。 2.6⑴ΣF中包括表面力和质量力。⑵若果由动量方程求得的力为负值则说明所求的方向与规定的方向相反。水力学练习题及答案
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