水力学例题
第1章 绪论
例1：已知油品的相对密度为0.85，求其重度。
解：3
/980085.085.0m N ?=?=γδ
例2：当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。
解：0=+=?=dV Vd dM V M ρρρ
ρρ
d dV
V -
=
Pa
dp d dp
V
dV E p
8
4105.2105%
02.01111
?=??=
=
-
==
ρ
ρβ
例3已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s
μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F
绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运动）
dy du μ
τ=
???
???
?
-=-=?2221
110
h u h u V μτμτ
因为 τ1＝τ2 所以
s
m h h V h u h u h u V /23.02
112212
2
1
1
=+=
?
=-μμμμμ
N
h u V A F 6.41
1=-==μ
τ
第2章 水静力学
例1：如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶
盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。
解：分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合
0=+s gz ax
等压面与x 轴方向之间的夹角
g a tg =
θ
Pa
L tg H h p A A 177552=??? ?
?
?+==θγγ
Pa
L tg H h p B B 57602=??? ?
?
?-==θγγ
例2：（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡
分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：
C
z g
r
p +-?=)2(
2
2
ωγ
利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0
作用于顶盖上的压强：
g
r
p 22
2ωγ
=（表压）
（2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡
压强分布规律：
C
z g
r
p +-?=)2(
2
2
ωγ
边缘A 、B 处：r ＝R ，z ＝0，p ＝0
g
R
C 22
2
ωγ
-=
作用于顶盖上的压强：
()
2
2
2
2r
R
g
p --=ω
γ
例3
：已知：r 1，r 2，Δh 求：ω0
解：0
212
1
2
0=-s z g
r ω （1）
222
2
2
0=-s z g
r ω （2）
因为
h
z z s s ?==21所以 2
1
2
202r r h g -?=
ω
例4已知：一圆柱形容器，直径D ＝1.2m ，完全充满水，顶盖上在r 0＝0.43m 处开一小孔，敞开测压管
中的水位a ＝0.5m ，问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时，顶盖所受的静水总压力为零？ 已知：D ＝1.2m ，r 0＝0.43m ，a ＝0.5m 求：n
解：据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ坐标如图，则 x X 2ω=，y Y 2ω=，g Z -= 代入上式积分：C
z g
r
p +-?=)2(
2
2
ωγ （*）
由题意条件，在A 点处：r ＝r 0，z ＝0，p ＝γa 则 C
g
r a +-?=)02(2
2
ωγγ
所以 )2(2
2g
r a C ωγ-?=
所以 )2()2(
2
2
22
g
r a z g
r
p ωγωγ-
?+-?=
当z ＝0时： )2(22
22
2g
r a g
r
p ωγωγ
-
?+=
它是一旋转抛物方程：盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。 而 02)2(2220
2
220
=????
?
???
?-?+=
?=
=
?
?
?
r d r g r a g r r d r p pdA P R
R
A
πωγωγ
π 所以
0)2(220
2
320
=???
?????-+?
dr r g r a g r R
ωω 即 02)2(420
2202
42=????
????-+R
r g r a r g ωω
则 2
2
02
022224042R
r ga ga r R -=
?=+-ωωω
所以 2
2
024212R
r ga n -=
=
π
π
ω
代入数据得：n ＝7.118转/秒
例5：闸门宽1.2m ，铰在A 点，压力表G 的读数为－14700Pa ，在右侧箱中装有油，其重度γ0＝8.33KN/m 3，问在B 点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡？ 解：把p 0折算成水柱高：
m
p h 5.19800
147000
-=-=
=
γ
相当于液面下移1.5m ，如图示虚构液面
则左侧：()()N A h P c 7056022.11298001=??+?==γ
压力中心距A 点：3.11－2＝1.11m
右侧：
设在B 点加水平力F 使闸门AB 平衡，对A 点取矩 ∑ M A ＝0 即 AB F h P h P D D +=2211
KN
F 87.252
33
.1992.1911.156.70=?-?=
例6：一示压水箱的横剖面如图所示，压力表的读数为0.14个大气压，圆柱体
长
L ＝1.2m ，半径R ＝0.6m 求：使圆柱体保持如图所示位置所需的各分力（圆柱体重量不计）。
解：水平分力：→N A h P x c x 2.119952.16.07.19800=???=
=γ
第3章 水动力学基础
例1：
已知：?
??
??=+-=+=0
z y x u t y u t x u 求：t ＝0 时，A （－1，1）点流线的方程。
解： t
y dy t
x dx
+-=
+积分：ln(x+t)=-ln(-y+t)+C → (x+t) (-y+t)=C`
当t ＝0时，x ＝－1，y ＝1，代入上式得： C`＝1 所以，过A （－1，1）点流线的方程为：xy ＝－1
例2、伯努利方程式的应用实例 例2－1 : 一般水力计算问题
有一喷水装置如图示。已知h 1＝0.3m ，h 2＝1.0m ，h 3＝2.5m ，求喷水出口流速，及水流喷射高度h （不计水头损失）。
解：① 以3－3断面为基准面，列1－1、3－3两断面的能量方程：
()3
20
320000h h p p h h +=?
++
=+++γ
γ
以2－2断面为基准面，列2－2、4－4两断面的能量方程：
()g
V h h p 20002
4
120
+
++=++
γ
所以，
()()()[]
()s
m h h h h g h h g p g
V /57.63.05.28.922221232120
4=-??=
+-+=
+-=γ
②
m
g
V h 20.222
4
==
例2－2: 节流式流量计
已知：U 形水银压差计连接于直角弯管， d 1＝300mm ，d 2＝100mm ，管中流量Q ＝100L/s 试问：压差计读数Δh 等于多少？ （不计水头损失）
解：以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：
()2g V 2g
V 02
2
2
2
1
1
+
+
?+=
++
γ
γp h z p
()2g
V V 2
1
222
1-+
?+=-h z p p γ
又
s m A Q V /42.13
.014.31
.042
1
1=??=
=
，
s
m A Q V /74.121
.014.31.042
2
2=??=
=
由等压面a －a 得压强关系：h p z p Hg ?-=-γγ21 则 z h p p Hg γγ+?=-21
所以
()6
.1942
.174
.122
2
-+
?+=+?h z z
h Hg
γ
γγ
mm
m h Hg
649649.018.8==-=
?γ
γ
γ
例2-3: 毕托管原理
水从立管下端泄出，立管直径为d ＝50mm ，射流冲击一水平放置的半径R ＝150mm 的圆盘，若水层离开盘边的厚度δ＝1mm
求：流量Q 及汞比压计的读数Δh 。水头损失不计。 分析：
1－1： p 1（＝0）， V 1（？）， z 1（√） 2－2： p 2（＝0）， V 2（？）， z 2（√） 3－3： p 3（ ？）， V 3（＝0）， z 3（√）（驻点） 每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。
解： 以圆盘为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：
2g V 02
2g
V 032
2
2
1
+
+=
+
+δ
①
列1－1、3点的能量方程：
02g
V 033
2
1
++
=+
+γ
p ②
据连续性方程：
2
12
24
1V R V d Q ?=?=
δππ ③
③代入①式：
2
242
2
2
2
/4.766416s
m d R g
V =???
?
?
?-=
δ （忽略δ/2）
V 2＝8.74m/s, V 1=4.196m/s
V 1代入②式： m
p 898.32g
V 32
1
3
=+
=γ
所以：s L V A V A Q /23.82211=?=?= h p Hg ?=?+γγ5.13
3
mm
m p h Hg
396396.09800
6.139800
5.19800898.35
.13==??+?=
?+=
?γγ
例2－4: 流动吸力
图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M 容器中的积水抽出。
已知：H 、b 、h （不计损失），
求：吼道有效断面面积A 1与喷嘴出口断面面积A 2之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作？
解：以1－1为基准面，列0－0、1－1断面的能量方程：
2g V 2
1
1
+
=
γ
p h 以0`－0`为基准面，列1－1、2－2断面的能量方程：
()2g V 2g
V 2
2
2
1
1
=
+
+
-γ
p h H
要使抽水机工作： b
p ≥-
γ
1
则：()gH V b h g V 2,
221=
+=
又因为：2211V A V A ?=?
所以：b
h H V V A A +=
=
1
22
1
例3：水头线（局部损失不计）
例4: 已知：Q ＝0.001m 3/s ，D ＝0.01m H w 吸＝1m ，h w 排＝25m 求：H ＝？p B ＝？N 泵＝？
解：取1－1、2－2断面列伯努利方程：O mH h z z H w 21232)(=+-= 取1－1、B 断面列伯努利方程：
W QH N Pa
p s
m V VA
Q h p B w B
6.31332001.09800108.9/74.122g
V
7.004
2
=??==?-=∴=?=+++=γγ泵吸
例5：动量方程已知：一个水平放置的90o弯管输送水 d 1＝150mm ，d 2＝75mm
p 1＝2.06×105Pa ，Q ＝0.02m 3/s
求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）
分析： 1－1： p 1（√）， V 1（可求）， z 1（√）2－2： p 2（？）， V 2（可求）， z 2（√）
解：
s
m d
Q
A Q V /132.142
1
1
1
=
=
=
π
s
m d Q
A Q V
/527.442
2
2
2
==
=
π
取1-1、2-2
对选取的控制体列动量方程：x 方向：)0(111V Q R A p x -=-ρy 方向：)0(222-=-V Q A p R y ρ 所以，N
R N
R y x 9583663==
N
R
R R y
x 378622=+=
66
.14==x
y R R arctg
θ
所以，水流对弯管壁的作用力为F 的反作用力F`，大小相等，方向相反。
第四章 流动阻力和水头损失
例1流速由V 1变为V 3的突然扩大管，为了减小阻力，可分两次扩大，问中间级V 2取多大时，所产生
的局部阻力最小？比一次扩大的阻力小多少？
解：① 求V 2
一次扩大的：
()g
V V h j 22
311-=
两次扩大的：
()()g
V V g
V V h j 222
322
212-+
-=
当V 1、V 3确定时，产生的最小阻力的值V 2由下式求出：
()()[]2
22213
12322122
V V V V V V V g
dV dh
j +=
∴=-+--=
②
()g
V V g
V V V g
V V V h j 422222
312
3312
3112-=
??
?
??-++
?
?
? ??
+-=
所以，2
11
2
=
j j h h 即分两次扩大最多可减少一半损失。
例2如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知h ＝50cm ，H ＝3m ，
管道直径D ＝25mm ，λ＝0.02，各局部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，管中流速V ＝1m/s ，求：下水箱的液面压强。（设稳定流动）
解：以下水箱液面为基准面，列两液面的伯努利方程：
()w
h h H p ++++=++
00000
γ
局部水头损失：
()
()m
g
g
V
h j 332.021
5.00.50.122
2
3
2
1=?
++=++=ζ
ζ
ζ
总水头损失：h w ＝h f +h j ＝0.475m
所以，()[]()Pa h h H p w 38955475.05.0398000=++?=++=γ
例3 水箱中的水通过直径为d ，长度为l ，沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水，问h 多大时，流量
Q 的计算式与h 无关？
解：取1－1、2－2断面列伯努利方程：
f
h g
V
l h +=
+22
g
V
d l h f 22
λ
=
()()
l
d
l h d
g
d
l l h g V ++=
++=
λ
λ
λ
212
()
l
d
l h d
g d
V d Q ++?
=
=
λ
λ
π
π
24
4
2
2
所以，当λ
d
h =
时，Q 与h 、l 无关。
第5章 孔口、管嘴出流与有压管路
例1某水罐1液面高度位于地平面以上z 1＝60m ，通过分支管把水引向高于地平面z 2＝30m 和z 3＝15m
的水罐2和水罐3，假设l 1=l 2=l 3=2500m, d 1=d 2=d 3=0.5m, 各管的沿程阻力系数均为
λ＝0.04。试求引入每一水罐的流量。
解：取1-1、2-2两液面列伯努利方程：
2
121f f h h z z ++=
g V d L h g
V d L h f f 222
2
222
22
1
111
1λλ==
所以，41.42
22
1=+V V （1） 取1-1、3-3两液面列伯努利方程：3
131f f h h z z ++=
所以，
94
.22
32
1=+V V （2）
又 ??
?==+=3
21
321d d d Q Q Q ? 321V V V += （3）
得 ???
??===s m V s m V s
m V /39.0/28.1/67.13
21 ? ???==s m Q s m Q /0765.0/251
.03
332
例2水从封闭水箱上部直径d 1=30mm 的孔口流至下部，然后经d 2=20mm 的圆柱行管嘴排向大气中，
流动恒定后，水深h 1=2m ，h 2=3m ，水箱上的压力计读数为4.9MPa ，求流量Q 和下水箱水面上的压强p 2，设为稳定流。6.01=μ，82.02=μ。 解：经过孔口的流量Q 1
Q
因为稳定流，所以Q 1＝Q 2整理得：
Pa
p 4
21034.4?
=例3最大水击压强。
处的
水击？并求阀门前断面
击是直接水击还是间接
试判断管中所产生的水
，
间为，若完全关闭阀门的时流，阀门关闭前管流为稳定。
，水的弹性系数
钢管的弹性系数
，
管壁厚，直径长一水电站的引水钢管，s s m Q cm N E cm N E cm e cm D m L 1/14.3/1006.2/1006.21,1007003
02
52
7
0=?=?====
s m E E e D E c /10151
10010
06.21006.21100010
06.21/75
9
=??+
?=
+
=
ρ流中的传播速度解：水击压强波在该管
所以：。
所以水击属于直接水击
s
s c
L 138.11015
70022>=?=
Pa
cV p s
m A
Q V 6
0001006.4410151000/4:?=??==?==
ρ压力为
于是所产生的最大水击
正常流速为阀门未关闭前管中水的
例4一单作用柱塞泵，柱塞直径D=141mm ，转速n=60rpm ，吸水管长l1=4m,压水管长l2=30m,管路直
径均为 d=100mm,吸水高度H1=3,压水高度H2=27m
求：工作室中的相对压强。 （1）在吸水行程的起点。 （2）在压水行程的终点。
解：设w 为曲柄运动的角速度，则柱塞往复运动的直线加速度为αωcos 2
rc ，于是相应地在管路中产生
的流体运动加速度为
2
2
)
(
cos d
D r αω。在吸水行程起点和压水行程终点，1cos =α,管路中的速度及水头损
失均为零，管路中的速度为：
2
22
2
/85.7)100
141(
1.0)60
602(
)(
s
m D
d r dt
d =???==πων 根据一元非恒定流体动能量方程，工作室相对压强
为： （1）在吸水行程起点，)
(02.685.78
.94311水柱m gdt
dv l H p x =?--=-
-=
（2）在压水行程终点，
)
(97.285.78
.9302722水柱m dt
dv l H p x =?-=-
=
例5水箱的正方形断面边长 a=800mm ，底部开有直径d=30mm 的孔口，流量系数u=0.16，
水箱开始是
空的，从上面注入固定不变的流量q=2L/S
求：恒定工作状况的水深H 值，并计算水深从0升至H 低0.1时所需要的时间？
解：恒定工况水深H 可由下式计算：
gH A q 2μ=
m
g
A q
H 10.18
.92)03.0()16.0(10
16422
4
2
62
2
2=?????=
=
∴-πμ
设水深从0升至比H 低0.1米处所需要的时间为T ，水箱横断面面积为： F 由连续条件得：
)
(1484)1
.111.11.11(8
.92)03.0(4
16.08
.022)(2)2(2
2
1
s Ln
h
H dh
g
A F
T h H g A Fdh
dt Fdh dt gh A q =-?-
-????
?=-=
∴-
=
=-?
πμμμ
第9章 相似原理与量纲分析
例1:在圆管层流中，沿壁面的切应力τ0与管径 d 、流速 V 及粘性系数 μ 有关，用量纲分析法导出此
关系的一般表达式。
解：n ＝4，应用雷利法，假设变量之间可能的关系为一简单的指数方程：
z
y
x
V kd μτ=0 （k 为实验系数）
按MLT
写出因次式为：z
y x T
ML LT
L T
ML ]
[][][][1
11
2
1-----=
对因次式的指数求解 对于M ： 1＝z L ：－1＝x ＋y －z T ：－2＝－y －z 所以 x ＝－1，y ＝1，z ＝1代入函数式得：
d
V K
μτ=0 （实验已证实：
d
V μτ8
0=）
例2:
已知液体在管路中流动，压力坡度L p
?，与下列因素有关：ρ，V ，D ，μ，Δ。 试用因次分析方法确定变量间的函数关系式，并得出计算h f 的公式
解：（1）
()?=?,,,,V D f L p
μρ ]
[2
2
--=?????
??T ML L p ；[]][L D =；
[]][3
-=ML ρ； []][11--=T ML μ；[]][1
-=LT V ；[]][L =?
（2）选ρ， V ， D 为基本的物理量
（3）建立3个无因次π
对于Π1
项：1
11]
[][]][[][1
3
1
1
c b
a
L LT
ML
T
ML T L M ----=
对于 M ： 0＝1+a 1
L ： 0＝－1－3a 1+b 1+c 1 T ： 0＝－1－b 1
所以 a 1＝－1， b 1 ＝－1， c 1 ＝－
1
对于Π2项：2
22
]
[][]][[][1
3000c b
a
L LT
ML L T L M --=
对于 M ：0＝a 2
L ： 0＝1－3a 2+b 2+c 2 T ： 0＝－b 2 所以 a 2＝0， b 2 ＝0， c 2 ＝－
1
对于
Π3项：3
33]
[][]][[][1
3
2
2
c b
a L LT
ML
T
ML T L M ----=
对于 M ：0＝1+a 3
L ： 0＝－2－3a 3+b 3+c 3 T ： 0＝－2－b 3 所以 a 3＝－1， b 3 ＝－2， c 3＝
1
（4
λ——沿程阻力系数
例3油泵抽贮油池中的石油，为保证不发生漩涡及吸入空气，必须用实验方法确定最小油位h ，已知原
型设备中吸入管直径d n =250mm ，νn =0.75×10-4m 2/s ，Q n =140L/s ，实验在1：5的模型中进行，试确定 (1) 模型中γ
m =？，
Q m =？，V m =？
(2) 若模型中出现漩涡的最小液柱高度h m =60mm ，求h n =？ 分析：重力、惯性力、粘性力，特征长度为d 解：Re n = Re m ，m n Fr Fr =
s
m d Q V n
n n /85.225
.014.341101404
12
3
2
=???=
=
-π
g n =g m ，
5
1=
n
m
d d V m ＝1.27m/s ，代入（1）得ν
m =0.068×10
-4
m 2
/s
s
L d V Q m m
/5.24
12
m ==π
h n = h m ?5＝300mm
???
???
??=??=?)
2()1(2
2m m
m n n n m m
m n
n n V d g V d g d V d V γγ
《流体力学》典型例题
《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿内摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()32 4 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿内摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率：
()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ω μ μ πδ δ == 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水
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
水力学吴持恭课后习题答案
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(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 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 -= )(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 ---?=????==π 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
流体力学典型例题及答案
1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
环境水利学问答题
环境水利学 一、问答题（简要回答，每题2分，共66分） 1.为什么要进行环境影响评价? 环评的目的是要保证拟建工程贯彻执行“保护环境”的基本国策，认真执行“以防为主，防治结合，综合利用”的环境管理方针。通过评价预测拟建水利水电工程建成后对当地自然环境和社会环境造成的各种影响，提出环境对策，以保证拟建工程影响区域良好的生态环境和社会环境；同时评价结果也为领导部门决策（拟建工程的可行性、方案论证等）提供重要的科学依据。 2.水利水电工程环境影响评价内容有哪些? 水利水电工程环境影响评价工作包括两大部分：一是编制评价工作大纲，二是开展环境影响评价。 3.水利水电工程环境影响评价方法有几种?各有哪些优点? ⑴清单法：是最基本、最传统、最常用的一种评价方法，其基本形式是把某项水利水电工程各种有关影响以表格形式列出，并常附有定量计算和环境参数的解释与说明，通过各类影响值的分析或运算进行影响评价。⑵Leopold矩阵法：主要优点是可以用做影响识别阶段的筛选工具，并且可以对影响项目和产生影响的主要工程行动之间的关系有清楚的显示。⑶叠置（图）法：优点是通过叠图可以直观地、清楚地显示每一个地理单元的信息群，便于发现矛盾，权衡利弊和进行调整。⑷网络法：通过完整的网络系统表示影响的原因与结果，从初始行动开始，向所有可能的组合放射，终结于评价出可能的环境影响。一定程度的网络分析对于评价环境因素不是太多的建设项目是很有用的。⑸投资—效益分析法：作为一个有用的工具，比较普遍地应用于环境影响评价中。⑹多层次模糊综合评判法：是一种既能反映明确边界特征，又能反映模糊系统特性的分析评价方法，提出有量值比较概念的综合评判结果。 ⑺赋权关联度法：是一种定性与定量相结合的综合评价方法。 4.跨流域调水工程环境影响有哪几部分内容?各有什么影响? ⑴对调出地区环境影响：①调出地区在枯水系列年，河流径流不足时，调水将影响调出地区的水资源调度使用，可能会制约调出区经济的发展。在枯水季节更可能造成紧邻调出口的下游地区灌溉、工业与生活用水的困难。②调出地区河流水量减少，改变了原有河床的冲淤平衡关系，可能使河床摆动，河床淤积加剧；流量减小使河流稀释净化能力降低，加重了河流污染程度；另外也会影响河流对地下水的补给关系。③若调水过多便会减少河流注入海湾的水量，使海洋动力作用相对增强，淡水与海水分界线向内陆转移，影响河口区地下水水
(完整版)水力学试题带答案
水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） 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。 答案：c （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；
水力学习题(上)
1-1 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)依题知 10 9072.010910 172.0101 72.0- =-?=∴ =y y dy du y u Θ ①当y=0.1时，s y dy du 1 9.01 .0572 .0)1.0(072.0--=≈?= ②当y=0.5时，1 9.05 .0134.0)5.0(0072.0--=≈?=s dy du y ③当y=1.0时，19.01 .0072.0)0.1(072.0--==?=s dy du y （2）依题知 2 41000101.01000m S N u dy du u ???=?== =-νρτΘ ①当y=0.1时，Pa 41078.5572.000101.0-?≈?=τ ②当y=0.5时，Pa 41035.1134.000101.0-?≈?=τ ③当y=1.0时， Pa 41027.7072.000101.0-?≈?=τ 1-2 已知温度20℃时水的密度3 /2.998m kg =ρ，动力粘滞系数 23/10002.1m s N ??=-μ，求其运动粘滞系数ν？ 解： s m 263 10004.12.99810002.1--?≈?==∴?=ρμνν ρμΘ 1-3 容器盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1）容器静止时；（2）容
器以等加速度g 垂直向上运动；（3）容器以等加速度g 垂直向下运动。 解：（1）依题知 g m mg f f f z y x =-= ==,0 （2）依题知 g g m mg mg f f f z y x 2,0-=--= == (3)依题知 g 0,0=-= ==m mg mg f f f z y x 1-4 根据牛顿摩擦定律，推导动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的量纲。 1-5 两个平行边壁间距为25mm ，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa ·s 的油，有一
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╳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。 环境水利学作业一
水力学(闻德荪)习题答案第四章
选择题（单选题） 等直径水管，A-A 为过流断面，B-B 为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系：（c ） （a ）1p =2p ；（b ）3p =4p ；（c ）1z + 1p g ρ=2z +2p g ρ；（d ）3z +3p g ρ=4z +4p g ρ。 伯努利方程中z +p g ρ+2 2v g α表示：（a ） （a ）单位重量流体具有的机械能；（b ）单位质量流体具有的机械能；（c ）单位体积流体具有的机械能；（d ）通过过流断面流体的总机械能。 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：（c ） p p 2 （a ）1p >2p ；（b ）1p =2p ；（c ）1p <2p ；（d ）不定。 黏性流体总水头线沿程的变化是：（a ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 黏性流体测压管水头线的沿程变化是：（d ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 平面流动具有流函数的条件是：（d ） 无黏性流体；（b ）无旋流动；（c ）具有速度势；（d ）满足连续性。 4.7一变直径的管段AB ，直径A d =0.2m ，B d =0.4m ，高差h ?=1.5m ，今测得A p =302 /m kN ，B p =402/m kN ， B 处断面平均流速B v =1.5s m /.。试判断水在管中的流动方向。
解： 以过A 的水平面为基准面，则A 、B 点单位重量断面平均总机械能为： 4 2323010 1.0 1.50.40 4.89210009.80729.8070.2A A A A A p v H z g g αρ???? =++=++?= ?????（m ） 232 4010 1.0 1.51.5 5.69210009.80729.807 B B B B B p v H z g g αρ??=++=++=??（m ） ∴水流从B 点向A 点流动。 答：水流从B 点向A 点流动。 4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度v 。如读值h ?=60mm ，求该点流速。 解： 10 3.85 u = = ==（m/s ） 答：该点流速 3.85u =m/s 。 4.9水管直径50mm ，末端阀门关闭时，压力表读值为212 /m kN 。阀门打开后读值降至
水力学习题
水力学习题1 一、单项选择题 1.某流体的运动粘度v =3×10-6m 2/s,密度ρ=800kg/m 3,其动力粘度μ为( ) A.3.75×10-9Pa ·s B. 2.4×10-3Pa ·s C.2.4×105 Pa ·s D.2.4×109 Pa ·s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A.1-1断面和2-2断面 B.2-2断面和3-3断面 C.1-1断面和3-3断面 D.3-3断面和4-4断面 3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( ) A.Q A >Q B B.Q A =Q B C.Q A 6.在已知通过流量Q 、渠道底坡i 、边坡系数m 及粗糙系数n 的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( ) A.给定水深h ，求底宽b B.给定宽深比β，求水深h 与底宽b C.给定最大允许流速［v ］max ，求水底h 与底宽b D.给定水力坡度J ，求水深h 与底宽b 7.断面单位能量e 随水深h 的变化规律是( ) A.e 存在极大值 B.e 存在极小值 C.e 随h 增加而单调增加 D.e 随h 增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( ) A.M 3型 B.C 3型 C.S 3型 D.H 3型 9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为( ) A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 10.速度v 、长度l 、运动粘度v 的无量纲组合是( ) A. vl v 2 B. v l v 2 C. v l v 22 D. vl v 二、填空题 不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。 12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。 13.圆管流的临界雷诺数Re c 为______。 14.水由孔口直接流入另一水体中，称为______出流。 15.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。 16.渠道中的水深h 大于临界水深h c 时，水流流态为______。 17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。 18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。 19.达西定律适用于______渗流。 20.具有自由液面的水流模型试验，一般选用______准则设计模型。 三、名词解释题21.粘性 22.断面平均流速 23.粘性底层 24.短管 25.临界底坡 四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分) 26.试述液体静力学的基本方程z p g C + =ρ及其各项的物理意义。 27.如图所示，一倒置U 形管，上部为油，其密度ρoil =800kg/m 3，用来测定水管中的A 点流速u A ，若读数△h=200mm ，求该点流速μA 。 题一 年调节水库兴利调节计算 要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。 资料： (1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。 (2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。 (3) V 死 =300万m 3。 表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%) 表2 水库特性曲线 解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量 由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=， )(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。采用早蓄方案，水库月 末蓄水量分别为： 32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、 3714m 、034213m 经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。 （2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121 ()2A A A =+，即各时段初、末水面积 平均值。查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。 蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准?月平均水面面积÷1000 渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量?渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M += 多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。 （3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。 （4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。 （5）校核：由于表内数字较多，多次运算容易出错，应检查结果是否正确。水库经过充蓄和泄放，到6月末水库兴利库容应放空，即放到死库容330m 万。V '到最后为300，满足条件。另外还需水量平衡方程 0=---∑∑∑∑弃 损 用 来 W W W W ，进行校核 010854431257914862=---，说明计算无误。 (6)计算正常蓄水位，就是总库容所对应的高程。表2 水库特性曲线，即图1-1,1-2。得到Z ～F ，Z ～V 关系。得到水位865.10m ，即为正常蓄水位。表1-3计入损失的年调节计算表见下页。 图1-2 水库Z-V 关系曲线 图1-1 水库Z-F 关系曲线 《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 =+==-+=∑ 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 水力学习题及答案 晓清公司新员工培训《水力学》测试题 （其中注明难题的请谨慎选用） 1理想流体的基本特征是（）。 A．黏性系数是常数 B. 不可压缩 C. 无黏性 D. 符合牛顿内摩擦定律 2水的动力粘性系数随温度的升高（）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．不定 3 流体运动粘度ν的单位是（）。 A．m2/s B．N/m C. kg／m D. N·s／m 4当水受的压强增加时，水的密度（）。 A．减小 B．加大 C.不变 D．不确定 5气体体积不变，温度从0℃上升到100℃时，气体绝对压强变为原来的 （C）。 A．0.5倍 B．1.56倍 C．1.37 D．2倍 6如图，平板与固体壁面间间距为1mm，流 题6图体的动力粘滞系数为0.1Pa·s，以50N 的力拖动，速度为1m/s，平板的面积是（B ）。 A．1m2 B．0.5 m2 C．5 m2 D．2m2 7牛顿流体是指（）。 A．可压缩流体 B．不可压缩流体 C．满足牛顿内摩擦定律的流体 D．满足牛顿第二定律的流体 8静止液体中存在（）。 A．压应力 B．压应力和拉应力 C．压应力和切应力 D．压应力、拉应力和切应力。 9根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（）。 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 10金属压力表的读值是（）。 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。 11 某点的真空压强为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 A．65000Pa B．55000Pa C．35000Pa D． 165000Pa。 12绝对压强p aBs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是（）。 A．p= p a -p aBs B．p=p aBs+p a C．p v=p a-p aBs D．p=p v+p a。 例题1 在旋转锥阀与阀座之间有厚度为1δ，动力粘度为μ的一层油膜，锥阀高为h,上、下底半径分别为1r 和2r 。 试证明，锥阀以角速度ω旋转时，作用在锥阀上的阻力矩为： T = 〔解〕证明： 任取r 到r+dr 的一条微元锥面环带，在半径r 处的速度梯度是 δ ωγ ，切应力ωγτμδ=， 假定锥面上的微元环形面积为dA ，则作用在锥阀微元环带表面上的微元摩擦力是dF=τdA 微元摩擦力矩 dT=τdA ?r 下面讨论dA 的表达式，设半锥角为θ,显然，由锥阀的几何关系可得 2 2 2121)(h r r r r Sin +--= θ θ ππθSin rdr dA rdr dASin 22= = ∴ dr r Sin rdA dT 3 2θ δπμωτ= = ( )1 1 2 2 44 123 2sin 2sin r r r r r r T dT r dr πμωπμωδθ δθ -= = = ?? 将)(4 24 1r r -进行因式分解，并将Sin θ的表达式代入化简整理上式可得 2 21212()(2T r r r r πμωδ = ++例题2 盛有水的密闭容器，其底部圆孔用金属圆球封闭，该球重19.6N ，直径D=10cm ，圆孔直径d=8cm ，水深H 1=50cm 外部容器水面低10cm ，H 2=40cm ，水面为大气压，容器内水面压强为p (1)当p 0也为大气压时，求球体所受的压力； (2)当p (1)计算p 0=p a 如解例题2(a)图，由压力体的概念球体所受水压力为 ()()? ???? ?--=??????--=464622132213d H H D d H H D P γπγππ ())(205.0408.04.05.06 1.014.3980023↑=??? ????--??=N (2) 设所求真空度为Hm(水柱)高，欲使球体浮起，必须满足由于真空吸起的“吸力”+上举力=球重，如 解例题 2(b) 6.19205.04 2 =+d H πγ () ()m d H 39.008 .014.398004 205.06.194205.06.192 2=???-=-=γπ γ K P ≥0.39 p K ≥9800×0.39=3822N/m 2 当真空度p K ≥3822N/m 2 时，球将浮起。 例题3 管道从1d 突然扩大到2d 时的局部水头损失为j h '，为了减小水头损失的数值，在1d 与2d 之间再增加一个尺寸为d 的管段，试问：(1)d 取何值时可使整体的损失为最小；(2)此时的最小水头损失j h 为多少? 〔解〕(1)根据已知的圆管突然扩大局部水头损失公式 一、选择题： 1、对线性问题应用叠加原理时，下列说法不正确的是( ) A. 多个污染源输入时，可分别计算每个污染源的浓度响应，再进行浓度叠加 B. 对空间起始分布源输入，可将起始分布源分解为若干瞬时平面源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和 C. 对恒定连续源输入，可将连续源按时间分解为若干瞬时源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和 D. 断面上某点流速可分解为平均速度、偏差速度和脉动速度之和 2、下列说法不正确的是( ) A. 分子扩散方程实质上是质量守恒原理在环境水力学中的应用 B. 宽浅型河流的分散系数一定与河流水深成正比 C. 误差函数)(z erf 始终是增函数 D. 分子扩散系数z y x D D D ≠≠，即不符合各向同性 3、上游来水COD Cr (u)=14.5mg/L ，Q u =8.7m 3/s ；污水排放源强COD Cr (e)=58mg/L ，Q e =1.0m 3/s 。如忽略排污口至起始断面间的水质变化，且起始断面的水质分布均匀，则采用完全混合模式计算得到其浓度为( )。 A. 20.48mg/L B. 17.98mg/L C. 18.98mg/L D. 19.98mg/L 4、下列不属于瞬时源浓度解的有( ) A.?? ????-=222exp )0,0,(z z y H U m x c σσσπ B. ?????????? ??++???? ??-= )exp(442),(0 D xu Dt ut x erfc Dt ut x erfc c t x c C. ?????????? ??---???? ? ?+-= Dt b ut x erf Dt b ut x erf c t x c 442 ),(0 D. ( ) ?? ????++--= Dt z y ut x Dt M t z y x c 4)(exp 4),,,(2223 π 5、下列说法不正确的是（ ） A. 物理过程：指污染物在水体中的混合稀释和自然沉淀过程 B. 化学过程：指污染物在水体中发生的理化性质变化等化学反应，对水体净化起作用的主要是氧化还原反应 C. 生物自净过程：微生物在溶解氧充分的情况下，将一部分有机污染物当食饵消耗掉，将另一部分有机物氧化分解为无害的简单无机物 D. 紊动扩散：指水流的紊动作用引起的水中污染物自低浓度向高浓度区域扩散过程 6、河流稀释混合模式中，点源稀释混合模型是（ ） A. ()Q W Q Q c Q c c s e e u u 4.86+ += B. ()()e u e e u u Q Q Q c Q c c ++= C. d t k c c 101+= D. ?? ???? -=V x k c c 86400ex p 10 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)] 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——经典题目分析
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