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水力学课后计算题及答案解析

水力学课后计算题及答案解析
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水力学课后计算题及答案

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

dy

du

/

τμ= s Pa ??=?=∴--3

3

10410

5.025.0/

2μ 1-8.一圆锥体绕其中心轴作等角速度16rad

s

ω=旋转。锥体与固定壁面间的距离

δ=1mm ,用0.1Pa s μ=?的润滑油充满间隙。锥体半径R=0.3m ,高H=0.5m 。求作用于

圆锥体的阻力矩。(39.6N ·m )

[解] 取微元体如图所示

微元面积:θ

ππcos 22dh

r dl r dA ?=?= 切应力:δ

ωμμ

τ0-==r dy du 阻力:dA dT τ= 阻力矩:r dT dM ?=

dA r rdT dM M ???===τ

第二章 流体静力学

2-1.一密闭盛水容器如图所示,U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ,求容器液面的相对压强。

[解] gh p p a ρ+=0

kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=??==-=∴ρ

2-2.密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa 。压力表中心比A 点高0.5m ,A 点在液面下1.5m 。求液面的绝对压强和相对压强。

[解] g p p A ρ5.0+=表

Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=?-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000

=+-=+='

2-3.多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m 。试求水面的绝对压强p abs 。

[解] )2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0-+=-+---+g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ

g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ1.13.11.16.10+=+-+

kPa

g g p p a 8.3628.9109.28.9106.132.2980009.22.2330=??-???+=-+=水汞ρρ

2-4. 水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ,U 形压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。试求A 、B 两点的压强差。(22.736N /m 2)

[解] 221)(gh p h h g p B A 水银水ρρ+=++

Pa

h h g gh p p B A 22736)2.02.0(8.9102.08.9106.13)(33212=+??-???=+-=-∴水水银ρρ

2-5.水车的水箱长3m,高1.8m ,盛水深1.2m ,以等加速度向前平驶,为使水不溢出,加速度a 的允许值是多少?

[解] 坐标原点取在液面中心,则自由液面方程为: x g

a z -

=0 当m l

x 5.12-=-

=时,m z 6.02.18.10=-=,此时水不溢出 20/92.35

.16

.08.9s m x gz a =-?-=-=∴

2-6.矩形平板闸门AB 一侧挡水。已知长l =2m ,宽b =1m ,形心点水深h c =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。

[解] 作用在闸门上的总压力:

N A gh A p P c c 392001228.91000=????=?==ρ

作用点位置:m A y J y y c c c D 946.21245sin 221121

45sin 23

=????+=+=

m l h y c A 828.12

2

45sin 22sin =-=-= α

)(45cos A D y y P l T -=?∴

kN l y y P T A D 99.3045cos 2)

828.1946.2(3920045cos )(=?-?=-=

2-7.图示绕铰链O 转动的倾角α=60°的自动开启式矩形闸门,当闸门左侧水深h 1=2m ,右侧水深h 2=0.4m 时,闸门自动开启,试求铰链至水闸下端的距离x 。

[解] 左侧水作用于闸门的压力:

b h h g

A gh F c p ??== 60

sin 21

1111ρρ 右侧水作用于闸门的压力:

b h h g

A gh F c p ??== 60

sin 22

2222ρρ )60sin 31()60sin 31(2

211

h x F h x F p p -=-∴ )60sin 31(60sin 2)60sin 31(60sin 22

22111

h x b h h g h x b h h g -?=-??ρρ

)60sin 31()60sin 31(22

2121

h x h h x h -=-? )60sin 4.031(4.0)60sin 231(22

2

-?=-??x x m x 795.0=∴

2-8.一扇形闸门如图所示,宽度b=1.0m ,圆心角α=45°,闸门挡水深h=3m ,试求水对闸门的作用力及方向

[解] 水平分力:

kN b h h g A gh F x c px 145.4432

.381.910002=???=??==ρρ

压力体体积:

3

22221629.1)45sin 3

(8]321)345sin 3(3[)45

sin (8]21)45sin (

[m h h h h h V =-?+-?=-+-=

ππ 铅垂分力:

kN gV F pz 41.111629.181.91000=??==ρ

合力:

kN F F F pz px p 595.4541.11145.44222

2=+=+=

方向:

5.14145

.4441

.11arctan

arctan

===px

pz F F θ

2-9.如图所示容器,上层为空气,中层为3

m N 8170=石油ρ的石油,下层为

3m N 12550=甘油ρ的甘油,试求:当测压管中的甘油表面高程为9.14m 时压力表的读数。

[解] 设甘油密度为1ρ,石油密度为2ρ,做等压面1--1,则有

)66.362.7()66.314.9(211?-?+=?-?=g p g p G ρρ g p g G 2196.348.5ρρ+= g g p G 2196.348.5ρρ-=

96.317.848.525.12?-?=

2kN/m 78.34=

第三章答案

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?

【解】(1)以水箱底面为基准,对

自由液面1—1断面和虹吸管下端出口处2 -2断面建立伯努利方程,忽略水头损失, 则

g v p g

v p z z 2γ

22γ

1222211

+

+=+

+

其中 h

z z +=21

21==p p

01=v 则

s m s m gh v /85.10/681.9222=××==

管内体积流量:

s m s m d v Q /192.0/15.04

π

85.104π3222

=××== (2)以管口2-2断面为基准,对自由液面1-1断面即管内最高点S 点 为中心断面,列伯努利方程,忽略水头损失,则

g v p s g

v p s s z z 2γ

12211

+

+=++

其中h 1=z

h a z s += 01=p 01=v

s m v v /85.102s ==

即kPa kPa a p g v s 46.78)81

.9285.10-2-(9807)--(γ2

222

=××== 故S 点的真空压强v p =78.46kpa 。

(3)当h 不变时,S 点a 增大时,当S 点压强Ps 等于水的气化压强时,此 时S 点发生水的汽化,管内的流动即终止。查相关表可知,在常温下(15摄氏

度)

水的汽化压强为1697Pa (绝对压强),以管口2-2断面为基准,列S 点位中心的

断面及断面2-2的伯努利方程(忽略水头损失)

g v p g

v p z z 2γ

22γ

12222s s

+

+=+

+

其中h a z s += 02=z 2s v v = a 1697P p s = a 101325

2P p = 即

m 16.4m 16.10m 6-9807

1697

-101325h -γ-a 2====

)(s p p 本题要注意的事,伯努利方程中两边的压强性质要相同,由于Ps 为绝对压

强,因此出口处也为绝对压力。

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。

【解】 (1)以通过断面A-A 形心点的水平面为基准面,分别写出断面 A-A ,断面B-B 的伯努利方程

g

V m g V m g V g p Z H A A B B A A A A A 2α99.62α8.9100105.6802αρ2

2

32

+

=+

××+=+

+=

g

V m g V m m g V g p Z H B B B B B B B B B 2α92.62α8.910010580.12αρ2

2

32

+

=+

××+=+

+= 由于mm d mm d B A 300200=<= 故 B A V V > 取0.1αα==BA

g

V g V B B A A 2α2α2

2>

因此B A H H >,可见断面 A--A 的总机械能高于断面B-B 的总机械能,该管中水流是从断面A-A 流向B-B 断面

(2)以通过断面A-A 形心点的水平面为基准面,写出断面A-A 与断面

B-B 的恒定总流的伯努利方程

wAB B B B B A A A A h g

V g p Z g V g p Z +++=++2αρ2αρ2

2

取动能修正系数0.1αα==A A 且0=A Z 故

g

V V g V m g V m g

V g p m g V g p h B A B A B B A A wAB

207.0)

292.6)(299.6()2ρ0.1)(2ρ(2

22

222+

=++=+++=

因 B A B B A V d d V V 4

9

)(

2==,所以

m

m g V m g V V m h B B B wAB

536.08

.9325.16507.0326507.02)49

(07.02

22

2=××+=+

=+=

(4) 通过管道流量

s L s m V d V A Q B B B B /975.105/)5.13.04

π

(4π322=××===

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 【解】 对断面1-1和断面2-2应用伯努利方程,

g

V g p Z g V g p Z 2αρ2αρ2

222221111+

+=+

+

)ρ(ρ222112122g

p

Z g p Z g V V ++= 设断面2-2与右边水银面高差为L ,则

)]-(-[ρΔρρ121'2Z Z l g p h g gl p +=++

整理得

m h g p p Z Z 252.0Δ)1ρρ(ρ'

2112==+---

利用连续性方程2211A v A v =,则

m A A g V 252.0][21

222=2

)1-( s m V /2231.22= s m A V Q /03929.022==

从本题看出,用文丘里流量计测量管道流量时,Q 的一般计算式为

)]ρ(ρ[)(24πμ

221142g p

Z g p Z D

d g d Q ++=-1-

如果用U 型水银压差计测量水压,则Q 的计算式为

4'D

d--1p

p)

(1Δ2)(4

πμ

2h g d Q = 值得注意的是,文丘里流量计无论是水平,倾斜或者是竖直放置,其计算公式 都是一样的。

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。

【解】 本题是总流的伯努利方程和动量方程用于明渠水流运动的问题。 (1) 求流量。以通过上游渠底 的水平面为基准面,在坎底上

下游渐变流段,选取1-1断面, 2-2断面,列伯努利方程

g

V g p Z g V g p Z 2αρ2αρ2

222221111++=++

在明渠流动中,怎样选取计算点呢?

根据渐变流的特性,过水断面上个点的总测压管水头 g

p Z ρ+

都相等。但是,

将计算点选取在水面上,其压强P=0(以相对压强计),取动能修正系数

0.1αα==A A ,伯努利方程简化为

g

V Z g V Z 222

22211+=+

212

12222Z Z g

V g V -=-=0.15m 由连续方程221

1A v A v =,得

1

2

2

1A A V V ==22

221675.02

15

.05.02v v v Bh Bh =×=-- 代入上式

15.0]675.10[222

=g

v s m s m g v /32.2/675

.1015.022

2=×= s m v v /57.1675.021==

流量 s m s m Bh v A v Q /46.8/35.17.232.23

32

222=××=×== (2) 求水流对坎底的冲击力。取过水断面1-1,断面2-2,水流表面及壁面所

围成的空间为控制体(见图4-9),选直角坐标系xOy ,令Ox 轴方向与流动方向一致,列Ox 方向的动量方程

)(ρ1

2

v v Q F x

-= 作用在控制体内水流上的力有

KN KN B gh Bh h g

P 92.597.228.92

121ρ2ρ21111=×××=== KN 11.24KN 7.235.18.92

12=×××= 'R 为坎底对水流的作用力,假设

此力沿Ox 轴方向,是待求量将各量带入动量方程得:

)v -Q(v ρR -P -P 1221='

KN

KN 47.22)57.132.2(8.461-24.11KN -52.92KN )

v -Q(v ρ-P -P R 1221=××==-'

水流对坎底的冲击力R 与 大小相等,方向相反。

B gh P 2

1

ρ2

2=

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?

[解] g

p g u g p A A ρρ=+22

p p A A h h g p g p g u 6.12)1(22=-'=-=∴

ρ

ρρρ s m h g u p A /85.306.06.12807.926.122=???=?= s m v d Q /102.085.384.02.04

4

322=???=

π

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d 1=200mm ,

d 2=100mm ,两断面的间距l =2m 。若1-1断面处的流速v 1=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p 1-p 2。

[解] 22

21214

4

v d v d π

π

=

s m v d d v /82)100

200(2

122212=?==∴

假定流动方向为1→2,则根据伯努利方程

w h g

v g p l g v g p +++=+245sin 22

2222111αραρ

其中

p p h h l g p p 6.12)1(45sin 21=-'

=--ρ

ρρ ,取0.121≈=αα 054.0807

.9264

42.06.1226.122

221<-=?-+?=-+=∴m g v v h h p w

故假定不正确,流动方向为2→1。

p p h h l g p p 6.12)1(45sin 21=-'

=--ρ

ρρ 得 )45sin 6.12(21 l h g p p p +=-ρ

kPa 58.38)45sin 22.06.12(9807=+??=

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 。

[解] B B A A v d v d 2

24

4

π

π

=

s m v d d v B A B A /41)200

400(2

22

=?==∴

假定流动方向为A →B ,则根据伯努利方程

w B

B B B A A A A h g

v g p z g v g p z +++=++2222αραρ

其中z z z A B ?=-,取0.1≈=B A αα

z g

v v g p p h B

A B A w ?--+-=∴22

2.1807

.92149807392006860022-?-+-=

056.2>=m

故假定正确。

8、已知图示水平管路中的流量q V =2.5L/s ,直径d 1=50mm ,d 2=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 。

水力学试题(计算题)(试题参考)

水力学试题(计算题) 0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动,已知运动速度μ=1m/s,平板与固定边界的距离δ=1mm,油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2,由平板所带动的油的速度成直线分布,试求平板所受的阻力。 题0.6 0.7 (1)容积为4m3的水,当压强增加了5个大气压时容积减少1升,试求该水的体积弹性系数K。 (2)又为使水的体积相对压缩1/1000,需要增大多少压强? 1.23 如图示,闸门AB宽1.2m,铰在A点,压力表G的读数为-14700N/m2,在右侧箱中油的容重γ0=8.33KN/m2,问在B点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡? 题1.23 2.21 贮水器内水面保持恒定,底部接一铅垂直管输水,直管直径d1=100mm,末端收缩管嘴出口直径d2=50mm,若不计水头损失,求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.21 2.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上,当水流冲击到平面壁后,分成两股水流流出冲击区,若不计重量,(流动在一个水平面上),并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力,试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P=ρ.Q.V0sin2α,并求出Q1与Q2各为多少? 题2.22 2.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段,用混凝土支座固定,已知主管直径D = 3.0m,两个分岔管直径d=2.0m,转角α=1200,主管末断压强p=294KN/m2,通过总流量Q=35m3/s,两分岔管的流量相等,动水压强相等,损失不计,试求水对支座的总推力为若干? 题2.23

2.24 射流自喷嘴中水平射出,冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上,平板为等厚度,边长为30cm,平板上缘悬挂在绞上,(绞磨擦力不计),当射流冲击到平板中心上后,平板偏转300,以后平板不再偏转。设喷嘴直径d=25mm,喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2,该断面平均流速v=2.76m/s,喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴=0.3,求平板的质量为多少? 题2.24 2.25 如图所示船闸,闸室长l=100m,宽b=10m,上、下游闸门上的充放水孔面积A=1m2,孔口的流量系数μ=0.65,上游孔口的作用水头H=2m,上、下游水位Z=4m,试求(1)闸室的充水时间T1(充水时下游放水孔全闭,上游充水孔全开)。(2)闸室的放水时间T2(放水时上游充水孔全闭,下游放水孔全开)。 题2.25 3.12 水平突然扩大管路,如图所示,已知:直径d1=5cm,直径d2=10cm,管中流量Q=20l/s,试求:U形水银比压计中的压差读数?h。

水力学试题520

水力学试题1 一、填空题 1.有一管径d=0.4m 的管道,其糙率n=0.025,则水力半径为 m,其流量模数K= m3/s。 2.静水压强的特性 为、 。3.有一溢流堰,堰顶厚度为10m,堰上水头为2m,则该堰流属于;堰上总水头H0=2m, 下游水位超过堰顶的高度 h s=1.4m,此时堰流为出流。 4.理想液体与实际液体最主要的区别在于。5.渗流达西公式的适用条件为,渗流杜比公式与渗流达西公式的区别在于。 6.已知谢才系数s 402/1 =,则沿程阻力系数λ= 。 C/ m 7.当液流为流时,流线与迹线重合。 8.正坡明渠渐变水流的水面曲线共条,而正坡地下河槽中渐变渗流的浸润曲线共条。 9.描述液体运动的两种方法分别 为、。

二、选择题: 1、在静止液体中,静水压强的方向总是() A、倾斜指向受压面 B、平行于受压面 C、垂直指向受压面 D、背离受压面 2、液体中某点的绝对压强为108kN/2m,则该点的相对压强为() A、1 kN/2m B、2 kN/2m C、8 kN/2m D、10 kN/2m 3、图示容器中有两种液体,密度ρ2 > ρ1,则 A、B 两测压管中的液面必为() A、B管高于A管 B、A管高于B管 C、AB两管同高 D、不能确定 4、一个工程大气压相当于()m水柱高。一个工程大气压1p a=98kN/m2=736mmHg柱=10m水柱 A、9.8 B、10 C、98 D、1000 5、沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属()

220328d vl r vl h f γμγμ==(圆管层流) A 、层流区 B 、紊流水力光滑区 C 、紊流过渡区 D 、紊流水力粗糙区 6、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于( ) A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 7、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( ) A 、急流和缓流 B 、均匀流和非均匀流 C 、层流和紊流 D 、恒定流和非恒定流。 8、在临界坡上发生明渠均匀流时,正常水深0h 和临界水深k h 的 关系是( ) A 、0h >k h B 、0h <k h C 、0h =k h D 、0h ≥k h 9、闸孔出流的流量与闸前水头( )成正比 A 、1次方 B 、2次方 C 、0.5次方 D 、2/3次方 10、对WES 曲线型实用堰来说,当实际水头小于设计水头时, 实用堰的实际过水能力( )设计过水能力。 A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不一定

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论

工程流体力学及水力学实验报告及分析讨论 实验一流体静力学实验 验原理 重力作用下不可压缩流体静力学基本方程 (1.1) 中: z被测点在基准面的相对位置高度; p被测点的静水压强,用相对压强表示,以下同; p0水箱中液面的表面压强; γ液体容重; h被测点的液体深度。 对装有水油(图1.2及图1.3)U型测管,应用等压面可得油的比重S0有下列关系: (1.2) 此可用仪器(不用另外尺)直接测得S0。 验分析与讨论 同一静止液体内的测管水头线是根什么线? 测压管水头指,即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。测头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线是一根。 当P B<0时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。 ,相应容器的真空区域包括以下三部分:

)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真。 )同理,过箱顶小水杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。这段高度与测压管2液面低液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定γ0。 最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油 至油面的垂直高度h和h0,由式,从而求得γ0。 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响? 设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛由下式计算 中,为表面张力系数;为液体的容量;d为测压管的内径;h为毛细升高。常温(t=20℃,=7.28dyn/mm,=0.98dyn/mm。水与玻璃的浸润角很小,可认为cosθ=1.0。于是有 单位为mm) 一般来说,当玻璃测压管的内径大于10mm时,毛细影响可略而不计。另外,当水质,减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机玻璃作测压管时,浸润角较大,其h较普管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。 过C点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?

《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

水力学试题1

填空题(每空 1分,共30分) 1.水力学的研究方法之一-实验方法,包括________ 、________ 、________ 。 2.液体的主要物理性质为 ________、________ 、________ 、________ 、________ 。 3.计算平面上静止液体作用力的两种方法是 ________、________ 。 4.静止液体中压强的表示方法为________ 、________ 、________ 。 5.描述液体运动的两种方法________ 、________ 。 6.液体运动的两种型态________ 、________ 。 7.当液体所受粘性力和惯性力为主要作用力时,需满足相似准则中的________ 。 8.有压管路中水击分为________ 、________ 。 9.在棱柱形渠道的非均匀渐变流中,共有________ 种水面曲线。其中,顺坡渠道有________种,平坡和逆坡渠道各有________ 种。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为________ 、________ 、________ 。 11.模型试验时原型和模型的相似可分为三类:________ 、________ 、________ 。 12.要用实验方法解决一个水力学问题,应首先用________ 确定出各个变量之间的关系式,然后进一步通过模型试验,确定出问题的完整分析式。 二.名词解释(每个 3分,共15分) 1.等压面 2.水头损失 3.水力最优断面 4.共轭水深 5.渗流系数 三.简答(共 20分) 1.什么是水力学?(5分) 2.水力学的任务及研究方法分别是什么?(6分) 3.水力学研究的两大基本规律及各自的研究内容?(4分) 4.实际液体恒定总流的能量方程的适用条件是什么?(5分) 四.计算(共 35分) 1.图示(图1)为一水箱,左端为一半球形端盖,右端为圆形水平盖板,已知h=0.8m,R=0.3m。试求两端盖所受的总压力及其方向。(10分) 2.如图(图2)所示,A、B、C三个水箱由两段钢管相连接,经过调节使管中产生恒定流动。已知A箱和C箱的水位差 H=15m,l 1 =60m,l 2 =40m,d 1 =300mm, d 2 =250mm,ζ弯 =0.35;设流动处在粗糙区,用λ=0.11(K s /d) 0.25 计算,管壁K s =0.3mm。试求:①管中流量Q;②h 1 和h 2 值。(15分) 3.由水塔供水的输水管为三段铸铁管组成,各段比阻分别为s 01 =7.92х10 -6 s 2 /l 2 , s 02 =36.7х10 -6 s 2 /l 2 , s 03 =319х10 -6 s 2 /l 2 ,中段为均匀泄流管段(图3)。每米长泄出的流量q=0.15l/s。已知q 1 =20l/s,Q=10l/s, l 1 =350mm,d 1 =200mm; l 2 =250mm,d 2 =150mm; l 3 =150mm,d 3 =100mm。求需要的水塔高度(作用水头)。(5分) 4.图示(图4)为U型汞压差计,用于量测两水管中A和B点的压强差。已知h m =0.4m, A和B两点高差⊿ Z=2m。试求A和B两点的压强差。(选做题8分) 济南大学水力学试卷( 1)答案 一、填空题(每个 1分,共30分) 1、原型观测、模型试验、系统试验 2、惯性、粘性、压缩性和热胀性、表面张力、汽化 3、解析法、图解法

水力学试卷及答案

水力学试题 第一部分选择题(共20分) 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.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( ) A.3.75×10-9Pa·s B.2.4×10-3Pa·s C.2.4×105Pa·s D.2.4×109Pa·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

A. B. C.+ D.+ + 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,求水深与底宽 7.断面单位能量随水深的变化规律是( ) A.存在极大值 B.存在极小值 C.随增加而单调增加 D.随增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中,表现为上凸型的水面曲线是( ) A.M3型 B.C3型 C.S3型 D.H3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. B. C. D. 第二部分非选择题(共80分) 二、填空题(本大题共10空,每空1分,共10分) 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(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 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/m3,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。

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

水力学试题带答案

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)]

流体力学实验-参考答案

流体力学实验思考题 参考答案 流体力学实验室 静水压强实验

1.同一静止液体内的测压管水头线是根什么线? 测压管水头指p z +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。实验直接观察可知,同一静止液面内的测压管水头线是一根水平线。 2.当0?B p 时,试根据记录数据,确定水箱内的真空区域。 0?B p ,相应容器的真空区域包括以下三个部分: (1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占区域,均为真空区域。 (2)同理,过箱顶小不杯的液面作一水平面,测压管4中,该平面以上的水体亦为真空区域。 (3)在测压管5中,自水面向下深度某一段水柱亦为真空区域。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。 3.若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。 最简单的方法,是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h 和0h ,由式00h h w w γγ= ,从而求得0γ。 4.如测压管太细,对于测压管液面的读数将有何影响? 设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算 γ θσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体容量;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。常温的水,m N 073.0=σ,30098.0m N =γ。水与玻璃的浸润角θ很小,可以认为0.1cos =θ。于是有 d h 7.29= (h 、d 均以mm 计) 一般来说,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。另外,当水质不洁时,σ减小,毛细高度亦较净水小;当采用有机下班玻璃作测压管时,浸润角θ较大,其h 较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值,则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象,但在计算压差时,互相抵消了。 5.过C 点作一水平面,相对管1、2、5及水箱中液体而言,这个水平面是不是等压面?哪一部分液体是同一等压面? 不全是等压面,它仅相对管1、2及水箱中的液体而言,这个水平面才是等压面。因为只有全部具有下列5个条件的平面才是等压面:(1)重力液体;(2)静止;(3)连通;(4)连通介质为同一均质液体;(5)同一水平面。而管5与水箱之间不符合条件(4),相对管5

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;

水力学试题与答案

(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,贝U该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b 2 kN/m2c、5 kN/m2d、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=Iooom/s,水击压强水头H = 250m,则管道中原来的流速V Q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HVHk 激流 a、缓流;b急流;C临界流;答案:b (11)闸孔出流的流量

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。

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

流体力学实验思考题解答全

流体力学课程实验思考题解答 (一)流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线? 答:测压管水头指γp Z +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压 管水头线指测压管液面的连线。从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。 2、 当0

水力学第二章的课后答案详解

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 =+(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。 l b α B A T h c 解:(1)解析法。 10009.80721239.228 C C P p A h g bl ρ =?=?=????=(kN) 3 2 222 1222 2.946 122 sin sin4512 sin45 sin C C D C C C bl I h y y h y A bl α α =+=+=+=+= ? ? o o

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:

水力学实验报告思考题答案(想你所要)..

实验二不可压缩流体恒定流能量方程(伯诺利方程)实验 成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同?为什么? 测压管水头线(P-P)沿程可升可降,线坡J P可正可负。而总水头线(E-E)沿程只降不升,线坡J 恒为正,即J>0。这是因为水在流动过程中,依据一定边界条件,动能和势能可相互转换。测点5至测点7,管收缩,部分势能转换成动能,测压管水头线降低,Jp>0。测点7至测点9,管渐扩,部分动能又转换成势能,测压管水头线升高,J P<0。而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量,是不可逆的,即恒有h w1-2>0,故E2恒小于E1,(E-E)线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大,即J越大,表明单位流程上的水头损失越大,如图2.3的渐扩段和阀门等处,表明有较大的局部水头损失存在。 2.流量增加,测压管水头线有何变化?为什么? 有如下二个变化: (1)流量增加,测压管水头线(P-P)总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 ,任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时,Q增大, 就增大,则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大,管道任一过水断面上的总水头E相应减 小,故的减小更加显著。 (2)测压管水头线(P-P)的起落变化更为显著。 因为对于两个不同直径的相应过水断面有 式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时,接近于常数,又管道断面为定值,故Q增大,H亦增大,(P-P)线的起落变化就更为显著。 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题? 测点2、3位于均匀流断面(图2.2),测点高差0.7cm,H P=均为37.1cm(偶有毛细影响相差0.1mm), 表明均匀流同断面上,其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上,测压管水头差为7.3cm,表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”,而在急变流断面上其质量力,除重力外,尚有离心惯性力,故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时,测点10、11应舍弃。 4.试问避免喉管(测点7)处形成真空有哪几种技术措施?分析改变作用水头(如抬高或降低水箱的水位)对喉管压强的影响情况。 下述几点措施有利于避免喉管(测点7)处真空的形成: (1)减小流量,(2)增大喉管管径,(3)降低相应管线的安装高程,(4)改变水箱中的液位高度。

水力学第六章课后习题答案

7.14虹吸管将A 池中的水输入B 池,已知长度1l =3m ,2l =5m ,直径d =75mm ,两池水面高差H =2m ,最大超高h =1.8m ,沿程摩阻系数λ=0.02,局部损失系数:进口a ζ=0.5,转弯b ζ=0.2,出口c ζ=1,试求流量及管道最大超高断面的真空度。 解: 以下游水面为基准面,从上池水面到下池水面列伯努利方程: 22222 350.7 1.00.0222220.0752v l v v v v H g d g g g g ζλζζ+??=+++=++? ? ?? b c 进 ∴ 3.20v =(m/s ) 23.200.07514.144 Q vA π ==? ?=(L/s ) 从C 过流断面到下池水面列伯努利方程: 2 22 2222C C C C C p v l v v z g g d g g αλζρ++=+ 取1C α= ∵C v v = ∴2 51.8 2.010.02 1.00.0752a C C V p p p v H g g g ρρ-??==-=++-?- ? ?? 2 5 3.203.80.02 3.100.07529.807 =-??=?m 答:流量14.14Q =L/s ,管道最大超高断面的真空度为3.10m 。 7.16水从密闭容器A ,沿直径d =25mm ,长l =10m 的管道流入容器B ,已知容器A 水面的相对压强1p =2at ,水面高1H =1m ,2H =5m ,沿程摩阻系数λ=0.025,局部损失系数:阀门 v ζ=4.0,弯头b ζ=0.3,试求流量。

解: 以地面为基准面,从A 池面到B 池面列伯努利方程: 22 2111222123222v b p v p v l v H H g g g g d g ααζζζζλρρ? ?++=+++++++ ? ?? 进出 取120v v ==;20p =;0.5ζ=进; 1.0ζ=出,则有 1 21 122100.5 1.0 4.030.30.0250.025p g H H g v ρ????+-?? ???? ?=????+++?+? ?????? ? ()1 22120516.4g ?+-??=???? 4.37=(m/s ) 24.370.025 2.154 Q vA π ==??=(l /s ) 答:流量 2.15Q =l /

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