武大水力学习题第3章水动力学基础.doc

第三章水动力学基础

1、渐变流与急变流均属非均匀流。（）

2、急变流不可能是恒定流。（）

3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。（）

4、水力坡度就是单位长度流程上的水久?损失。（）

5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。（）

6、怛定流一定是均匀流，非怛定流一定是非均匀流。（）

7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。（）

8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。（）

9、总流连续方程= ^2对恒定流和非恒定流均适用。（）

10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。（）

11、水流总足从单位机械能人的断面流向单位机械能小的断面。（）

12、

恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、卜降或水平。（）

13、液流流线和迹线总是重合的。（）

14、用毕托管测得的点流速是时均流速。（）

15、测压管水失线吋高于总水久?线。

（）

16、管轴高程沿流向增大的等且径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。（）

17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。（）

18、怛定总流的能兌方程zi + pi / g + n2 / = Z2 +P2 / /

+Avl- 2 ,式中各项代

表（）

（1）单位体积液体所具有的能量；（2）单位质量液体所具有的能量；

（3）单位重量液体所具有的能呈；（4）以上答案都不对。

19、图示抽水机吸水管断血A—A动水压强随抽水机安装高度A的增人而（）

（1）增大⑵减小（3）不变⑷不定,A

吸水管抽水机

20,在明渠恒定均匀流过水断酣上1、2两点安裝两根测压管，如图所示，则两测压管高度勿与处的关系为（）

h2

hi

21、对管径沿程变化的管道（）

（1）测压管水失线4以上升也可以下降（2）测压管水尖线总是与总水尖线相平行

（3）测压管水头线沿程永远不会上升（4）测压管水头线不可能低于管轴线

22、图示水流通过渐缩管流出，若界器水位保持不变，则管内水流属（）

（1）恒定均匀流（2）非恒定均匀流（3）恒定非均匀流（4）非恒定非均匀流

23、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流M不变，其总水头线沿流向应（）（1）逐渐升高（2）逐渐降低（3）与管轴线平行（4）无法确定

24、均匀流的总水尖线与测压管水失线的关系是（）

（1）互相平行的直线：（2）互相平行的曲线；（3）互不平行的直线；（4）互不平行

的曲线。

25、液体运动总足从（）

（1）高处向低处流动；（2）单位总机械能人处向单位机械能小处流动；

（2）压力大处向压力小处流动；（3）流速大处向流速小处流动。

26、如阁断而突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U形管水银差计，判定压差计中水银液而为（）（1） J高于戊⑵J低于及（3） J、齐〒；⑷不能确

定高低。

27、恒定总流动fi方程写为_______________________ ，方程的物理意义为

28、恒定总流能M?方程中，知的能景意义足

_。它的量纲是

29、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液

体的相对压强________ 零。（填写大于、等于或小于）如在小孔处装一测压管，则管中液而将

________ 。（填写高于、或低于）小孔的位置。

30、识定总流能景方程中，r2/2^的能量意义为

_______________________________________________ ，它的量纲是_____________ 。

31、水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流吋，断面平均流速沿程________________ ,动水压强

沿程______________ o

32、图示分叉管道屮，可以写出单位重擻液体的能泉方程的断面是______________________________ ，不能写出单位重虽液体的能S方程的断闹是_____________________________________ 。

33、某过水断面面积J=2m2,通过流暈咖=lm3/s，动能修正系数a =1.1,则该过水断面的平均单位动能为

34、图示为一平底等直径隧洞，出UI设S-?控制闸门。当闸门关W吋，儿"两点压强PA与州的关系为________ ;

当闸门全开吋，儿"两位于均匀流段，.其关系为______________________ 。

o A B

i=O

35、应用恒定总流能M方程吋，所选的二个断而必须是_________ 断而，但二断面之间可以存在

_______ 流。

36、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长100 m,若水失损失为0.8m,则水力坡度为

37、图示为一人界器接-?铅直管道，祚器内的水通过管道流入人气。己知/?2-3mo若不计水头损失，则管道fli 口流速为j

hi

h 2

大气出流

38、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。管1屮为理想液体，管2屮为实际液体。当两管 流S 办1 =办2吋，则两根测压管的液血高差力1与处的比较是 ________________________

M L

L _L

hi

h2

~"q v i /

(1)理想液体

39、阁示为一等直径水平管道，水失为7/。荞整个水失损失为a=l,则管道爪从f 三个断而 的流速分别为

y\= ______________________________ ,

_________________ ， 11：= ________________

C

大气出流

c

40、 用能M 方程或动M 求解水力学问题时，两过水断而取在渐变流断而上，目的足利用 _____________________________ 的特征，计算 _______________________________________ o 41、 将一平板放置在自曲射流中，并重且于射流的轴线，该T 板截去射流流量的一部分列，并将射 流流景的剩余部分边以偏转角^=15°射出，如图所示。已知流速^30 m/s,总流量^4.036

m 3/s ，卯=0.012m 3/s 。若不计液体重量的影响，且在射流流动在同一水〒面上，流速只改变方向

42、某平底矩形断面的河道屮筑一溢坝，坝高F 30HI ，坝上水尖决2m,坝下游收缩断面处水深7?c -0. 8m, 溢流圳水头损失为)，v e 为收缩断面流速。不计行近流速v Q 。(取动能及动景校正系数

▽

i

H 1

r

(384. 5N)

均为1）求水流对

单宽坝段上的水平作用力（包括大小及方向）。

43、从水箱中引出一喷管，喷管喷出的射流冲击着置于斜而上的熏物G。如果要使秉物保持静止，问水箱屮水面相对于喷管出U的尚度//羞多少？（已知值如阁所示）。（水箱中水而保持不变，不计喷嘴进口只部水义损失，$物在斜而上按无摩擦计，动能动量校II?:系数均取1,喷管沿程水?又?损失系数

Gsin a

44、用毕托管测贷明渠渐变流某一断而上A、B两点的流速（如陶）。已知汕的重度Pf8000N/m3。求巧\及叩。

（取毕托管流速系数U = 1）（u A = 2A2m/s,u B = 2.21m/ s）

45、一圆管的直径^l=10cm,出口流速i^7m/s,水流以a =60°的倾角向上射出（如图）。不计水尖损失。求水流喷射最大高度//及该处水股直径必。（动能校正系数为1）

(H = 1.875m ； d2= 14. 14cm)

(4874. 6KN)

46、某贮液容器遮欣部用四只螺钉固接一直径为长度为Z 的管道（如阁）。以液容器的而积甚大， 液而距离管道进口的高度为保持恒定。己知液体容秉为P 沿程水失损失系数为彳不计铅直管道 进口的水爻损失。求每只螺钉所受的拉力（管重不计，不计阻力，动能动S 校正系数均为1）。

47、自水筘引出一水平管段，长度Z=15m ，直径P=0.06m,末端接一喷嘴，喷口的直径古0.02m, 如图所示。己知射流作川于铅直入S 的放a 的T ?板d 上的水平力A=31.4N 。求水箱水头//。（没管 段沿程水头损失系数~0. 04喷嘴局部水头损失系数€ =0. 2,管道进U 局部水头损失系数€ =0. 1,各 系数均对应于管巾流速水头//2g,动能动M 校正系数均为1） （H= 5.75m ）

48、某输油管道的直径由过渡到6/2=10cm 。（如图）已知石油重率P 尸8500 N / m 3,渐变段

两端水银压差读数△h=15 mm,渐变段末端压力表读数p=2. 45 N / cm 2。不计渐变段水义?损失。取动 能动虽校止:系数均为1。求：（1）管中的石油流8咖；（2）渐变管段所受的轴M 力。 （Q = 0.0182

m 3 / s ；

/?=253. 1 N)

(T = ）） 1 + 2-

d

▽

J _!

r

h

螺钉

L

—?

d

1

1

"l6

pg7id 2 (￡

+ //- /|

\

49、一圆柱形管嘴接在一个水位侃持恒定的人水筘上，如阁所示。在管嘴收缩断而C 一C 处产生真空, 在真空断面上接一玻璃管，丼插在颜色液体屮。己知收缩断面处的断面积4与出U 断面积之比 /木0.64。水流￡）水箱至收缩断面的水头损失为0.06（r e 2/2g ），为收缩断而流速。水流自水筘

流至出口断面的水头损失为0.48（r e 2/2g ）, r 为出口断面流速。管嘴中心处的水头供40cm 。水箱 中的流速水头忽略不计。求颜色液体在玻璃管中上升的高度力。（取动能校正系数为1）

50、图示为用虹吸管越堤引水。已知管径古0.2 m ，/?i=2 m,勿=4 m 。不计水头损失。取动能校正 系数为1。问：（1）虹吸管的流量听为多？（2）设允许最大真空值为0.7 ni ，"点的真空压强足否 超过S 大允许值？

（q =0. 197m 3/s ； ^ = -4mH20）

Pg

51、某输水管道接有管径渐变的水平弯管（如图）。己知管径加250 ram, #200 nun,弯角0 =60°

。

▼ ▼

-d 2

若弯管进L1压力表读数P1=2.5 N/cm2,灼=2. ON/cm2。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的人小及方句。（取动量校正系数均为1）（R= 1503.07 N :沒= 51. 07°） 52、有一水平放置的管道（如阁）。管径的=10 cm,必=5 cm。管屮流量办=10 L/s。断面1处测管尚/M in。小

计管道收缩段的水头损失。取动能校正系数均为1。求不流作川于收缩段管壁上的力。（/?x =101.31

53、有一倾斜放置的管道，管径由均=10 cm,突然扩人至处=20 cm。试验吋测得测压管1和2中的水位分别为0.5 m和0.8 m,如图所示。求管道流量而。（取动能校正系数为1，突然扩大局部水头损失系数[=U2//ll — I）2, 4、处分别为小管和大管的断面面积，5对应于大管的流速。）（q v=0. 0311 m3/s）

图）。已知管径的=4 cm，收缩段直径处=3 cm。水箱至收缩段的水尖损失和1=3 7 / 2g,收缩段至

管道出口的水义?损失为管道流速）。当水流通过管道流岀时，玻璃管中水柱高T F O. 35 ni,求管道水头//,（取动校正系数为1）。（1.51m）

55、阁示为铅且放置的-?文德里管。己知6/j[=20cm，必=10 cm, 5 m,水银压差计读数X/尸2 cm。若不

平面图

D

计水尖损失，求流量＜7v。（取动能校正系数为1）（0. 018m3/s）

56、试证明阁示文德垠管测得的流fi值与管的倾斜角无欠。

57、在图示管道的断面J一J、B-B, H的上、下两端雖处各装没一根测压管，试问各断面上、下两根测压管

水面是否等高?如果等高，原因何在?如不等高，哪一根高些，为什么？

A

B

4

C

Z

Z

58、图示水箱一侧冇一向上开口的短.管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度A=5m,管嘴局部水头损失系数€ =0.2,取动能校正系数G=1。求管嘴的出流速度r及此射流达到的高度z。（4. 17m）

d

2

59、图示界器内的水从侧壁孔UI射入人气。已知孔U直径#10 cm,水流对水箱的水平作川力片460 No取动动量校正系数等于1。求：孔口射流的流速r。

(7. 653m/s)

60、阁示为水平放置的水电站压力分岔钢管，用浞凝土支座W定。己知主管直径A3m,两根分岔

直径冶2m,转角()=120Q,管末断而1压强P1=294 KN/m2,通过总流量咖=35 m3 / s,两分岔管

流量和等。不计水失损失。取动能动量校II｛系数均为1。求水流对支座的水平作用力。

(2144. 6KN)

1

61、图示为一矩形断平底渠道，宽度ZF2.7m，在某处渠底抬高Z F O. 3 m,抬高前的水深/M). 8 m，抬高后水面降低z=0. 12 m,没抬商处的水头损失足抬高后流速水头的1/3,求渠道流量。(取动能校正系数u=l) (14.

95m3/s)

62、射流从喷嘴巾射出，撞击在一铅且放置的平板上，如阁所示。己知喷嘴且径#25 mm,射流与平板线间的夹角()=60°,射流流速n=5m/s。不计摩擦阯力，取动量校正系数为1。求：(1)

平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力：(2)当平板以^2 m/s的速度与水流相同方|4运动时，射流

作用在平板上的垂直力。(6. 13N; 2. 12N)

63、图示为矩形〒底渠道中设〒闸门，门高f3.2m,门宽/F2m。当流量外1=8 m3 / s吋，闸前水深片4 m,闸后收缩断面水深/?e=0. 5 m。不计摩檫力。取动量校正系数为1。求作用在闸门上的动水总压力，并与闸门受静水总压力相比较。(匕=9835ON小于P if, =1OO352N )

64,一带有收缩段的管道系统如阁所示。利用收缩处的低压将容器的液体吸入管道屮。没人界器装有hd 种液体。管道收缩处断面面积为沟，出口面积为勿。管道出口中心的水头为仏容器m液

面至管轴高度力为多大时，能将液体抽入？(不计水尖损失) (h=[(^)2-11H)

65、射流以F19.8 m/s的速度从莨径々10 cm的喷嘴屮射出，射h'd有岡定对称角G =135°的叶片上。喷嘴出口和叶片出口流速均匀分布。若不计陟擦肌力及损失，求叶片所受的冲击力。

66、图示为水轮机的岡锥形尾水管，已知断IflM的直径均=0.6 m,流速7A斗m/s，断面"的且径

边=0.9m,断面的压强按静压分布。断面//到A的水头损失~=0.2「A2/2g。试计算：(l)f6m卩寸,

断曲的真空度；(2)允许/I处真空度为5 m吋，断面允许最高位置z。(设动能校正系数(1=1) ((1) 7. 106 mH2O ；(2) z= 3. 894 m)

67、水枪的失部为渐细管，长度A=20 cm，出口直径古2 cm，进1_1直径如罔所示。水枪出LI的水流流速^15 in/so 一消防队员手持水枪进口处，将水枪竖直句上，将水枪竖直句上喷射。

若不计能景损失，取动能校正系数及动景校正系数为1。求手持水枪所需的力及方向。（/? =0. 502 KN ；方向向下）

68、如罔所示射流泵，艽工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空，将外部水池中的水吸进工作室，然后再由射流带进出口管。已知"=2 m，h=l m, ＜/i=10 cm,边=7 cm,不计水头损失，试求: ⑴射流泵提供的流量和；（2）工作室屮3—3断面处的真空度/?v3。=49.2Z/.v；

69、在直径古150 mm的输水管屮，装置一附有水银差计的毕托管，水银面髙差A /F20 mm,设管中断而平均流速^0. 8u max，试求：管中流量＜?v。（31 1/s）

70、用虹吸管从水库中取水，己知＜^10 cm,其屮心线上最高点3超出水庠水而2m，M:水头损失为:

点1到点3为10i^/2g,（其中1至2点为9^/2g）,由点3到点4为2?/2g,若真空高度限制在7 m以内。问：（1）吸水管的最大流量有无限制?如有应为多少？!li水口至水库水而的高差力有无限制？如有，应为多少？（2）在通过最大流量吋2点在压强为多少？（ q vnm = 0.0234m3/

s= 23.4 1/s； h mnx=5. 9m；— =-4.526 mH^O）

z

71、如图所示，水在无摩擦管道系统中流动，若水的汽化压强为7367 Pa,大气压力为99974 Pa，水的熏度P g=9730 N/m3,试求保证水在管中不发生汽化的最大高度纪（5.51m）

d= 100mm

y _JL _

_ I ?

2m

ri ---------------- 4m

72、圆管过水断側直径上的流速分布规律为z尸队（1 一r/r,）1/7式中z;为半径

r 处的流速，⑷ 为中心点的流速，为圆管半径。设7｛）=10 cm,测得叩=3 ni/s,求流及断而平均流速VQ。

((7、，二0. 0774m1 2/s; v0 = 2.46m/s )

r o

T:)

I

i

I

U A

----------------------------------- mox /]

i /

\l

73、某液体在两平板之间流动，K?断而流速分布如图示。求断Ifti平均流速r与最大流速咖&的欠系。（v =|u…m）

1

74、某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路葙下Iftf修建圆形断則涵洞一座，如图所示。已知涵洞设汁流県

q\r- lnp/s，涵洞上下游水位差^=0. 3 m,涵洞水久‘损火Av=l. 47r2 / 2g （r为洞内流速），涵洞

1

上下游渠道流速很小，速度水头4忽略。求涵洞直径么(0. 80m)

75、动景实验装置为一喷嘴向正交于射流方向的平板喷水，已知喷嘴出U直径为10 mm,测得平板受力为100N,求射流流量。（2.8 1/s）

▲人

76、水自密封容器沿管路流出，容器液面上的真空度为lkP a,不计水头损失，求：（1）流量；（2）/1 点流速；（3）管中压强敁低点的位置及K?负压值。（（1）154 1/s；（2） 19.67m/s；（3）135. 45Kpa）

77、拉格朗U积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动；而柯西-伯努力积分不仅要求流动为无旋，且要求是恒定流动。（）

78、理想液体属于柯势流，实际液体都是柯涡流. （）

79、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆，则此类流动一定为有涡流（有涡旋）。（）

80、不可压缩液体的平谢流动中存在流函数，则必定存在势函数。（）

81、在平面流动中，两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。（）

82、不可压缩液体连续性微分方程+ += 0只适用于恒定流。（）

ax dy az

83、在平而流动巾，两条流线的流函数之差等于（）

（1）W条流线间的切应力差（2）W条流线间的压强之差（3）两条流线间的流速差（4）两条流线的单宽流3

84、液体作有势运动时（）

（1）作用于液体的力，必须足奋势的（2）液体的角变形速度为零

（3）液体的旋转角速度为零（4）液体沿流向的压强梯度为零

85、伯努力积分的应用条件为（）

(1)现想正压流体，质量力有势，非恨定无旋流动；

(2)不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动

(3)理想正压流体，质M力有势，恒定流动，沿同一流线

(4)理想正压流体，质餅力右势，非恒定流动，沿同一流线

86、理想液体恨定奋势流动，当质景力仅为重力吋，()

(1)整个流场内各点的总水头(z + 1 + f)相等；

⑵以有位于同一流线上的点，总水头相等；

Pg 2g

(3)沿流线总水尖沿程减小；

⑷沿流线总水头(z +上+ <)沿程增加；

Pg 2g

87、其已知流函数\|/ = a(x2-y2)，a为常数，则u、=. ___________ ,\i>____________

88、恒定平面势流屮，组成流网的流线与等势线的关系是___________________ 。

89、液体质点的运动形式有_________________________________________ o

90、理想液体在同一点上各方M的动水压强数值是___________ 的。实际液体中的动水压强为在同一

点上沿三个正交方向的动水压强的____________________________________________ ,而

_______________________________ ，Pyy =------------------------- ,厂：

91、液体运动可根裾_________________________________ 分为柯涡流和无涡流，无涡流是指 _______ _________________________________ ,应满足的判别条件是

92、设液体的流速场力u、=6x，u v =6y，u z =-7t，t力吋间，求：(1) 当地加速度；⑵迁移加速

度；(3)质点加速度。

93、已知平而无旋流动的速度分県由下式给出Ux=^X+^Y；试求.?⑴人，1^，0之闯的关系；

u、=Cx + Dy

⑵速度势函数；⑶流函数。(⑴ B=C ; A=—D ; (2) (p = Bxy + ^(x2 -y2) + e}；(3) vg =

) + c5 )

94x已知不"J*压缩液体平而流动的流函数\g = (x2 +y2)/2。要求：

(1)Mill该流动的流线图形，并标明流向；(流线vg = (x2+y2)/2 = Const.)

(2)判别足有旋流动还足无旋流动；(脊旋)

(3)已知流场中两定点坐标分别为J(l,0)与万(2, 3)，通过此两点间的单宽流量仍(q = n = 6)

(4)A、"两点是否满足方程u2/2g + p/pg = c ?

(否)

95、证明两同定平行平板间发生层流运动时，M:流速分布为u、=u m(l-y2/H2),式屮人为v ma的最人位，2/Z 为平板叫跑。

y

H"[

u_ " x

96、有一流线型物体顺流放置于水下点ASL 离水而2m 处，来流流速沿水深分布为u x =2(y/H/,试 求点A 的动水压强。

(21. 3KP a )

V

97、 已知某一不可压缩液体平而流动的速度分布为：Ux =x 2-y 2+x,u v =-(2xy + y),耍求：

(1) 判別是否满足速度势函数

(3) 写出切成力及附加压强的表达式；

(4) A 点的压强水头PA/pg=2 in 水柱，试求B 点的压强水头。

(0. 47mH 20)

98、 不可压缩二维流动的流速分兌为：u x =x-4y,u > =-y-4x ,耍求： (1)该流动是怛定流还是非怛定流；

(2)该流动是否连绩； (3)写出流线方程式；

(4) 判别奋无线变形和角变形运动；(5)判别奋涡流还是无涡流；(6)判别是否为势流，若 流动奋势，写出流速势函数表达式。

99、 如图所示，在一长为7,顶角为6的圆锥形管嘴中，嘴中水流以一定的流量外流动并在顶点连 续地喷出。按图示取準标轴；G 试求：坐标为;I 断Ifti 处的加速度和。

(a x = ----------

2q

、

)

(l-x)5(7Ttan 2 -)2 2

100、 给出流速场w = (6 + 2邛+ z 2)/ - (A )，2 +1 Of)y + 25Z:，求空间点(3,0,2)在t =丨的加速度。 (5 = -58，-10> )

101、 流动场屮速度沿流程均匀地减小，并随吋间均匀地变化。A 点和13点相距2m, C 点在屮间，如 閔示。已知 t=0 时，u A = 2m/s, u B = lm/s; t = 5s 时，u A =8m/s,u B =4m/s 。试求 t = 2s 时 C 点的加

A C

B

? ? ?

2m

速度。(-2. 73m/s2)

102、阁示收缩管段长1 = 60cm ,管径D = 30cm，d = 15cm，通过流MQ = O.3ni3/s。如果逐渐关闭闸门, 使流量线性减小，在30s内流量减为零。求在矢闭闸门的第10s时，A点的加速度和B点的加速度(假设断面上流速均匀分也)。(a A =-0.1415tn/s2,a l} =55.93tn/s2 )

103、试求卜列各种不同流速分介的流线和迹线:

(2)u x = x2 -y\u、=-2xy，u z =0 (x2+y2=c, y2-3x2尸c)

104、已知流体的速度分布为u、=l-y，u v =t。求t = l吋过(0, 0)点的流线及t = ()吋位于(0, 0)

点的质点轨迹。(流线方程y2_2y+2tx=0，迹线方程x=t_x3/6 ,y=t2/2)

105、有一底坡非常陡的渠道如图，水流为怛定均匀流，设A点SL水面的铅直水深为3. 5m。求A 点的位置水头、压强水头、测压管水头。丼以过B点的水平面为基准面在图上标明。

(Z A=~3. 5m, p,\/ 7 =2. 625m )

106、某河道在某处分为两支——外江及内江，外江设溢流坝-?座以抬高上游河道，如图所示。己测得上游河道流量Q = 1250m3/s。通过溢流坝的流量Q, =325m3/s ,内江过水断面的面积A = 375m2。求内江流景及断面A的T?均流速。(Q2=925m3/s, v2=2. 47m/s)

⑴u x

_cy

x2 +y2

u z =0

武汉大学水力学课本习题解答7章

第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ，

武汉大学水力学教材答案第二章..

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 ) （） b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作 ( ) ( ) 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 ?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: ( ) (3) C ? C (4) D ? D ( ) (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) 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； 1 m 时〔虚线位置〕，闸门上的静水总压力。( ) (3) 不变；(4) 无法确定。 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( ) (1) 3 m 水柱高；(2) 7 m 水柱高； (3) －3 m 水柱高；(4) 以上答案都不对。 21、液体中，测管水头(z + p/ρg) 的能量意义是______________________。 22、液体中，位置高度z 的能量意义是_______________；压强高度p/ρg 的能量意义是_______________。 23、真空压强的最小值是__________________；真空压强的最大值是___________________。 24、比重为0.81 的物体放入比重为0.9 的液体中，则出露部分体积与总体积之比为__________________。

武汉大学水力学复习题及答案

第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( ) 2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。 ( ) 3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( ) 4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。 5、理想液体是 （ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。 6、A 、B 为相邻两液层，A 层流速大于B 层流速。则A 层对B 层的切应力τ1_____________ B 层对A 层的切应力τ2 。 其中τ1 的方向与流向 __________，τ2 的方向与流向______________。 7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。 8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _______。 9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y 为_______________________ 分布，切应处。 10 ________________________假定。 11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。 12、平板面积为 40×45cm 2,厚度为 ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=油的斜面向下作等速运动， 其速度u =s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m 3)。 A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。x 为平 板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。 （A x x u T )(-??+ =μ） 14、已知200C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。 （33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ）

武汉大学水力学教材答案第六章

第六章恒定管流 1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。( ) 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。( ) 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 ( )

径偏小，不能通过要求的设计流量。 ( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（） （1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。

（1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为________________________________________________________ ____。

武汉大学水力学教材答案第三章

第三章水动力学基础 渐变流与急变流均属非均匀流 急变流不可能是恒定流。 总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 扩散管道中的水流一定是非恒定流。 恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 总流连续方程V1A1 = V2A2对恒定流和非恒定流均适用 21、对管径沿程变化的管道 (1)测压管水头线可以上升也可以下降 (3)测压管水头线沿程永远不会上升 测压管水头线总是与总水头线相平行 测压管水头线不可能低于管轴线 ,则管内水流属 (3)恒定非均匀流 10 、 11 、 12 、 渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 13 、 液流流线和迹线总是重合的。 14、用毕托管测得的点流速是时均流速 15、测压管水头线可高于总水头线。 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 18、恒定总流的能量方程Z1 + P1/g + V12/2g = Z2 + P2/g + V22/2g + h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1)单位体积液体所具有的能量；(2)单位质量液体所具有的能量 (3)单位重量液体所具有的能量；(4)以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A—A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 (3)不变 ( ) ⑷不定 20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为( ) ⑶ h1 = h2 (4)无法确定 (1) h1 > h2 ⑵ h1 v h2 22、图示水流通过渐缩管流岀，若容器水位保持不变 (1)恒定均匀流(2)非恒定均匀流 ( (4)非恒定非均匀流

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。

武汉大学水力学教材答案第三章

第三章 水动力学基础 1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( ) 2、急变流不可能是恒定流。 ( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( ) 5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( ) 6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( ) 7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( ) 8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( ) 9、总流连续方程 v 1A 1 = v 2A 2 对恒定流和非恒定流均适用。 ( ) 10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( ) 11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( ) 12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 ( ) 13、液流流线和迹线总是重合的。 ( ) 14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( ) 15、测压管水头线可高于总水头线。 ( ) 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( ) 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( ) 18、恒定总流的能量方程z 1 + p 1／g + v 12 ／2g = z 2 +p 2／g + v 22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量； (2) 单位质量液体所具有的能量； (3) 单位重量液体所具有的能量； (4) 以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A ─A 动水压强随抽水机安装高度 h 的增大而 ( ) 不变 (4) 不定 如图所示，则两测压管高度h 1与h 2的关系为 ( ) (1) h ＞ h (2) h ＜ h 2 (3) h 1 = h 2 (4) 无法确定 (1) 测压管水头线可以上升也可以下降 (2) 测压管水头线总是与总水头线相平行 (3) 测压管水头线沿程永远不会上升 (4) 测压管 水头线不可能低于管轴线 22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( ) (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流 ( ) (1) 逐渐升高 (2) 逐渐降低 (3) 与管轴线平行 (4) 无法确定 24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( ) (1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。

武汉大学水力学题库答案.讲义

第一章 导 论 1、(√) 2、(×) 3、(×) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于；相同；相反。 7、L/T 2 ；L 2/T ；M/LT 或FT/L 2 。 1- 8、变形； 弹性。 9、直线； 渠底。 10、连续介质。 11、相反；相同。 12、μ=0.1047 Pa ·s ；ν=1.102×10-4m 2 /s 13、则薄板所受切力 T ＝μ ( x u + )x -??A ; 14、ρ=1030Kg/m 3 , s=1.03 , γ =10.094KN/m 3 15、ρ=998.88Kg/m 3 ,ν =μ/ρ=1.003-6m 2 /s ，空气的μ=1.809×10-5 N S/m 2 ；16、 dp=2.19×107 Pa 17、 γ=678(Kg/m 3 )=6644.4(N/m 3 ), ρ=69.18(Kgf s 2 /m 4 )=678(Kg/m 3 )； 18、 F=26.38 N 19、 μ=0.072Pa s 20 τ0=5×10-2 Pa ; Pa 105.2202 .0y -=?=τ ;004 .0y =τ =； 21、 f x =ω2γcos θ, f y =ω2γsin θ, f z =-g 第二章 水静力学 1、 ( ? ) 2、( ? ) 3、( ? ) 4、( ? ) 5、( ? ) 6、( √ ) 7、( ? ) 8、( ? ) 9、( ? ) 10、( √ ) 11、( 3 ) 12、( 3 ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、( 2 ) 19、( 1 ) 20、( 2 ) 21、单位重量液体的总势能 22、单位重量液体的位置势能；单位重量液体的压强势能 。23、0 ; 当地大气压强。 24、0.1 。 25、解: 26、 27、 28、解:

武汉大学水力学教材答案第三章

第三章水动力学基础 1、渐变流与急变流均属非均匀流。( ) 2、急变流不可能是恒定流。( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。( ) 5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。( ) 6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。( ) 7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。( ) 8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。( ) 9、总流连续方程v1A1 = v2A2对恒定流和非恒定流均适用。( ) 10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。( ) 11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。( ) 12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。( ) 13、液流流线和迹线总是重合的。( ) 14、用毕托管测得的点流速是时均流速。( ) 15、测压管水头线可高于总水头线。( ) 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。( ) 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。( ) 18、恒定总流的能量方程z1 + p1／g + v12 ／2g = z2 +p2／g + v22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量；(2) 单位质量液体所具有的能量； (3) 单位重量液体所具有的能量；(4) 以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度h的增大而( ) (3) 不变(4) 不定 h1与h2的关系为( ) (1) h＞h(2) h＜h(3) h1 = h2(4) 无法确定 ( ) (1) 测压管水头线可以上升也可以下降(2) 测压管水头线总是与总水头线相平行 (3) 测压管水头线沿程永远不会上升(4) 测压管水头线不可能低于管轴线 22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属( ) (3) 恒定非均匀流(4) 非恒定非均匀流 ( ) (1) 逐渐升高(2) 逐渐降低(3) 与管轴线平行(4) 无法确定 24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是( ) (1) 互相平行的直线；(2) 互相平行的曲线；(3) 互不平行的直线；(4) 互不平行的曲线。

武汉大学水力学教材答案第六章

第六章 恒定管流 1、 并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 （） 2、 图示虹吸管中B 点的压强小于大气压强。 （） 3、 恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 4、 在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 5、 各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 （） 6、 图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 8图示A 、B 两点间有两根并联管道 1和2。设管1的沿程水头损失为 h f 1 ,管2的沿程水头损失为 h f 2。则 h f 1与h f2 的关系为 E ； a 、 b 、c,其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 （4）无法确定。 在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程 ___________________________________________ 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量 q v1、q v2、q v3的关系为 ________________________________ 。各管段流速 V 2、V 3 的关系为 ______________________________________________________________________ 。 12、 对于有压管流岀口为自由岀流时， 测压管水头线终点在 _______________________________________________________ ; 出口为淹没出流时，若下游水池中流速 V 2=0,测压管水头线终点在 ___________________________________ ,若V 2 ≠0,测压 管水头线应 ___________________________________________________________________________ 下游水面。 13、 定性绘岀图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。 (2) h f1 V h f2 (3) h f1 = h f2 （4）无法确定。 (3) C 管; (1) h fi > h f2 ； 9、图示为坝身下部的三根泄水管 (1) a 管； (2) b 管; 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程

武大水力学答案

第一章 导 论 1、( √ ) 2、( × ) 3、( × ) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于；相同；相反。 7、L/T ；L/T ；M/LT 或FT/L 。 8、变形； 弹性。9、直线； 渠底。10、连续介质。11、相反；相同。 12、解：等速直线运动； F ∑=mgsin θ － τA=0 ; sin θ= 13551252 2= +； A =× ; τ =μd d u y =μu δ ； μ= mg A u sin θ δ = Pa ·s ；ν=μρ=×10m/s 13、解：切应力分别为：（薄板上下表面） τ＝μ（du dy ） ＝μu x τ＝μ（du dy ）=μu x ?- 薄板所受切应力 τ＝τ＋τ＝μ(x u + )x -?? 则薄板所受切力 T ＝τA ＝μ(x u + )x -?? A 第二章 水静力学 1、 ( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、 ( ) 6、( ) 7、( ) 8、( ) 9、( ) 10、( ) 11、( 3 ) 12、( 3 ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、( 2 ) 19、( 1 ) 20、( 2 ) 21、单位重量液体的总势能 22、单位重量液体的位置势能；单位重量液体的压强势能 。23、0 ; 当地大气压强。 24、 。 26、解:

27、解： 28、解: 29、解： 30、解: h p g == ρ 200 .H O 2

32、解: h p p g = -a 0 ρ= 0.663 m 33、解：此时自由液面（等压面）是与水平面夹角为 的斜面， 将X ＝－a ,Y=0 ,Z=-g 代入欧拉方程 dp=ρρ()(())X x Y y Z z a x g z d d d d d ++=-+- 积分有 p =-++ρ()ax gz C 在自由面上 p =0 ax gz C += 则 tan = a g h l = a h l g ==4.9 m/s 34、解: 先求出静水总压力 P gh 121 2=ρ P ghL g L 22 =+ ρρsin 30L 将 P ，P 对A 点求矩有 222 223121L g ghL h gh ρρρ+=?sin 3023 L 化简得 h h ()2 12-=8 解此方程 h=3.759 m 35、解: （1）

武汉大学水力学题库答案

第一章导论 1、(√) 2、(×) 3、(×) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于；相同；相反。 7、L/T2 ；L2/T；M/LT 或FT/L2。 1- 8、变形；弹性。 9、直线；渠底。 10、连续介质。 11、相反；相同。 12、μ=0.1047 Pa·s ；ν=1.102×10-4m2/s 13、则薄板所受切力 T＝μ+A ; 14、ρ=1030Kg/m3 , s=1.03 , =10.094KN/m3 15、ρ=998.88Kg/m3, =μ/ρ=1.003-6m2/s，空气的μ=1.809×10-5N S/m2 ；16、 dp=2.19×107Pa 17、 =678(Kg/m3)=6644.4(N/m3), ρ=69.18(Kgf s2/m4)=678(Kg/m3)； 18、 F=26.38 N 19、 μ=0.072Pa s 20 τ0=5×10-2Pa ; ;； 21、 f x=ω2cosθ, f y=ω2sinθ, f z=-g 第二章水静力学 1、 ( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、( ) 6、( ) 7、( ) 8、( ) 9、( ) 10、( ) 11、( 3 ) 12、( 3 ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、( 2 ) 19、( 1 ) 20、( 2 ) 21、单位重量液体的总势能 22、单位重量液体的位置势能；单位重量 液体的压强势能。23、0 ; 当地大气压强。 24、0.1 。 25、解: 26、 27、 28、解: 29、 30、 31、 32、0.663 m 33、=4.9 m/s2 34、 h=3.759 m 35、（1） (2) ；；37.06 kN ；64.97 36、；37、=0.2018 m ； 38、 39、；液面方程为 液面对水平面的倾斜角 40、 6.6 rad/s； 41、42.70(kN) ； 42、40.384 kPa 43、证: ； 44、；

武汉大学水力学实验报告

武汉大学教学实验报告 学院：水利水电学院 专业：水利类 2011年12月26日 实验名称 动量方程验证实验 指导老师 杨小亭 姓名 赵亮 年级 10级 学号 2010301580103 成绩 一：预习部分 1：实验目的 2:实验基本原理 3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具） 一、实验目的 1．测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。 2．将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。 二、实验原理 应用力矩平均原理如图一所示：求射流对平板和曲面板的冲击力。 力矩平衡方程：1GL FL =，L GL F 1 = 式中：F —射流作用力；L —作用力力臂； G —砝码重量；L 1—砝码力臂。 图一 力矩平衡原理示意图 恒定总流的动量方程为)(1122 V V Q F ααρ'-'=∑ 若令112 ='='αα，且只考虑其中水平方向作用力，则可求得射流对平板和曲面的作用力公式为：)cos 1(αρ-=QV F 式中：Q —管嘴的流量；V —管嘴流速；α—射流射向平板或曲面板后的偏转角度。 α=90°时，QV F ρ=平。F 平：水流对平板的冲击力。 α =135°时，平F QV QV F 707.1707.1)135cos 1(==-=ρρ α =180°时，平F QV QV F 22)180 cos 1(==-=ρρ 二：实验操作部分 1：实验数据，表格及数据处理 2：实验操作过程（可用图表示） 3结论 三、实验设备 实验设备及各部分名称见图二，实验中配有α=90°平面板和α=135°及α =180°的曲面板，另备大小量筒及秒表各一只。 四、实验步骤 1．记录管嘴直径和作用力力臂。 2．安装平面板，调节平衡锤位置，使杠杆处于水平状态（杠杆支点上的气泡居中）。 3．启动抽水机，使水箱充水并保持溢流。此时水流从管嘴射出，冲击平板中心，标尺倾斜。加砝码并调节砝码位置，使杠杆处于水平状态，达到力矩平衡。记录砝码质量和力臂L 1。 4．用体积法测量流量Q 用以计算F 理。 5．将平面板更换为曲面板（α=135°及α=180°），测量水流对曲面板的冲击力并重新用体积法测量流量。 6．关闭抽水机，将水箱中水排空，砝码从杠杆上取下，结束实验。

武汉大学水力学习题解答-水击

第十章 10-1 解：阀门突然开启过程中，水击波传播四个阶段示意图如下： 10-2 解： 首先判断水击类型，然后计算各相末水击压强，从中找出最大水击压强。 (1) 判断水击类型 已知 L =500m ，c =1000m/s ，则相长 T L c r = =?=22500 1000 1s 。而阀门关闭时间T s =2s ，有T T s r >，为间接水击。 (2) 计算首相末水击压强 初始全开，有阀门开度τ01=； 按线性启闭关系，得首相末阀门开度ττ10212500 10002 05=-=-??=L cT s .； 由于v Q D max .==??=412564 2 422 ππm/s ，初始水头H H H 01231024070=-=-=m ，则管道特性系数μ= =???=cv gH max ..210004 29870 29150 。 上述数据代入式(10-4-17) τζτζμ 1 1 0112+=-A A 得 051122915 11 ..+=-?ζζA A 整理 03432372302121.().ζζA A -+= 解此二次方程，得 ().ζ1118806A = 或 ()()..?H H A A 111101880670131642==?=ζm ().ζ121356A = 或 ()()..?H H A A 121201356 709492==?=ζ m H 0<< t c H c t c << H c t c << c t c <<

如果发生直接水击 ?H cv g A max max ..= =?=10004 98 40816m 而().?H A 11131642=m >?H A max ，故()?H A 11不合理。 则首相产生的水击压强增量为 ?H A 19492=.m(水柱高) 或水击压强为 H A 170949216492=+=..m(水柱高) (3) 计算第二相末水击压强(末相末水击压强) 将已知的τ01=，τ20=，μ=2915.，ζ11356A =.，代入式(10-4-17) τζ τζμζμ 22 02112+=--A A A 得 012291513562915 2=-?-ζA .. . 解此方程 ζ23118A =. 或 ?H H A A 2203118 7021826==?=ζ..m(水柱高) 则第二相(末相)产生得水击压强为 H A 2702182628826=+=..m(水柱高) 如应用式(10-4-20)计算末相水击压强，由于系数 σ= =???=Lv gH T s max ..05004 98702 14577 则有 ()() ζσσσ222 24145772 145774145772866A =++=++=.... 可得水击压强增量 ?H H A A 22028667020062==?=ζ..m(水柱高) 或水击压强为 H A 2702006227062=+=..m(水柱高) 首相和末相水击压强比较，最大水击压强发生在末相，即为 H A 228826=.m(水柱高)或为 H A 227062=.m(水柱高)。 10-3 解： 首先判断水击类型，然后分别计算两种情况下的水击压强。 (1) 判断水击类型 已知 L =800m ，D =100cm ，e =20mm ，查表10-2-1，由钢管有K E =001.，可 计算水击波速 c DK eE = +=+?=143511435 11000200 001 117167..m/s 以及相长T L c r ==?=22800 1171671366. . s 。而阀门关闭时间T s =1s ，有T T s r <，为直接水击。 由于T T s r <，阀门关闭结束时水击压强将保持到首相末，故本题所求阀门断面水头为 首相末压强水头H A 1。 (2) 初始开度等τ01=，终止开度τe =05.情况下阀门断面水头H A 1 已知H 0100=m ，v max =2m/s ，由于ττ105==e .，以及管道特性系数 μ==???=cv gH max (21171672) 298100 11960 代入式(10-4-17) τζτζμ 1 1 0112+=-A A 得 0511211961 1.. +=-?ζζA A