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
①当y=0.1时，s y dy du
19.01.0572
.0)1.0(072.0--=≈?=
②当y=0.5时，19.05.0134.0)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 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：
1-3 容器内盛有液体，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
（2）依题知
g mg
mg
(3)依题知
mg
g mg 1-4 根据牛顿内摩擦定律，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
mm 250mm 250?的平板，在距一个边壁6mm 的距离处以s /mm 150的速度拖行。设平板
与边壁完全平行，并假设平板两边的流速分布均为线性，求拖行平板的力。
1-6 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是直线分布。试求润滑油的动力粘滞系数μ。
题1-6图
2-1 一封闭水箱自由面上气体压强p 0=25kN/m 2，h 1=5m ，h 2＝2m 。求A 、B 两点的静水
压强。
题2-1图
2-2 已知某点绝对压强为80kN/m 2，当地大气压强p a =98kN/m 2。试将该点绝对压强、
相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
2-3 如图所示为一复式水银测压计，已知m 3.21=?，m 2.12=?，m 5.23=?，
m 4.14=?，m 5.15=?。试求水箱液面上的绝对压强0p ＝？
题2-3图
2-4 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
2-5 利用三组串联的U 型水银测压计测量高压水管中的压强，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。当最末一组测压计右支水银面在
0-0平面以上的读数为h 时，求M 点的压强？
题2-5图
2-6 盛同一种液体的两容器，用两根U 形差压计连接。上部差压计A 内盛密度为A ρ的液体，液面高差为A h ；下部差压计内盛密度为B ρ的液体，液面高差为B h 。求容器内液体的密度ρ（用A ρ，B ρ，A h ，B h 表示）。
题2-6图 （图中A 、B 分别换为A h 、B h ）
2-7 画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图
(f ）
题2-7图（（f ）中左端水面下加ρ，并取掉r ）
2-8 画出下列图中各标有文字曲面上的压力体图，并标出垂直压力的方向。
题2-8图（请排两行，各4个）
2-9 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（用图解法和解析法分别求解）。
2-10 试求承受两层液体的斜壁上的液体总压力（以1m 宽计）。已知：m h 6.01=，m h 0.12=，31/80m kg =ρ，32/100m kg =ρ， 60=α。
2-11 一弧形闸门AB ，宽b=4m ，圆心角θ＝45°，半径r=2m ，闸门转轴恰与水面齐平。求作用于闸门的静水压力及作用点。
题2-9图 题2-10图 题2-11图
2-12 两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。已知：球形堵头半径Ｒ=1m ，测压管读数h=200mm 。求：（1）水位差ΔH ；（2）半球形堵头的总压力的大小和方向。
题2-12图
2-13 求作用在如图所示宽4m 的矩形涵管闸门上的静水总压力P 及压力中心c h 。
题2-13图
2-14 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位置。
题2-14图
2-15 有一直立的矩形自动翻板闸门，门高H 为3m ，如果要求水面超过门顶h 为1m 时，翻板闸门即可自动打开，若忽略门轴摩擦的影响，问该门转动轴0-0应放在什么位置？
题2-15图
2-16 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）。
题2-16图
2-17为校核图中所示混凝土重力坝的稳定性，对于下游无水和有水两种情况，分别计算作用于单位长度坝体上水平水压力和铅直水压力。
题2-17图
2-18 一弧形闸门，门前水深H 为3m ，α为 45，半径R 为4.24m ，试计算1m 宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。
题2-18图
2-19 直径D =3.0m 的圆柱堰，长6m 。求作用于圆柱堰的总压力及其方向。
题2-18图
3.1 恒定二维流动的速度场为 ay u ax u y x -==,，其中1=a 秒-1。（1）论证流线方程为C xy =；（2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
3.2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？
（1）xy z y x u z y u y x u z y x ++-=+=+=)(4,2,
222 （2）xyt u xzt u yzt u z y x ===,,
3.3 圆管中流速为轴对称分布（如图），)(22020
max r r r u u -=，u 是距管轴中心为r 处的流速。若已知m r 03.00=，s m u /15.0max =，求通过圆管的流量Q 及断面平均流速。
习题3-3图
3.4 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出，出口流速s m V /13=，如图所示。求流量及其它管道的断面平均流速。
习题3.4图
3.5 直径为150mm 的给水管道，输水管为980.7KN/h ，试求断面平均流速。[1.59m/s]
3.6 如图铅直放置的有压管道，已知d 1=200mm ，d 2=100mm ，断面1-1处的流速v 1=1m/s 。求（1）输水流量Q ；（2）断面2-2处的平均流速v 2；（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化？（4）图a 中若水自下而上流动，Q 及v 2是否会发生变化？
习题3.6图
3.7 已知某流场的流速势为)(2
22y x a -=?，a 为常数，试求x u 及y u 。 3.8 对于xy u x 2=，222y x a u y -+=的平面流动，a 为常数。
试分析判断该流动： (1) 是恒定流还是非恒定流？(2) 是均匀流还是非均匀流？(3) 是有旋流还是无旋流？
3.9 已知流速分布为x u x -=，y u y =。试判别流动是否有势。
3.10 已知x u x 4=，y u y 4=，试求该流动的速度势函数和流函数。
4-1 在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度g
p ρ1为1.5m ，过流面积A 1为0.05m 2；过流断面2-2的面积A 2为0.02m 2；两断面间水头损失
ωh 为g 2v 5.021；管中流量Q 为20l/s ；z 1为2.5m ，z 2为2.6m 。试求断面2-2的测压管高度g
p ρ2。（提示：注意流动方向）。 题4-1图
4-2 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A 1=0.05m 2，A 2=0.03m 3，A 3=0.04m 2，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v 0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：（1）出口流速v 3及流量Q ；（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。
题4-2图
4-3 在水塔引出的水管末端连接一个消防喷水枪，将水枪置于和水塔液面高差H 为10m 的地方，如图所示。若水管及喷水枪系统的水头损失为3m ，试问喷水枪所喷出的水最高能达到的高度h 为多少？（不计在空气中的能量损失）。
题4-3图
4-4 如图一管路，A 、B 两点的高差Δz ＝1m ，点A 处直径d A =0.25m ，压强p A =7.84N/cm 2，点B 处直径d B =0.5m ，压强p B ＝4.9N/cm 2，断面平均流速V B ＝1.2m/s 。判断管中水流方向。
题4-4图
4-5如图所示平底渠道，断面为矩形、宽b=1m ，渠底上升的坎高P=0.5m ，坎前渐变流断面处水深H=1.8m ，坎后水面跌落△Z=0.3m ，坎顶水流为渐变流，忽略水头损失，求渠中流量Q 。
题4-5图
4-6在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh 为20cm ，已知水管直径1d 为10cm ，喉部直径2d 为10cm ，当不计水头损失时，求通过流量Q 。
题4-6图
4-7为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d 为15cm 的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q 为多少？在虹吸管顶部s 点处的压强为多少？
题4-7图
4-8水流通过如图所示管路流入大气，已知：U 形测压管中水银柱高差m h Hg 2.0=?，m h 72.01=水柱，管径m d 1.01=，管嘴出口直径m d 05.02=，不计管中水头损失，试求：管中流量Q 。
题4-8图
4-9如图所示分叉管路，已知断面1-1处的过水断面积211.0m A =，高程m z 751=，流速s m v /31=，压强21/98m KN p =；2-2断面处2
205.0m A =，m z 722=，3-3断面
处2308.0m A =，m z 603=，23/196m KN p =，1-1断面至2-2和3-3断面的水头损失分别为3m 和5m ，试求：
⑴ 2-2断面和3-3断面处的流速v 2和v 3；
⑵ 2-2断面处的压强p 2。
题4-9图
4-10 如图所示为嵌入支座内的一段输水管。管径d 1=1.5m ，d 2=1m ，支座前断面的相对压强p 1=400kN/m 2，管中通过流量Q ＝1.8m 3/s 。若不计水头损失，试求支座所受的轴向力？
题4-10图
4-11 水流由直径d A 为20cm 的A 管经一渐缩的弯管流入直径d B 为15cm 的B 管，管轴中心线在同一水平面内，A 管与B 管之间的夹角θ为60°。已知通过的流量Q 为0.1m 3/s ，A 端中心处相对压强p A 为120kN/m 2，若不计水头损失，求水流对弯管的作用力？
题4-11图
4-12 直径为d 1=700mm 的管道在支承水平面上分支为d 2=500mm 的两支管，A-A 断面压强为70kN/m2，管道流量Q ＝0.6m3/s ，两支管流量相等：（1）不计水头损失，求支墩所受水平推力。（2）水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩所受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。
题4-12图
4-13 一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面，两端输入流量s /2m .0Q 3
1=，s /1m .0Q 33=，相应断面动水压强1p =20kPa ，3p =15 kPa ，两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径1d =0.3m ，3d =0.2m ，2d =0.15m ， 30=θ。试求交叉处水流对管壁的作用力（忽略摩擦力不计）。
题4-13图
4-14 一平板闸门宽b 为2m ，当通过流量Q 为8m 3/s 时闸前水深h 为4m ，闸孔后收缩断面水深h C 为0.5m ，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。
题4-14图
4-15 如图溢流坝，上游断面水深h 1=1.5m ，下游断面水深h 2=0.6m ，略去水头损失；求水流对2m 坝宽（垂直纸面）的水平作用力。注：上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m 3，g=10m/s 2。
题4-15图
4-16如图所示为闸下底板上的消力墩，已知：跃前水深m h 6.0='，流速s m v /15='，跃
后水深m h 4=''，墩宽m b 6.1=，试求：水流对消力墩的作用力。
题4-16图
4-17 两平行板间的层流运动（图题4-17），上下两平行平板间充满了粘度为μ的不可压缩流体，两平板间距离为h 2。下板固定，上平板以速度U 相对于下平板运动，并带动流体流动；取x 轴方向与平板运动方向一致，y 轴垂直于平板，坐标原点位于两板中间。此时，水流速度只有x 方向的分量x u ，而且)y (u u x x =，在其余两轴上的速度分量为零。试用纳维－斯托克斯方程式求两平行板间的层流运动的流速表达式。
图4-17 两平行板间的层流
5-1. 圆管直径mm 10d =，管中水流流速s m 20v /.=，水温C 10T 0=，（1）试判别其液流型态；（2）若流速与水温不变，管径改变为mm 30，管中水流型态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，管直径为多大？
5-2．圆管直径mm 100d =，管中水流流速s cm 100v /=，水温C 10T 0=，试判别其液流型态，并求液流型态变化时的流速。
5-3．断面为矩形的排水沟，沟底宽cm 20b =，水深cm 15h =，流速s m 150v /.=，水温C 15T 0=，试判别其液流型态？
5-4.某油管输送流量s m 10675Q 3
3/.-?=的中等燃料油，其运动粘滞系数s m 10086v 26/.-?=，试求：保持为层流状态的最大管径d ？
5-5．有一管道，已知：半径cm 15r 0=,层流时水力坡度150J .=，紊流时水力坡度20J .=，试求：（1）管壁处的切应力0τ；（2）离管轴cm 10r =处的切应力τ？
5-6.有一圆管，在管内通过s cm /013.02=ν的水，测得通过的流量为s cm Q /352
=，在管长15m 的管段上测得水头损失为2cm,试求该圆管内径d ？
5-7.某管路直径mm 200d =，流量s m 0940Q 3
/.=，水力坡度%.64J =，试求：该管道的沿程阻力系数λ值？
5-8.做沿程水头损失实验的管道直径cm 51d .=，量测段长度m 4l =，水温C 5T 0=，
试求：（1）当流量s l 030Q /.=时，管中的液流型态；
（2）此时的沿程水头损失系数λ；
（3）量测段沿程水头损失f h ；
（4）为保持管中为层流，量测段的最大测压管水头差g
p p 21ρ-？ 5-9.有一直径mm 200d =的新的铸铁管，其当量粗糙度mm 35.0=?，水温C 15T 0=，试用公式法求：（1）维持水力光滑管水流的最大流量；（2）维持粗糙管水流的最小流量？ 5-10.有一旧的生锈铸铁管路，直径mm 300d =，长度m 200l =，流量s m 250Q 3/.=取当量粗糙度mm 6.0=?，水温C 10T 0=，试分别用公式法和查图法求沿程水头损失f h ？ 5-11．水从密闭水箱A 沿垂直管路压送到上面的敞口水箱B 中，已知s L h m l mm d /5.1,3,25===，阀门39.=ζ壁面当量粗糙度mm 2.0=?，流动在粗糙区
25.011.0??? ???=d λ求压力表读数？
习题5-11
5-12. 明渠中水流为均匀流，水力坡度00090J .=，明渠底宽为m 2b =，水深m 1h =，粗糙系数0140n .=，计算明渠中通过的流量（分别用曼宁公式和巴氏公式计算）？
5-13.油在管路中以v=1m/s 的速度流动，油的密度3
/920m kg =ρ，m l 3=,d=25mm,水银压差计测得h=9cm, 试求：（1）油在管路中的流态；（2）油的运动粘滞系数；（3）若以相同的平均流速反向流动，压差计的读数有何变化？
习题5-13 5-14. 水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。已知mm 150d 1=，mm 75d 2=，
m 50l =，
管道的当量粗糙度mm 6.0=?，水温为C 20 。若管道的出口流速s m 2v 2/=，求（1）水位H ；（2）绘出总水头线和测压管水头线？
习题5-14
5-15.如图所示的实验装置，用来测定管路的沿程阻力系数λ和当量粗糙度?。已知管径mm 200d =，管长m 10l =，水温C 20T 0=，测得流量s m 150Q 3/.=，水银压差计读数m 10h .=，试求：（1）沿程阻力系数；（2）管壁的当量粗糙度?？
习题5-15
5-16. 如图所示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 、C 箱水面差m 10H =，m l 501=, , m l 402=, mm d 2501=, mm d 2002=, 25.0=弯ζ,设流动在粗糙区，用25.011.0??? ??=d K λ计算，管壁mm 2.0=?，试求：（1）管中流量Q ；（2）21h h ,的值？
习题5-16
5-17.某一水池，通过一根管径mm 100d =，管长m 800l =，的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差m 20H =，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数3.0=ξ，管道进口是直角进口（50.=ζ）管道全长的沿程阻力系数0250.=λ，试求通过管道的流量？
习题5-17
5-18.为测定90°弯头的局部阻力系数?，可采用如图所示的装置。已知AB 段管长m l 10=，管径mm d 50=，03.0=λ。实测数据为（1）AB 两断面测压管水头差m h 629.0=?；（2）经两分钟流入量水箱的水量为3329.0m 。求弯头的局部阻力系数ξ？
习题5-18
5-19.一直立的突然扩大水管，已知mm d 1501=，mm d 3002=，m h 5.1=，
s m v /32=，试确定水银比压计中的水银液面哪一侧较高？差值为多少？
习题5-19
6-1 以LMT 为基本量纲，推出密度ρ、动力粘滞系数μ、运动粘滞系数ν、表面张力系数σ、体积压缩系数β的量纲。
6-2 试分析欧拉平衡微分方程0x
p 1f x =??-ρ是否符合量纲和谐原理？ 6-3 已知通过薄壁矩形堰的流量Q 与堰口宽度b ，堰上水头H ，密度ρ，重力加速度g ，动力粘滞系数μ，表面张力系数σ等有关。试用π定理推求薄壁矩形堰的流量计算公式。
6-4 已知物体在液体中所受阻力F 与液体密度ρ，液体动力粘滞系数μ，物体的运动速度u ，及物体的大小（用线性长度l ）有关。试用π定理推物体运动时所受阻力F 的计算公式。
6-5 弧形闸门闸下出流，重力为流动的主要作用力。今采用长度比尺为1:20的模型来研究，试求：
（1）如原型闸门前水深p H 8m =，模型中相应水深为多少？
（2）如模型中测得的收缩断面平均流速m v 2.3m /s =，流量m Q 45l /s =，则原型中的相应流速和流量各为多少？
（3）模型中水流作用在闸门上的力m P 78.5N =，原型中作用力是多少？
8.1 有一条养护良好的土质渠道，梯形断面，有足够长，底坡不变，底坡i =0.001,底宽b =0.8m ，边坡系数m =1.5，当水深h =0.6m 时，通过流量是多少？水温10℃，雷诺数是多少？该水流是层流还是紊流。
8.2 有一条梯形长直渠道（土质为中壤土），底宽b =2m, 边坡系数m =2.0, 底坡i =0.0015,水深0h =0.8m,粗糙系数n =0.25，通过流量是多少？是否需要衬护？
8.3 铁路路基排水沟，用小片石干砌护面，边度系数m =1.0, 粗糙系数n =0.020,底坡i =0.003，排水沟断面为梯形，按水力最优断面设计，通过流量s m Q /2.13
=，试确定其断面尺寸？ 8.4 已知一条梯形渠道，通过流量为s m Q /5.03
=，底宽b =0.5m,渠道正常水流0h =0.82m,边坡系数m =1.5，粗糙系数n =0.025，试设计该渠道的底坡i 。
8.5 有一条梯形渠道，用小片石干砌护面，设计流量s m Q /103=，粗糙系数02.0=n ，底坡003.0=i ，边坡系数5.1=m ，设计水深m h 5.10=，试确定渠道的底宽。（谢齐系数c 用
曼宁公式计算）
8.6 已知一条梯形断面渠道，碎石护面，02.0=n ，底宽b =2.0m ，i =0.005，
边坡系数5.1=m ，通过流量s m Q /5.123=，求此时均匀流水深0h 为多少？
8.7 有一条高速公路，路基宽40m ，横跨一条排水渠道，该渠道通过量s m Q /8.13=，初
步设计用d =1.5m ，混凝土管铺设，设计充满度d h =α=0.75,底坡i =0.001，试校核是否满足输水能力的要求？
8.8 有一长直排水管，有混凝土制作，粗糙系数n 014.0=，管径m d 5.0=，按最大充满度考虑，通过流量s m Q /3.03
=，试确定此排水管道的底坡？ 8.9 由混凝土衬护的长直矩形渠道，b =2.0m ，水深=h 0.7m ，通过流量=Q 1.6s m /3，试判断该水流急流还是缓流？
8.10 有一条人工河道，长直且平顺，过水断面为梯形，已知底宽m b 5.4=，粗糙系数
025.0=n ，
边坡系数0.2=m ，通过流量s m Q /503=。试判断在恒定流情况下水流流态？ 8.11矩形断面排水沟，渠宽b =4m ，粗糙系数=n 0.02，通过流量s m Q /303=，若底坡
i =0.005，求临界水深，临界底坡，并确定N-N 线与K-K 的相对位置。
8.12 下面为长直棱柱形渠道，n 不变，试定性绘出可能出现的水面曲线型式。
习题 8.12
8.13 如图示，有三段底坡不同的棱柱形渠道，三段渠道的断面形状尺寸相同，前后两段渠道均足够长，K i i >1，K i i <2，中间渠道长度为l ，试分析，水面曲线可能出现的形式（分析时，中间渠道长度可长可短，分不同情况考虑）。
习题8.13
8.14 如图所示，平坡渠道与陡坡渠道相接，平坡渠道尾部设有一平板闸门，其闸孔开
度e 小于渠道的临界水深，闸门距渠道底坡转折处的长度为L ，试分析闸门下游可能出现的水面曲线及衔接形式。
习题 8.14
8.15 一长直棱柱体梯形渠道，底宽m b 0.5=，边坡系数5.1=m 。流量s m Q /253
=。
有水跃发生，已知跃后水深m h 0.3"=，求跃前水深?'=h
8.16一长直棱柱体矩形渠道，底宽m b 0.5=，流量s m Q /503=，底坡005.0=i ，粗
糙系数014.0=n 。已知跃前为特定水深m h 5.0'=，试计算跃后水深"h 并判断水跃形式。
8.17 有两段矩形断面渠道相连，通过流量s m Q /6.23
=，底宽b=2m ，混凝土衬护，粗
糙系数014.0=n , 1i =0.012, 2i =0.0008，这两段渠道是否为水跃衔接？若是水跃衔接是何种形式水跃？计算确定水跃发生的位置，并绘图。
8.18 如图所示为一引水陡渠，矩形断面，混凝土衬护，通过流量s m Q /5.33=，b =2m,
底坡i =0.25，渠长15m ，用分段求和法计算并绘出水面曲线？（相对误差<1%）？ 习题 8.18
8.19 有一条顺直小河，过流断面为梯形，底宽m b 10=，边坡系数5.1=m ，底坡003.0=i ，粗糙系数02.0=n ，流量s m Q /2.313=，其下游建有一个低坝，堰高m P 73.21=，堰上水头m H 27.1=，用分段求和法计算水面曲线并绘图。（要求：上游水深计算到001.1h h =，至少分四段）
习题8.19 习 题
9.1 待测流量s m Q /0.33
=，堰高1P =0.6m ，下游水深m h t 5.0=，堰上水头控制在m 63.0以下，试设计无侧收缩矩形薄壁堰的宽度b =？
9.2 一个矩形断面水槽末端设有薄壁堰，水舌下缘通气，用来量测流量，m b B 0.2==，堰高m P P 5.021==，当堰上水头m H 2.0=，求水槽中流量？
9.3 上题，若m H 1.0=，其他条件不变，求水槽中流量？
9.4 有一个三角形薄壁堰，0
90=θ，堰上水头m H 12.0=，自由出流，求通过流量？
若流量增加一倍，求堰上水头=H ？
9.5 一个矩形直角进口无侧收缩宽顶堰，堰宽m b 5.3=，堰高m P P 5.021== ，堰上游水深m h 2.101=，下游水深m h 6.002=，求通过的流量？
习题9.5
9.6 一个圆角进口无侧收缩宽顶堰，堰高m P P 0.221==，堰上水头限制在m 4.0以下，通过流量s m Q /0.43=，求宽顶堰宽度b ？若不形成淹没出流，下游水深最大为多少？
9.7 某河中拟修建一单孔溢流坝，坝剖面按WES 剖面设计。已知：筑坝处河底高程m 20.101=?，坝顶高程m 20.162=?，上游设计水位m 70.183=?，下游水位m 50.144=?，坝上游河宽m B 0.15=，边墩头部为半圆形，当上游水位为设计水位时，通过流量s m Q /803
=，试设计坝顶的宽度b 是多少？
9.8有一平底水闸，采用平板闸门，已知：渠道与闸门同宽，即m b B 0.6==，闸门开度m e 0.1=，闸前水深m H 0.4=，为闸孔自由出流，试求通过流量？
9.9某一滚水坝，采用WES 剖面设计，设计水头m H d 0.4=，坝顶装有弧形闸门，门轴高m a 0.4=，闸门半径m R 0.6=，闸孔净宽.0.5m b =。试求，当坝上游水头m H 0.3=，闸门开度m e 9.0=时的流量？
习题 9.9 10.1 在实验室中用达西实验装置测定某土样的渗透系数时，已知圆筒直径20=D cm ，两测压管间距40=l cm ，两测管的水头差2021=-H H cm ，经过一昼夜测得渗透水量为0.0243m ，试求该土样的渗透系数k 。
10.2 已知渐变渗流浸润线在某一过水断面上的坡度为0.005，渗透系数为0.004cm/s ，试求过水断面上的点渗流流速及断面平均流速。
10.3 某铁路路基为了降低地下水位，在路基侧边设置集水廊道（称为渗沟）以降低地下水位。已知含水层厚度2=H m ，渗沟中水深3.0=h m ，两侧土为亚砂土，渗透系数为0025.0=k cm/s ，试计算从两侧流入100m 长渗沟的流量。
10.4 某处地质剖面如习题10-4图所示。河道左岸为透水层，其渗透系数为0.002cm/s ，不透水层底坡坡度为0.005。距离河道1000m 处的地下水深为2.5m 。今在该河修建一水库，
修建前河中水深为1m ；修建后河中水位抬高了10m ，设距离1000m 处的原地下水位仍保持不变。试计算建库前和建库后的单宽渗流量。
习题10-4图
10.5 某均质土坝建于水平不透水地基上，如习题10-5图所示。坝高为17m ，上游水深151=H m ，下游水深22=H m ，上游边坡系数31=m ，下游边坡系数22=m ，坝顶宽
6=b m ，坝身土的渗透系数001.0=k cm/s 。试计算坝身的单宽渗流量并绘出浸润线。
习题10-5图
10.6 对承压井进行抽水试验确定土的渗透系数时，在距离井轴分别为10m 和30m 处各钻一观测孔，当承压井抽水后，两个观测孔中水位分别下降了42cm 和20cm 。承压井含水层厚度为6m ，稳定抽水流量为24m 3/hr ，求土的渗透系数。
10.7 某工地欲打一完全普通井取水，已测得不透水层为平底，井的半径15.00=r m ，含水层厚度为60=H m ，土为细砂，实测渗透系数001.0=k cm/s 。试计算当井中水深0h 不小于2m 时的最大出水量，并算出井中水位与出水量的关系。
10.8 如习题10.8图所示，为降低基坑中的地下水位，在长方形基坑长60m ，宽40m 的周线上布置8眼完全普通井，各井抽水流量相同，井群总抽水量为400=Q l/s ，含水层厚度10=H m ，渗透系01.0=k cm/s ，井群的影响半径为500m 。试求基坑中心点O 的地下水
位下降高度。若将上述8个井布置在面积为2400m 2的圆周上，试求圆周中心点的地下水位下降高度。
习题10-8图
10.9 某闸的剖面如习题图10-9所示。现已绘出流网，并已知渗透系数002.0 k cm/s ，各已知高程如图所注。试求单宽渗流量，并求出B 点的压强水头。
习题10-9图
《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
(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；
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
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
水力学例题
例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为μ的牛顿流体所充满。当旋转角速度为ω，锥体底部半径为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。 解： M= ????= = = = K dh r K dA r K dAr K u dAr 3 2 2cos 2πμωα πμωωμ μ τ=H K R α πμωcos 23
而 2 2 cos R H H += α;故： M= 2 2 3 2R H K R +?πμω 例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600 倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。 解：坐标只能建在水面上。
A kp p 807.91807.9=?= a B kp p 300.18)2 31(807.9=+ ?= KN p p P B A 050.14112 =??+= h h A y I y y C C C C C D 6 .160 sin 433.1121 60 sin 433.11 60 sin 121 160 sin 0 3 =+ =??+ = + = 0=D x
矩形和圆形的C y 和C I 值 矩形： 2h y C = 123 bh I C =
圆形：r y C = 4 4 r I C π= 例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？ 解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3
水力学试题1资料
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
水力学考试试题与答案
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； 答案：b
水力学——经典题目分析
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
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。
水力学习题
浙02444# 水力学试卷 第 1 页 共 5 页 全国2003年10月高等教育自学考试 水力学试题 课程代码：02444 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备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度V=1m/s ，平板与固定边界的距离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（ ） A ．10Pa B ．15Pa C ．20Pa D ．25Pa 2．一封闭容器，水表面上气体压强的真空度p v =10kPa ，水深2m 处的相对压强为（ ） A ．－10kPa B ．9.6kPa C ．19.6kPa D ．29.6kPa 3．用欧拉法描述流体质点沿x 方向的加速度为（ ） A ． t u x ?? B ．t u x ??＋u x x u x ?? C ．u x x u x ??+u y y u x ??+u z z u x ?? D ．t u x ??+ u x x u x ??+u y y u x ??+u z z u x ?? 4．圆管层流中，沿程水头损失与速度的（ ） A ．0.5次方成正比 B ．1.0次方成正比 C ．1.75次方成正比 D ．2.0次方成正比 5．紊流附加切应力2τ等于（ ） A ．''y x u u ρ B ．－''y x u u ρ C ．''y x u u D ．''-y x u u 6．如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并 联，如果在支管2中加一个调节阀，则水头损失 （ ）
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）
水力学模拟题及答案
水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
水力学典型例题分析(上)
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
水力学题库
水利类工程流体力学试题库试卷 校名____________ 系名____________ 专业____________ 姓名____________ 学号____________ 日期____________ （请考生注意：本试卷共 页） 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g v d l h f 22 λ=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p a和p b。若两容器内水深相等，则p a和p b的关系为（）（1）p a＞p b（2）p a＜p b （3）p a = p b（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
2032水力学B 水利水电专 国家开放大学机考 题库及答案
单选题（共10题，共40分） 1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体运动的基本规律。（） A 水静力学 B 水动力学 C 土动力学 D 土静力学 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 2. 静止液体中同一点各方向的压强 A 大小相等 B 大小不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 3. 在均质、连通的液体中，水平面是等压面，这就是___原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重，这是著名的_____原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：D；考生答案：D；试题分数：4；考生得分：4
5. 理想液体的总水头线是一条 A 抛物线 B 水平线 C 曲线 D 斜直线 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 6. 总流的动量方程为，如果由动量方程求得的力为负值说明______（） A 说明原假设的力的方向不对，反向即可。 B 说明方程中流速的取值出现错误。 C 说明方程中流量的取值出现错误。 D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数 A 均匀流与非均匀流 B 层流与紊流 C 急流与缓流 D 明流与管流 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 A 紊流粗糙区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 层流区 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4
水力学题库
《水力学》习题、试题库 一、名词解释 1.有压流 2.无压流 3.流线 4.迹线 5.渐变流： 6.急变流 7.水力最优断面 8.粘滞性 9.膨胀性 10.压缩性 11.质量力 12.表面力 13.均匀流 14.非均匀流 15.佛汝德数 16.雷诺数 17.棱柱形渠道 18.非棱柱形渠道 19.理想液体 20.圆柱形外管嘴 21.长管 22.短管 23.孔口 24.临界水深 25.正常水深
26.局部水头损失 27.沿程水头损失 28.连续介质 29.恒定流 30.非恒流 31.基本量纲 32.紊流 33.层流 34.流管 35.元流 36.总流 37.过水断面 38.流量 39.当地加速度 40.迁移加速度 41.水力坡度J 42.测压管坡度Jp 43.正坡 44.平坡 45.负坡 46.逆坡 47.临界流 48.急流 49.缓流 50.平均水深h m 51.临界坡度i k 52.不冲允许流速 53.不淤允许流速 54.断面比能
55. 自由出流 56. 淹没出流 二、简答题 1.请简述“连续介质假设”的内容及其对研究液体运动的意义。 2.什么是均匀流？明渠均匀流有哪些水力特征？ 3.什么是水力最优断面？ 4.什么是“佛汝德数”，其物理意义表示什么？ 5. 什么是理想液体？ 6. 什么是迹线？ 7. 什么是棱柱形渠道？ 8. 什么是“雷诺数”，其物理意义表示什么？ 9. 什么是圆柱形外管嘴？管嘴的形成条件。 10.简述牛顿内摩擦定律的内容及其物理意义。 11.简述静水压强的特性。 12.简述帕斯卡定律的内容。 13.什么是等压面？它有何性质？ 14.什么是流线？它有何特点？ 15.简述明渠均匀流的形成条件。 16.何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质？ 17.雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？ 18.欧拉数与韦伯数的物理意义是什么？ 三、判断题 1.恒定流时，流线与迹线重合。（） 2.在相同的水头作用下，孔口的流量比管嘴的流量大。（） 3.相对压强可以大于、等于或小于零。（） 4.等压面不一定与质量力正交。（） 5.水一定由高处向低处流。（） 6.液体质点运动的轨迹线称为迹线。（）
水力学练习题及答案
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。(×)
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
工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题-20题计算题答卷)
工程水文水力学思考题和计算题 一、思考问答 1、水文现象是一种自然现象，它具有什么特性，各用什么方法研究？ 答：1）成因分析法: 根据水文变化的成因规律，由其影响因素预报、预测水文情势的方法。如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。 2）数理统计法：根据水文现象的统计规律，对水文观测资料统计分析，进行水文情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验公式等。 水文计算常常是二种方法综合使用，相辅相成，例如由暴雨资料推求设计洪水，就是先由数理统计法求设计暴雨，再按成因分析法将设计暴雨转化为设计洪水。此外，当没有水文资料时，可以根据水文现象的变化在地区分布上呈现的一定规律（水文现象在各流域、各地区的分布规律）来研究短缺和无资料地区的水文特征值。 2、何谓水量平衡？试叙闭合流域水量平衡方程在实际工作中的应用和意义。 答：对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。 依此，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程。对一闭合流域：设P 为某一特定时段的降雨量，E 为该时段内的蒸发量，R 为该时段该流域的径流量，则有：P=R+EC+△U △U为该时段流域内的蓄水量，△U=U1+U 2。 对于多年平均情况，△U ＝0，则闭合流域多年平均水量平衡方程变为：P=R+ E 影响水资源的因素十分复杂，水资源的许多有关问题，难于由有关的成因因素直接计算求解，而运用水量平衡关系，往往可以使问题得到解决。因此，水量平衡原理在水文分析计算和水资源规划的分析计算中有广泛的应用。如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某闭合流域的多年平均降雨量P=1020mm ，多年平均径流深R=420mm，试求多年平均蒸发量 E 。E=P-R＝600mm。
水力学考试试题-样题答案
四川大学期考试试题 （200 ——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名：
三、思考题（4×8=32分） 1．图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？ 答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。 2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？ 答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线： 2 2 ()2s Q E h f h gA α=+ = 二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45° 角直线为渐近线h →∞，Es →∞； 2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ； 3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态： （1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h 3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？ 答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？ 长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题（2×6=12分） 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3 N 2 N 1N 1K b 1 c 1 a 2 c 2 N 2 b 2 =0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线