水力学答案
第四章 思考题:
4-1：N-S 方程的物理意义是什么？适用条件是什么？
物理意义：N-S 方程的精确解虽然不多，但能揭示实际液体流动的本质特征，同时也作为检验和校核其他近似方程的依据，探讨复杂问题和新的理论问题的参考点和出发点。
适用条件：不可压缩均质实际液体流动。 4-2 何为有势流?有势流与有旋流有何区别?
答:从静止开始的理想液体的运动是有势流. 有势流无自身旋转,不存在使其运动的力矩.
4—3 有势流的特点是什么？研究平面势流有何意义？
有势流是无旋流，旋转角速度为零。研究平面势流可以简化水力学模型，使问题变得简单且于实际问题相符，通过研究平面势流可以为我们分析复杂的水力学问题。
4-4.流速势函数存在的充分必要条件是流动无旋，即x
u y u y
x ??=??时存在势函数，存
在势函数时无旋。流函数存在的充分必要条件是平面不可压缩液体的连续性
方程，即就是0
=??+??y
u x u y
x
存在流函数。
4—5何为流网，其特征是什么？绘制流网的原理是什么 ？
流网：等势线（流速势函数的等值线）和流线（流函数的等值线）相互正交所形成的网格 流网特征：（1）流网是正交网格
（2）流网中的每一网格边长之比，等于流速势函数与流函数增值之比。 （3）流网中的每个网格均为曲线正方形 原理:自由表面是一条流线，而等势线垂直于流线。根据入流断面何处流断面的已知条件来确定断面上 流线的位置。
4-6.利用流网可以进行哪些水力计算?如何计算？
解:可以计算速度和压强。计算如下：流场中任意相邻之间的单宽流量?q 是一常数。在流场中任取1、2两点，设流速为，，两端面处流线间距为?m1，
?
。
则?q=?m1=
?
，在流网中，各点处网格的?m 值可以直接量出来，
根据上式就可以得出速度的相对变化关系。如果流畅中某点速度已知，就可以其他各点的速度。
流畅中的压强分布，可应用能量方程求得。
z1++=++
当两点位置高度z1和为已知，速度，u2已通过流亡求出时，则两点的压
强差为
-=-+-
如果流畅中某一点压强已知，则其他个点压强均可求得
4.7利用流网计算平面势流的依据是什么？
（参考4.6的解释）
4-8流网的形状与哪些因素有关？网格的疏密取决于什么因素？
答：流网由等势线和流线构成，流网的形状与流函数φ（x,y）和流速势函数ψ(x,y)
有关；由?q=?ψ=常数，?q=u
1?m
1
=常数，得两条流线的间距愈大，则速度愈小，
若间距愈小，则速度愈大。
4-9 流函数与流速势函数之间各有哪些性质？两者之间有何联系？
答：流函数的性质： 1）同一条流线上各点的流函数为常数。2）平面势流的流函数是一个调和函数。3）两流线之间的单宽流量等于该两条流线的流函数值之差。
流速势函数的性质：流速势函数是调和函数。
联系：在平面势流中流函数与流速势函数为共轭调和函数。
4-10
流速势函数φ的增值方向与速度方向一致，即就是φ沿着流速u的方向增大；流函数?的增值方向垂直于流速方向，即就是沿着等势线增大。
4-11理想液体运动微分方程式的伯努利方程的运用条件是什么？
解：应用时必须满足以下条件
1液体是不可压缩均质的理想液体，密度ρ为常数。
2作用于液体上的质量力是有势的。
3液体运动是恒定流。
4 dx dy dz
行列式ωx ωy ωz = 0
ux uy uz
根据行列式的性质，满足下列条件之一都能使该行列式的值为零，即
1)ωx = ωy = ωz=0,为有势流
2)ux = uy = uz =0，为静止液体
3)dx/ωx = dy/ωy = dz/ωz=C,这是涡线微分方程。
4)dx/ux = dy/uy = dz/uz=C，这是流线微分方程。
5)ux/ωx =uy /ωy = uz /ωz=C，为螺旋流。
4-12-S方程中的动水压强p与坐标轴的选取是否有关？
答：无关
4-13为什么说N-S方程是液体运动最基本的方程之一？目前它在水力学中的应用如何？
答：如果液体为理想液体，此方程为理想液体运动微分方程；如果是静止液体，此方程为液体的平衡微分方程。所以，N-S方程是研究液体运动最基本的方程之一。N-S方程式是阶非线性非齐次的偏微分方程，求其普遍解在数学上是很困难的，仅对某些简单的问题才能求得解析解，但是，随着进算计的广泛应用和数值计算技术的发展，对于许多工程实际问题已能够求的其近似解。
4-15．能量方程式各项的意义是什么？应用中应注意哪些问题？
解析：（1）意义
①理想在液体能量方程：
++=++
因为在上式中，过水断面1-1和断面2-2是任取的，所以可将上式推广到元流的任意过水断面，即：
zg++=常数
1.物理意义：zg代表位能；代表压能；是单位液体所具有的动能。
所以（zg++）就代表单位质量液体所具有的总机械能，通常用E来表示。
2.几何意义：z代表位置水头，代表压强水头，为速度水头，(z+ +)
则表示总水头。
②实际液体元流的能量方程
++=+++
1.物理意义：元流各过水断面上单位质量液体所具有的总机械能沿流程减少，部分机械能转化为热能或声能而损失；同时也表示了各项能量之间沿流程可以相互转化关系。
2.在水力学中习惯上称为水头损失。
（2）注意：
①是不是理想液体，若是，用理想在液体能量方程；若不是，用实际液体元流的能量方程
②,是同一基准面。
③提到压强，若为相对压强，式子左右都为相对压强；若为绝对压强，式子左右都为绝对压强。
4-16．何为总水头线和测压管水头线？水头坐标为何取垂直向上？
解析：（1）
测压管水头线是沿水流方向各个测点的测压管液面的连线，它反应的是流体的势能，测压管水头线可能下降，也可能上升（当径管沿流向增大时），因为径管增大时流速减小，动能减小而压能增大，如果压能的增大大于水头损失时，水流的势能就增大，测压管水头就上升。
水头总线是沿着测压管水头线的基线上再加上流速水头，它反应的是流体的总能量，由于沿流向总是有水头损失，所以总水头线沿程只能下降，不能上升。
（2）为了直观反应总流沿流程各种能量的变化规律及相互关系，可以把能量方程沿流程用几何线段图形来表示。
以0-0为基准面，以水头为纵坐标，按一定比例尺沿流程将各过水断面的
z.及分别绘于图上，而且每个过水断面上的z.及是从基准面画起垂直
向上依次连接的，所以水头坐标取垂直向上。
4-17 是什么？有何物理意义？
答：水力坡度的意义：水力坡度表明了实际液体沿元流单位流程上的水头损失，水力坡度也就是总水头线坡度。
物理意义：它是单位重量液体沿流程单位长度上的机械能损失。4-18 如何确定水流运动方向，试用基本方程式说明。
解：假定有1-1,2-2两个断面，则可分别写出断面1-1和断面2-2的伯努利方程：
H1=Z1+P1/pg+a1V1V1/2g
H2=Z2+P2/pg+a2V2V2/2g
当H1>H2时，说明断面1-1的总机械能高于断面2-2的总机械能，所以水流是从断面1-1流向断面2-2。反之，亦然。
4-19恒定总流能量方程∑F=ρQ（
β），∑F中包括哪些力？动水压强必
须采用相对压强表示吗？
答：合外力包括表面力和质量力，动水压强不一定必须采用相对压强表示。
20. 单位质量水体的总机械能为zg+p/ρ+u2/2
断面总机械能为ρQ (zg+p/ρ+u2/2)
习题
4-1 某管道如图所示，已知过水断面上流速分布为u=c【1-（r/r0)2】，u m ax为管
轴线处的最大流速，r
0为圆管半径，u是距管轴线r点处的流速。若已知r
0=3cm
，
u m ax=0.15m/s。试求：（1）通过管道的流量Q；（2）断面平均流速v。
解：（1）dQ=udA=u
m ax[1-(r/r0)2]π.2rdr
Q=?r
0u m ax[1-(r/r0)2]π.2rdr=2πu m ax?r
(r-r3/r02)dr
Q=2.12×104 m3/s
（2）v=Q/A=0.075m/s
4-2有一个坡非常都的渠道如图4-35所示，设水速为恒定的均匀流，A点距水面的垂直水深为3.5M。以通过A点的水平面为基准面，试求A点的位置水头，并以通过B点的水平面为基准面标注图上。
解：以A点水平面为基准面，得
Z=0
P/ρg=ρgh cos30°cos30°/ρg=2.625m
此时测压管水头为Z+P/ρg=2.625m
以B点的水平面为基准面时，Z=3.5m
4-3 有一倾斜放置的渐粗管如图4-36所示，A-A与B-B两个过水断面形心点的高差为1.0m，A-A断面管径d=150mm，形心点压强P A=68.5KN/m2。B-B断面管径d B=300mm，形心点压强P B=58kn/m2,断面平均流速V B=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。
=Z A +［(P A /g)+(/2g)］n
解：（1）H
V B A B=V A A A
得V A=6m/s
H A=8.83J
H
=E B+(P B/+/2g)=7.03J
H A>H B
所以水流从A-A断面流向B-B断面
（2）h Wa-b=H A-H B=1.8J
（3）Q=V B A B
=［
1.5
］
=0.106/s
4-4. 有一管路突然缩小的流段，如图4-7所示。由侧压管断面1-1
的压强水头
，已知过水断面1-1、断面2-2
的面积积分分别为
=0.03
，
，形心点位置高
度
,
=2.0m,管中通过的流
量
，两端面间水头损失
。试求断面2-2的压强水头及测压
管水头，并标注在图上。
解：从断面1-1到断面2-2，根据连续性方程，有
即
①
根据伯努利方程，有
②
③
取修正系数 ④ 又
⑤
图4-37
联立①②③④⑤式，得
4-5 某矩形断面平底渠道，如图所示.宽度B=2.7米，河床在某处抬高△z=0.3m，若抬高前
的水深H=2.0m，抬高后水面跌落△h=0.2m，不计水头损失，求渠道中通过的
流量Q。
解：取1-1断面和2-2断面:
①
所以，
②Array
将②代入①中，得
4-6水轮机的锥形尾水管，如图4-39所示。已知断面
A—A的直径D1=600mm，断面平均流速V1=5,。出口断面的直径D2=900mm，由A到B的水头损失HW=0.2V1*V1/2g。试求当z=5m时，断面A-A的真空
度。
解：由连续性方程v1A1=V2A2，得V2=V1*A1.
得V2=2.2m/s,
由能量方程得
Pa=0-6m-1.03m+1m+0.26m
=-5.77m
则pa=9800* -5.77=-56546n/(m*m)
则A点的真空度P=-pa=56546 n/(m*m)
4-7某虹吸管从水池取水,如所示.已知虹吸管直径d=150mm，出口在大气中。水池面积很大且水位保持不变，其余尺寸如图所示，不计能量损失。试求：
（3）如果考虑能量损失，定性分析流量Q如何变化.
（1）由w h g v g p z g v g p z +++=++2222
22221111αραρ 知02000052
1++
+=++g
v c α 得：s m g v c 9.910== s m A v Q c 175.04
15.014.39.92
=??
=?= （2）由图知：m z c 0= m z b 5.6= m z a 5= 且管径相等则流速相等。
g
p
g p g p a b c ρρρ+=+=+
55.60 相对压强0=c p 所以：g p b ρ5.6-= g p a ρ5-= （3）如果考虑能量损失，则v 减小，流量Q 减小。
4-8 解：水沿细管上升，则2-2断面处为负压 1-1断面与3-3断面用能量方程可得：
即 H + 0 + 0 = 0 + 0 + ，则得 2-2断面与3-3断面同理得：0 +（-h ）+ = 0 + 0 + ，，则可得： 4-9测定水泵扬程的装置，如图所示，已知水泵吸水管直径d 1=200mm,水泵进口真空表读数为39.2kpa 。压水管直径d 2=150mm,水泵出口压力表读数为2at,断面1-1，断面2-2间的位置高差△Z=0.5m,若不计水头损失，测得流量
Q=0.06m 3
,水泵的效率n=0.8。试求水泵的扬程Hp 及轴功率Np 。
解：取断面1-1为基准面，列伯努利方程得： Z 1+P/pg+a 1v 1/2g+Hp=Z 2+P 2/pg+a 2v 22/2g 由连续性方程得：v 1A 1=v 2A 2=Q 得 v 1=1.9m/s v 2=2.55m/s
Hp=z 2-z 1+P 2-P 1/pg+V 22-V 12
/2g
解得Hp=24.9m 所以Np=18.3kn m/s 4.11如图所示，为一水平安装的文丘里流量计，已知管道断面1-1的压强水头1
p ／ρg=1.1m,管径1
d =150mm,喉管断面2-2的压强水头2
p ／ρg =0.4m,管径2
d =100mm,水头损失Hw=0.321
v ／2g 试求；（1）通过管道的流量Q,(2)该文丘里流量计的流量系数μ。
解；(1)对渐变流断面1-1及断面2-2列总流的伯努利方程. 1z + 1
p ／ρg+α121
v ／2g=2z +2
p ／ρg+α222
v ／2g+Hw 取α1=α2=1.0可得
（1p -2
p ）／ρg=(22v -21v )／2g+0.321
v ／2g 有连续性方程可得 2v 2A =1v 1
A
1
v =1.77m ／s Q=31.3L ／s
(2).设没有水头损失的情况，管道流量为1
Q
4-13 某管路系统与水箱连接，如图4-46所示。管路由两段组成，其过水断面面积分别为A =0.04m 2
,A
2=0.03m 2
，管道出口与水箱面高差H=4m,出口水流流入大气。若水箱容积很大，水位保持不变，当不计水头损失时，试求： （1） 出口断面平均流速v 。
（2） 绘制管路系统的总水头线及测压管水头线。 （3） 说明是否存在真空区域。
解：(1)取水平液面1-1为过水断面，管道出口2-2为过水断面。 H+0+
1v 12/2g =0+0+2v 22
/2g
v 1=1=2=1.0
解得：v 2=
=8.85m/s
(2)设A 1-A 1断面处平均流速为v 1
由连续性方程得：v 1=v 2A 2/A 1=6.64m/s
取过水断面A 1-A 1，A 2-A 2形心点的水平面为基准面。
列伯努利方程：z 1+p 1
/pg+1v 12/2g=z 2+p 2/pg+2v 22/2g ( p 1-p 2)/pg=(v 22-v 12)/2g=1.75m/s 由A 2-A 2过水断面与管出口列伯努利方程得：
0++
=-0.5+0+
又v 2
=
=
=1.0
可得：=-0.5m
所以=-1.25
(3)A 2-A 2断面所在管道测压管水头线在中心线之下，故该部分有真空。 图如下：
4-14 水箱中的水体经扩散短管流入大气,如图4-47所示.如过水断面1-1的直
径
,
行心点绝对压强
,
出口断面直径
,
不计能量损失，求作用水头H 。
解： 取1-1,2-2的轴线为基准面 由伯努利方程得1-1,2-2间：
0+
又因为无水头损失，所以
，取
由连续性方程得 ：
取
的绝对压强为 98kN/㎡
由以上各式所得：
仍以0-0为基准面，得（此时为相对压强）： H+0+=0+0+
又因为
所以 得H=1.477m
4-15，在矩形平底渠道中设平底闸门，如图所示。已知闸门与渠道同宽B=2m ，闸门水深H=4m ，当流量
Q=8
时，闸孔下流收缩断面水深=0.5m ，不计
渠底摩擦阻力。求水流作用于闸门上的水平推力。
解析：应用动量方程求解，取如图所示的控制体，其中断面1-1及2-2均处在渐变流中，则其断面上的静水总压力可按平板静水压力计算。
则断面1-1
上的总压力为，方向从左向右。
断面2-2
上的总压力为
B，方向从右向左。
设作用在闸门上的水平推力为F，如图
-
F+-B
= （-）
流速和流量可根据连续性方程和伯努利方程求出
H B = H B ①
H + + =
+ + ②
由①，②得
=
=
将上式代入动量方程得
F =
(
-)B -
B （-）
=98.35KN 方向向左。
4-16 水流经变直径弯管从A管流入B管，管轴线均位于同一水平面内，弯管
转角，如图所示。已知A
管直径=250mm，断面A-A的形心点的相
对压强
=150，B
管直径=200mm，流量
Q=0.1，若不计水头损
失，试求水流对弯管的作用力。
-
解析：由连续性方程得：
=
=Q
所以
=
=2.04
=
=3.18
取过水断面A-A 和B-B ，以过管轴线的水平面为基准面，列伯努利方程
0 +
+
= 0 +
+
+0
取动能修正系数
=
=1.0，得
=
+
=147
取过水断面A-A 和B-B 之间的水体为控制体，取水平面为XOY 平面，因流动在同一水平面内，故重力在XOY 平面上的投影为零，过俩过水断面上的动水
压力设为
与。
=
=7359.4KN
==4615.8KN 设管壁对控制体的作用力为R ，则在X 轴方向为
(
-
)=
-
-
X
R
取=1.0，得
=
–
(
)
=4.065KN 方向向右。 则Y 轴方向为
(
0)=+
取=1.0，得
=
+
=3.49KN 方向向上
4-17解：由液体的连续性方程知：
Q A v A v ==2
211 得：s
m d Q
v 02.14
121
==π
s m v 29.22=
由伯努利方程w h g v g p z g v g p z +++=++222
2
22221111αραρ
且0
2
1
==z
z ，
=w h
.121==αα 知kN p 9.3892
=
取截面1—2之间的空间作为控制体，对其受力分析如图：
y
写出x 方向的动量方程：()112221v v Q R P P ββρ-=-- ① 0.121==ββ
得到：()0.1*02.10.1*29.2*8.14*9.3894*39222
21
-=--R d
d
ππ
解得：R=384kN 所以水对镇墩的作用力大小为384kN ，方向水平向右。
如果考虑水头损失，2-2断面的动水压强减小了，流速不变，则2
P 减小，由式①可知R 增大了。
4-18.有一水平射流从喷嘴射出，冲击在相距很近的一块光滑平板上，平板与水平面的夹角为a ，如图4-51所示。已知喷嘴出口流速v1,射速流量Q1，若不计能量损失和重力的作用，试求：
（1）分流后的流量分配，即Q2/Q1和Q3/Q1各为多少？ （2）射流对平板的冲击力。
解：因为水头损失0=w
h ，3
2
1
z z z ==，3
2
1
p p p ==。
2020z 2
2222
111++
+=+
+g
v z g
v αα
2020z 2
3332
111++
+=+
+g
v z g
v αα
得：3
2
1
v v v ==
列动量方程求解流量分配及边界反力R 。 ∑=--X
F v Q v Q v Q αβρβρβρcos 111222333 0cos 1
32=--=∑αp p p F x
又3
2
1
v v v ==
所以0cos 1
2
3
=--αQ Q Q 又因为3
2
1
Q Q Q +=
所以()αcos 12
1
1
3
+=
Q
Q
()αcos 12
1
12-=Q Q
()αραρsin sin 01
1
Q Q y =--=∑
水流对平板的作用力R=αρsin 1
Q -,方向与y 轴相反。
4—19四通分叉管，其管轴线均位于同一水平面内，α=30o，水流从断面1—1﹑断面3—3流入，流量分别为Q 1=0.2m 3／s 和Q 3=0.1m 3／s ，相应断面形心
点相对压强分别为p1=0.3kn／2和p3==15kn／m2。水流从断面2—2流入大气中，已知管径d1=0.3m，d3=0.2m，d3=0.15m不计摩擦阻力，试求水流对叉管的作用力。
解：取控制体断面1—1、2—2、3—3则：
Q1+Q2=2Q2Q2=0.15m3／s
v1=Q1／A1=0.2／?π×0.32=2.831m／s
v2=Q2／A2=0.15／?π×0.152=8.49m／s
v3=Q3／A3=0.2／?π×0.22=3.85m／s
由于水流从断面2—2流入大气中故p2=0 则
P1=p1A1=1413N P2=0 P3=p3A3=471N
设水流对叉管的作用力为F 列x轴方向动量方程
ρ（2Q2θ2β2?2cosα—Q2β1?1+Q3β3?3）=P1—P3++F
取β1=β2=β3=1.0 解之得F=—1.017kN （方向向左）
4-20根据习题4-1的已知条件，求过水断面上的动能修正系数α及动量修正系数β值。
解：由题意可知
dθ=UdA=Umax[1-]dA
所以θ= =1.35*3.14/2/s
V=θ/A=7.5cm/s
α=/A=2
β=/A=4/3
4-21
如图4-53所示，利用牛顿第二定律证明重力场中沿流线坐标s方向的欧拉运动方程为：-g?z/?s-1/ρ·?p/?s=dus/dt
解：取中点M（x，y，z）其动水压强为（Ux，Uy，Uz）
∴作用在1-1，2-2面上的压强分别为：
1-1：p-?p/?s·ds/2 2-2：p+?p/?s·ds/2
由牛顿第二定律：质量力：-g sinθ
∴（p-?p/?s?ds/2）·dA-（p+?p/?s?ds/2）dA-gsinθ=dus/dt·ρdAds
即：1/ρ??p/?s-gsinθ= dus/dt 又∵sinθ=?z/?s
∴-1/ρ??p/?s-g?z/?s= dus/dt
2-ay2，a为不等于零的常数试求：
？若存在，则求之。
?ψ/?x=2ax
∴?ux/?y=-2a ?uy/?x=2a
∴旋转角速度Wz=1/2（?uy/?x-?ux/?y）=2a≠0
∴液体为有旋流动，即不存在势函数。
（2）：在恒定平面流中
dφ=uxdx+uydy=-2aydx+2axdy=0
得K1=y/x
在平面流场中，φ=c
即：dψ=uxdy-uydx=-2aydy-2axdx=0
得K2=-x/y
∴K1·K2=-1 即流线与等势线正交
4-24已知某流场的速度势函数为φ=a∕2（x2-y2），其中a为实数且大于零。试求：
（1）流速场u x及u y。
（2）流函数Ψ。
解：（1） u x =ax x =??/? ,u y =ay y
-=??/?
(2) ?u x /x ?=a ,?u y =-a
代入连续性方程得： ?u x /?x +?u y /?y =0
所以存在流函数Ψ u x =?Ψ/?y =ax Ψ=?axdy=axy+f 1（x ）
?Ψ/?x =ay+f 1，
（x ） 因为?Ψ/?x =-u y =ay
比较可得 f 1，
（x ）=0 f 1（x ）=C
则流函数为 Ψ=axy+C 4-25 某平面流动的流速场
=3a （
）。=-6axy ，其中a 为不等于零的
常数，试求通过A(0.0),B(1.1)两点连线的单宽流量为多少？
解：
+
=0
所以 存在流函数Ψ
=
=3a
Ψ=3a
)
=3a
+
=6axy+f(x)
=-=6axy 得f(x)=0
所以Ψ=3a +C
=2a
4-26 试应用N-S 方程证明实际液体渐变流在同一过水断面上的动水压强符合静水压强分布规律。
证明：如图所示，渐变流过水断面 则：由N-S 方程： f x -
ρ1x
p ?? + υ(
2
2x u x ??+
2
2y u x ??+
2
2z u x ??) =
t u x ?? + u x x u x
?? + uy y u x
?? + uz z u x
?? …①
水力学答案
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。(×) 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》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
(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；
级《水力学》、《流体力学》试卷b及答案
扬州大学试卷（附答案） 水力学试题（B） 班级学号姓名成绩 一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．液体动力粘滞系数μ的单位是（） A.m2/s B.（N. s）/m2 C.N/m2 D.Pa/s 2．流线与等势线的关系为（） A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定 3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（） A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡 4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1×h1 = 4m×1m，渠道二b2×h2 = 2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（） A.Q1 > Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.无法确定 5．管道发生水击现象时，其水流类型为（） A.有压、恒定均匀流 B.无压恒定非均匀流 C.有压、恒定非均匀流 D.有压非恒定流 6．水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（） A.下降 B.不变 C.上升 D.可上升，亦可下降 7．串联管道，无支流分出，则各管段的（） A.流量相等 B.切应力相等 C.沿程水头损失相等 D.水力坡度相等 8．粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而（） A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 9．圆管水流中的下临界雷诺数等于（） A.2000 B.1500 C.3000 D.5000 10．宽b = 2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m，其雷诺数之比Re1 / Re2为（） A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2 二、填空题（在空格中填写正确答案） （本大题共10小题，每小题2分，共20分）
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》题集1-3章答案
第一章绪论 第一题、选择题 1. 理想液体是（B ） （A）没有切应力又不变形的液体；（B）没有切应力但可变形的一种假想液体；（C）切应力与剪切变形率成直线关系的液体；（D）有切应力而不变形的液体。 2. 理想液体与实际液体最主要的区别是（D） A. 不可压缩； B ?不能膨胀；B?没有表面张力； D.没有粘滞性。 3. 牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（ C ） A动力粘度和速度 B动力粘度和压强C动力粘度和速度梯度D动力粘度和作用面积 4. 下列物理量中，单位有可能为 m i/s的系数为（A ） A.运动粘滞系数 B. 动力粘滞系数 C.体积弹性系数 D. 体积压缩系数 6. 影响水的运动粘度的主要因素为（A ） A. 水的温度； B. 水的容重； B. 当地气压； D. 水的流速。 7. 在水力学中，单位质量力是指（C ） A、单位面积液体受到的质量力 B、单位面体积液体受到的质量力 C单位质量液体受到的质量力 D、单位重量液体受到的质量力 8. 某流体的运动粘度v=3X10-6m/s，密度p =800kg/m3，其动力粘度卩为（B ） A. 3.75 X 10-9Pa?s B.2.4 X 10-3Pa?s C. 2.4 X 105Pa ?s D.2.4 X 109Pa ?s 第二题、判断题 1. 重度与容重是同一概念。（V） 2. 液体的密度p和重度丫不随温度变化。（X） 3. 牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。（X） 4. 黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。（V） 5. 水的粘性系数随温度升高而减小。（V） 7. 一般情况下认为液体不可压缩。（V） 8. 液体的内摩擦力与液体的速度成正比。（X ） 9. 水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。（X ） 10. 静止液体有粘滞性，所以有水头损失。（X ） 12. 表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。（V） 13. 摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。（X）
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） 1临界xx： 以全渠的临界水深作均匀流动时相应的底坡称为临界底坡。 2造床流量： 为了便于对河床演变进行研究，用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量。 3、桥孔净长： 桥孔长度扣除全部桥墩宽度后的长度成为桥孔净长。 4、抽样误差： 用样本代表总体确定参数时必定存在一定误差，这个误差称为抽样误差。 5、重现期： 洪水频率的倒数，即某一变量在若干年后再次出现的时距。 1、易流动性： 静止时，液体不能承受切力、抵抗剪切变形的特性。 2、局部阻力： 局部边界条件急剧改变引起流速沿程突变所产生的惯性阻力。 3、弯曲系数： 河道全长与河源到xx的直线xxxx。 4、河槽集流： 坡面汇流由溪而涧进入河槽，最后到达流域出口断面的过程。 5、设计流量： 符合规定频率标准的流量。 1、xx均匀流： 水流的水深、断面平均流速沿程都不变的均匀流动。 2、流域： 一条河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域。 3、河相关系： 河流在水流、泥沙及河床的长期相互作用下，能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态，这种均衡状态与河流的有关部门要素常存在某种函数关系，这种函数关系称为河流的河相关系。 4、冲止流速： 桥下一般冲刷停止时垂线平均流速。 5、xx频率： P=m/n*100%，n年中等于或大于洪水流量的年数与具有最大流量值的总年数的比值。 1、临界水深： 在断面形式与流量给定的条件下，相对应于断面比能为最小时的水深。 2、径流总量： 一段时间内通过河流过水断面的总水量。 3、造床流量： 为了便于对河床演变进行研究，用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量，称为造床流量。 4、桥孔xx： 设计水位上两桥台前缘之间的水面宽度。 2007年 一 ，名词解释： 1．连续介质：流体质点完全充满所占空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连 续分布的介质。 2．流线： 某一确定时刻t ，在流场中一定有这样的曲线存在，使得曲线上各点处的流体质 点的流速都在切线方向，这样的曲线就叫做该时刻t 的流线。 3．长管：在水力计算中，管道沿程阻力远远大于局部阻力，局部阻力可以忽略不计的管道。 4．水跃：明渠水流从急流过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现 象，既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。 5。渗流模型： 在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是由液体 质点充满全部渗流区的连续总流流动。 二，解答题 1. 温度对流体粘性系数有何影响？原因何在？ 答：温度升高时液体的粘滞系数降低，流动性增加，气体则相反，粘滞系数增大。这是因为液体的粘性主要由分子间的内聚力造成的。温度升高时，分子间的内聚力减小，粘滞系数就要降低。造成气体粘性的主要原因则是气体内部分子的运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的变换。当温度升高时，气体分子运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧，所以，气体的粘性将增大。 2. 写出总流伯努利方程，解释各项及方程的物理意义。 答：总流伯努利方程为：l h g V P Z g V P Z +++=++222 222 22 111 1αγαγ 其中：Z 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均位置势能 γP 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均压强势能。 g V 22 α 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均动能。 l h 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均机械能损失，称 为总流水头损失 γ P Z H P += 代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能 g V P Z H 22 αγ++= 代表总流过流断面上单位重量流体的平均机械能 3. 长度比尺为40的传播模型实验，测得船速为1.2m/s 时模型受到的波浪阻力为0.03N ， 试求原型船速和原型船舶所受到的波浪阻力（以重力作用为主） 答：根据牛顿一般相似原理：力的比例尺：2222p p p p F m m m m F l v F l v ρλρ== 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 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 水力学作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为 78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2） 107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--= == 1.2 盛有同种介质（密度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其他有关数据如图题1.2所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少？ （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少？ 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 15,20,4s cm h cm h cm === 519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少？ （2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则 1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。 又有125h h +=② 解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。 （2）轻油测压管在页面处。 11211222 gh gh p h h h g g ρρρρρρ+'= ==+，其中h '为轻油测压管中液面高度；h 为测压管位置距分界面的距离。 ()1112110.747 2.860.72m h h h h ρρ?? '+-=-=-?= ??? 1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A 、B 、C 、D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。 解：461547839.49Pa 3.1411 A B G p p A ?== ==?? 37839.491109.81227.46kPa C D A p p p gh ρ==+=+???= 1.5 今采用三组串联的U 形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M 点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在0-0平面以上的读数为h 。试求M 点得压强。 试卷1 一 、选择题：（每题3分，共30分） A 非牛顿液体 B 理想液体 C 牛顿液体 D 宾汉液体 2两层静止液体，上层为油(密度为1ρ)，下层为水(密度为2ρ)，两层液体深相同，皆为h ，水、油分界面的相对压强 与水底面相对压强的比值为： A 211ρρρ+ B 121ρρρ+ C 21ρρ D 12 ρρ 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 B 0.32m/s C 0.2m/s D 0.1m/s 4雷诺数的物理意义是 A 重力和惯性力之比 B 重力与粘性力之比 C 粘性力与惯性力之比 D 惯性力与粘性力之比 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 图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2）107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--=== 盛 有 同 种 介 质 （ 密 度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中 心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其 他有关数据如图题所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少 （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3 663.26kg/m ，重油密度2ρ为 3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少 15,20,4s cm h cm h cm === 《水力学》试卷 班级：姓名：学号：成绩： 一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.下列物理量中，有量纲的数为（） a)A．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b)C．渗流系数k D. 堰流流量系数m 2.缓坡明渠中的均匀流是（） a)A．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3.管流的负压区是指测压管水头线（） A在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C．在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分 4.有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2， 则其均匀流水深h1和h2的关系为（） A．h1>h2 B. h1 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 测压管水头线水力学自测练习题之试题3
水力学与桥涵水文试题及答案
水力学历年试卷及答案[1]
水力学模拟试题及答案(一)
2032水力学B 水利水电专 国家开放大学机考 题库及答案
水力学作业答案
水力学基础试题一(含答案)
水力学作业答案
水力学试卷及答案qw
水力学考试试题-样题答案