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水力学习题及答案 .

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第一章绪论

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)

10/910/9072.010

1

72.0--=??=y y dy du 则y=0.1处的流速梯度为:

572.01.0072.010/91

.0=?=-=y dy du

y=0.5处的流速梯度为:

134.05.0072.010/95

.0=?=-=y dy

du

y=1.0m 处的流速梯度为:

072.00.1072.010/90

.1=?=-=y dy

du

(2)切应力 dy

du dy du dy du dy du ??=??===--4410082.101001010.02.998ρυμ

τ 则y=0.1处的切应力为:Pa dy du

y y 41

.041

.01077.510082.10-=-=?=?

?=τ

y=0.5处的切应力为:Pa dy du y y 45

.045

.01035.110082.10-=-=?=??=τ

y=1.0处的切应力为:Pa dy

du y y 401

.140

.110726.010082.10-=-=?=??=τ

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)容器静止时 液体所受质量力只有重力

三个方向单位质量力分别为:0==y x f f g f z -=(z 轴垂向向上为正)

(2)容器以等加速度g 垂直向上运动时,液体所受质量力有重力和惯性力,其中惯性力和物体运动的加速度方向相反,

三个方向单位质量力分别为:0==y x f f g g g f z 2)(-=-+-=(z 轴垂向向上为

正)

(3)容器以等加速度g 垂直向下运动时 液体所受质量力有重力和惯性力,其中惯性力和物体运动的加速度方向相反,

三个方向单位质量力分别为:0==y x f f 0=+-=g g f z (z 轴垂向向上为正)

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。 解:根据牛顿内摩擦定律知 内摩擦力 dy

du

A

T μ= 可得动力粘滞系数dy

Adu T

/=μ 其量纲为[][][][]LT M T L L T ML dy du A T ===///22μ

运动粘滞系数ρμ

ν=

量纲为[

][][]123

//-===T L L M LT M ρμν 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

解:如图平板所受作用力包括:重力G 、斜面的支撑力N 、摩擦力T 由受力平衡得:N G T 85.1862.22sin 8.95sin =???==θ

dy

du A

T μ= 可得 23

/1047.0101145.040.085

.18m s N dy du A T ?=???==

第二章 流体静力学

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

解:2

3310/7458.9101025m kN gh p p A =??+?=+=ρ

23321/6.44)25(8.9101074)(m kN h h g p p A B =-??-?=--=ρ

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 5.35=?。试求水箱液面上的绝对压强0p =?

题2-3图

解:已知断面1上作用着大气压,因此可以从点1开始,通过等压面,并应用流体静

力学基本方程式,逐点推算,最后便可求得水箱液面上的绝对压强。应用等压面,根据式(2-3-5)

)( 2112

?-?+'='g p p H ρ,

)( 2323

?-?-'='g p p ρ,

)( 4334

?-?+'='g p p H ρ,又)(45450?-?-'='='g p p p ρ。联立求得 )()()()(4543232110

?-?-?-?+?-?-?-?+'='g g g g p p H H ρρρρ。 将已知值代入上式,得

2

2

3

3

23323323320

357.9kN/m 1.4m)(3.5m 9.8m/s kg/m 101 1.4m)(2.5m 9.8m/s kg/m 1013.61.2m)(2.5m 9.8m/s kg/m 1011.2m)(2.3m 9.8m/s kg/m 1013.698kN/m =-???--???+-???--???+='p

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

解:

由图可知,1-1面为等压面,根据压强公式可得

h g p p gh p H A A ?+==+ρρ21,

h g gh p p H A A ?-+=ρρ2

同时,B B gh p p ρ-=3

由于水银柱和水柱之间为空气,密度可忽略不计,则32p p =,得

B B H A A gh p h g gh p ρρρ-=?-+

将已知数代入公式,得

2

233233kN/m 04.47)1m m 1(9.8m/s kg/m 1010.5m 9.8m/s kg/m 1013.6)

(=+???-???=+-?=-B A H B A h h g h g p p ρρ 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 )

解:

如图,1-1为等压面,根据压强公式可得

A A A gh y y g h y g y y x g ρρρρ--=+-++)()()(31321

化简可得A A gh gx )(ρρρ-= (1)

同样由等压面2-2,可得 B B gh gx )(ρρρ-= (2)

联立式(1)和式(2)可得:B

A A

A B B h h h h ++=

ρρρ

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)。

解:(1)图解法:

绘出静水压强分布图,如图:

压强分布图的面积:

m kN h h gh h h g /5.24)23(28.910)23(8.9102

1

)()(21323212221=-???+-???=-+-=

Ωρρ作用于单宽上的静水总压力 kN b P 5.245.241=?=Ω= 压力中心的位置:设P 距底部距离为e

左侧水体对水闸的静水总压力为:kN b P 1.4438.9102

1

12311=????=Ω=

右侧水体对水闸的静水总压力为:kN b P 6.1928.9102

1

12322=????

=Ω=

根据合力矩=分力矩之和可得:2211e P e P Pe -=

m e 27.15.24/)3

2

6.19331.44(=?-?

= (2)解析法: 图中可知:m h h c 5.12

3

211===

211331m bh A =?== m h h c 0.12

2

222===

222221m bh A =?== kN A gh P c 1.4435.18.9103111=???==ρ kN A gh P c 6.1920.18.9103222=???==ρ

作用于水闸上的静水总压力:kN P P P 5.246.191.4421=-=-=

求压力中心位置:m A l I

l l c c c d 0.23

5.131121

5.12

11111

=???+=+=

m A l I

l l c c c d 33.22

221121

22

22222

=???+=+=

2211d d d l P l P Pl -=

m l d 73.15.24/)33.26.190.21.44(=?-?=

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。

解:(1)如图1-1’为一等压面

21gh p ρ=

gh h h g p H ρρ+-=)(1'1

1221,)(h h H gh gh h h g H -=?=+-ρρρ

m mm h H H 52.22520200)16.13(==?-=-=?ρ

ρρ

(2)水平分力:

铅垂投影面面积:22214.3114.3m R A x =?==π 投影面形心的淹没深度:H ?+==l h l h c c 右左,

kN HA g A gh A gh P x x c x c x 5.7714.352.28.91000=???=?=-=ρρρ左右 方向:水平向左 (3)铅垂分力:因左右两侧压力体相互抵消,0=z P (4)总压力:kN P P x 5.77== 方向:水平向左

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方向。

解:(1)水平分力:铅垂投影面面积:2422m br A x =?==

投影面形心的淹没深度:m r h h c 42

2

32=+=+

= kN A gh P x c x 8.156448.91000=???==ρ 方向:水平向右

(2)铅直分力:压力体如图,压力体体积32

28.184

2232m bA V ACDE

=???

?

???+??==π kN gV P z 1.17928.188.91000=??==ρ 方向:铅垂向上 (3)总压力:kN P P P z x 04.2381.1798.1562222=+=+= (4)作用力方向

合力指向曲面,其作用线与水平向夹角: 8.48)8

.1561.179arctan(arctan

===x z P P α 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)。

解:闸门中心的淹没深度m h c 4=

闸门所受静水总压力kN A gh P c 77.3014

1

48.910002=?????==πρ 作用点距水面的距离m r h l c 12.42

1

60sin 460sin 1=-?=-?=

m d l d l d l l d 63.4)

112.42(8)1512.48(112.4)2(8)58(111=+???+??+=+++

=

根据力矩平恒:ααcos cos 2

)(m in 1d T d

G

l l P D =+- kN d d G

l l P T D 87.3160cos 160cos 21

98.0)12.463.4(77.30cos cos 2)(1m in =?

????+-?=+-=

αα

启门力应大于31.87kN 。

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。 解:(1)下游无水情况: 水平分力:铅垂投影面面积:2126261m bh A x =?==

投影面形心的淹没深度:m h h c 132

26

21===

kN A gh P x c x 4.331226138.91000=???==ρ 方向:水平向右

铅直分力:压力体如图,压力体体积38842

18

261m bA V ACDE =?+?

== kN gV P z 4.862888.91000=??==ρ 方向:铅垂向下

总压力:kN P P P z x 8.34224.8624.33122222=+=+= 作用力方向

合力指向曲面,其作用线与水平向夹角: 6.14)4

.33124.862arctan(arctan

===x z P P α

(2)下游有水情况:水平分力:

上游受压面:铅垂投影面面积:2126261m bh A x =?==

投影面形心的淹没深度:m h h c 132

2621===

kN A gh P x c x 4.331226138.910001=???==ρ 方向:水平向右

下游受压面:铅垂投影面面积:22661m bh A x =?==

投影面形心的淹没深度:m h h c 32

6

22===

kN A gh P x c x 4.176638.910002=???==ρ 方向:水平向左

总的水平分力:kN P P Px x x .31364.1764.331221=-=-= 方向水平向右 铅直分力:

左侧压力体如图,压力体体积38842

18

261m bA V ACDE =?+?== kN gV P z 4.862888.910001=??==ρ 方向:铅垂向下

右侧压力体如图,压力体体积3966

18126211m bA V BFG =?+???

== kN gV P z 2.8898.910002=??==ρ 方向:铅垂向下

总铅直分力:kN P P Pz z z 6.9502.884.86221=+=+= 方向:铅垂向下

总压力:kN P P P z x 9.32766.95031362222=+=+= 作用力方向

合力指向曲面,其作用线与水平向夹角: 9.16)3136

6.950arctan(arctan

===x z P P α

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 ===,

,

解:代入连续性方程

(1)() 0)(444)(4)2()2(22=+-+=?++-?+?+?+?+?y x y x z

xy z y x y z y x y x ,符合连

续条件,运动存在。 (2)() 0)()(=??+??+??z

xyt y xzt x yzt ,符合连续条件,运动存在。

3.5 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?

解:(1)输水流量s m d v A v Q /0314.02.04

14

32211

11=??

===π

π

Q

(2)断面2-2处的平均流速:根据连续性方程2211A v A v =

s m d d v A A v v /41

.02.012

2

222112112=?=== (3)若此管水平放置,输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2不会发生变化。 (4)若水自下而上流动,Q 及v 2不会发生变化。

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2.0m 。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

解:首先求出断面1-1和断面2-2的断面平均流速:

s m A Q v /4.005.002.011===

,s m A Q v /0.102

.002.022=== (1)假设水流从断面1-1流向断面2-2

以0-0为基准面,列断面1-1和断面2-2间总流能量方程:

w 2

2

22221111h g

2v a g p z g 2v a g p z +++=++ρρ

令0.121==αα

g

g g p g 25.05.0210.225.05.15.22

222?

+++=++ρ m g

p 954.12

=ρ (1)假设水流从断面2-2流向断面1-1

以0-0为基准面,列断面2-2和断面1-1间总流能量方程:

w h g

v a g p z g v a g p z +++=++222

1

11122222ρρ

g

g g g p 25.05.025.05.15.2210.22

222?

+++=++ρ m g

p 962.12

=ρ 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

解:(1)以管路中心为基准面,列出断面0-0—断面3-3的能量方程

w h g

v a g p z g v a g p z +++=++222

3

33320000ρρ

因为渐变流断面上各点的)(g p z ρ+等于常数,可选断面上任一点来计算。为方便,

断面0-0选水面上一点,该点相对压强为零,即00=p ,流速水头

022

0≈g

v α

g

v 20000523

++=++ 可得:s m v /1058.923=??= 流量s m A v Q /4.004.0103

33=?==

(2)根据连续性方程可得s m A Q v /805.04.011=== m g v 2.38.92822

21=?= s m A Q v /3.1303.04.022=== m g v 9.88

.923.1322

22=?=

由于不计管路的水头损失,总水头沿程不变,m g

v g p z H 522

1111

=++

=ρ,m H H H 5132===。

各断面测压管水头:m g v H H P 8.12.35221

11

=-=-=

m g

v H H P 9.39.85222

22

-=-=-=

m g

v H H P 055223

33

=-=-=

管路的总水头线和测压管水头线如图:

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

解:(1)选择水库水面为断面1-1,虹吸管出口为断面2-2,以断面2-2为基准面,列断面

1-1和2-2的能量方程:

由题可知:

,由于断面1-1处的速度较小可以忽略,故流速水头,

不计水头损失

,令,代入能量方程:

解得虹吸管出流流速

出流量:

(2)以s 点所在管轴线平面为断面3-3,以断面2-2为基准面,列断面3-3和2-2的能量方程:

由题可知:,,令

代入能量方程:

得虹吸管顶端s 点压强:

4-9如图所示分叉管路,已知断面1-1处的过水断面积2

11.0m 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=,2

3/196m 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

解:(1)列断面1-1和断面3-3间的能量方程:

312

3

3332111122-+++=++w h g

v g p z g v g p z αραρ

式中,,751m z =s m v /31=,2

1/98m KN p =,即

m g

p 101

=ρ;m z 603=,23/196m KN p =,即

m g

p 203

=ρ;水头损失m h w 531=-;取动能修正系数131==αα,代入能量方程,得:

5220602310752

3

2+++=++g

v g

解得3-3断面处的流速s m v /33=

由连续性方程可知:321Q Q Q +=,即332211v A v A v A +=

式中,211.0m A =,s m v /31=;2

205.0m A =;2

308.0m A =,s m v /33=,代入连续

性方程,解得2-2断面处的流速s m A v A v A v /2.105

.03

08.031.0233112=?-?=-=

(2)列断面1-1和断面2-2间的能量方程:

212

2

2222111122-+++=++w h g

v g p z g v g p z αραρ

式中,,751m z =s m v /31=,2

1/98m KN p =,即

m g

p 101

=ρ;m z 722=,s m v /2.12=;水头损失m h w 321=-;取动能修正系数121==αα,代入能量方程,得:

322.1722310752

22+++=++g

g p g ρ

解得2-2断面处的压强2

2/82.101m KN p =

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

解:由连续性方程可知:

1-1断面平均流速s m d /02.145.114.38.141.0A Q v 2

2111=?===

π 2-2断面平均流速s m d /29.24114.38

.141.0A Q v 22222=?===

π

以输水管的中轴线所在平面为0-0基准面,列断面1-1和2-2间的能量方程:

为方便计算,取管轴线上点为计算点,

;令;

解得2-2断面处的压强2

2/898.397m KN p =

选取断面1-1、2-2和管壁所围区域为隔离体,列断面1-1和2-2的动量方程:

()

112221v v Q P R P x ββρ-=--

取动量修正系数121==ββ

()kN

A p A p v v Q R x 864.3915.14

40014

898.397)02.129.2(8.112

221112=??

+??--??-=-+--=π

π

ρ支座所受轴向力为391.864kN ,方向水平向右。

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

解:解:(1)求管中的流速

s m d Q A Q v A 111/83.24

3.01

4.32

.04211=?===

π s m d Q A Q v 3333/18.34

2.014.31.04223=?===

π 由连续性方程可知:2312Q Q Q =+, s m Q /15.02

1

.02.032=+=

s m d Q A Q v v 2222/49.84

15.014.315.042224=?===

=π (2)取控制体如图,作用在控制体上的外力有: 各断面的动水压力:

kN d p P 413.143.014.32042

2

111=??=?

=π kN d p P 471.04

2.014.31542

2

333=??=?=π

由于两侧叉管直接喷入大气,042==P P

岔管对水流的反作用力R ,其分力分别为R x 和R y 。

重力。因岔管管的轴线位于水平面内,重力不予考虑。 (3)列动量方程:

x 方向:)(cos cos 33311144422231v Q v Q v Q v Q R P P x βρβρθβρθβρ--+=--, 取动量修正系数14321====ββββ,则

kN

v Q v Q v Q P P R x 106.1)18.31.083.22.0(30cos 49.815.02471.0413.1)

(cos 233112231-=?-?+????--=----=ρρθρ

y 方向:0sin sin 444222=-=θβρθβρv Q v Q R y 管壁对水流的总作用力kN R R x 106.1==,方向向右。

交叉处水流对管壁的作用力为1.106kN ,方向向左。

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

解:取闸门前符合渐变流条件的断面为断面1-1,取断面1-1和c-c 间流体为隔离体,控制体上水平作用力如图所示。 断面1-1平均流速:

断面c-c 平均流速:

断面1-1的动水压力:

断面c-c 的动水压力:

列控制体水平方向的动量方程:

取动量修正系数

代入动量方程得:

作用于平板闸门上的动水总压力为98.35kN ,方向向右。

第五章 流动阻力和能量损失

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?

解:(1)已知水温C T 0

10=,查表得水的运动粘滞系数s cm /01304.02

=ν,求得水流雷诺数为

20007.153301304

.01

20Re <=?=

=

ν

vd

因此,水流为层流。 (2)管径改变为mm 30

20002.460101304

.03

20Re >=?=

=

ν

vd

因此,水流为紊流。

(3)选取临界雷诺数2000Re =k ,计算管径

mm 04.1320

01304

.02000Re =?==

v d k ν 流速与水温不变,管流由层流转变为紊流时,管直径为13.04mm 。

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? 解:(1)由式(5-13)可得: 层流运动:200/11025.015.0215

8.912m kN J r g

=???==ρτ 紊流运动:200/147.02.02

15

8.912m kN J r g

=???==ρτ (2)由式(5-14)得 层流运动 200

/5.7315

1025.110m N r r =?==ττ 紊流运动200

/9815

10147m N r r =?==ττ

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

《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 Fr B k h h > C k i i < D 0>dh dEs 9有一溢流堰,堰顶厚度为1m ,堰上水头为2m ,则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10进行水力模型实验,要实现明渠水流的动力相似,应选的相似准则是 A 雷诺准则 B 弗劳德准则 C 欧拉准则 D 其它 二、判断题:(每题2分,共10分) 1在恒定均匀流中,沿程水头损失与速度的平方成正比( ) 2均匀流的动能校正系数为1( ) 3急变流不可能是均匀流。( ) 4同样的边界条件下,紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。( ) 5相对压强可以大于零,等于或小于零。( ) 四、绘图题(4小题,共25分)

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)

(完整版)水力学试题带答案

水力学模拟试题及答案 1、选择题:(每小题2分) (1)在水力学中,单位质量力是指() a、单位面积液体受到的质量力; b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力; d、单位重量液体受到的质量力。 答案:c (2)在平衡液体中,质量力与等压面() a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。 答案:d (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案:b (4)水力学中的一维流动是指() a、恒定流动; b、均匀流动; c、层流运动; d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案:d (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=() a、8; b、4; c、2; d、1。 答案:b (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于 a、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区 答案:c (7)突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s,水击压强水头H = 250m,则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案:c (8)在明渠中不可以发生的流动是() a、恒定均匀流; b、恒定非均匀流; c、非恒定均匀流; d、非恒定非均匀流。 答案:c (9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。 a、均匀缓流; b、均匀急流; c、非均匀缓流; d、非均匀急流。 答案:b (10)底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深h = 0.4m,则该处水流的流态为 a、缓流; b、急流; c、临界流;

水力学第三章课后习题答案

2.23 已知速度场x u =2t +2x +2y ,y u =t -y +z ,z u =t +x -z 。试求点(2,2,1)在t =3 时的加速度。 解:x x x x x x y z u u u u a u u u t x y z ????= +++???? ()()2222220t x y t y z =+++?+-+?+ 26422t x y z =++++ ()2321t x y z =++++ y y y y y x y z u u u u a u u u t x y z ????= +++???? ()()101t y z t x z =+--+++-? 12x y z =++- z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z ????= +++???? ()()12220t x y t x z =++++-+- 12t x y z =++++ ()()3,2,2,12332221134x a =??+?+++=(m/s 2) ()3,2,2,112223y a =++-=(m/s 2) ()3,2,2,11324111z a =++++=(m/s 2) 35.86a ===(m/s 2) 答:点(2,2,1)在t =3时的加速度35.86a =m/s 2 。 3.8已知速度场x u =2 xy ,y u =– 3 3 1y ,z u =xy 。试求:(1)点(1,2,3)的加速度;(2)是几维流动;(3)是恒定流还是非恒定流;(4)是均匀流还是非均匀流。 解:(1)44421 033 x x x x x x y z u u u u a u u u xy xy xy t x y z ????= +++=-+=????

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。

水力学历年试卷及答案[1]

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==

水力学习题及答案教学资料

水力学习题及答案

晓清公司新员工培训《水力学》测试题 (其中注明难题的请谨慎选用) 1理想流体的基本特征是()。 A.黏性系数是常数 B. 不可压缩 C. 无黏性 D. 符合牛顿内摩擦定律 2水的动力粘性系数随温度的升高()。 A.增大 B.减小 C.不变 D.不定 3 流体运动粘度ν的单位是()。 A.m2/s B.N/m C. kg/m D. N·s/m 4当水受的压强增加时,水的密度()。 A.减小 B.加大 C.不变 D.不确定 5气体体积不变,温度从0℃上升到100℃时,气体绝对压强变为原来的 (C)。 A.0.5倍 B.1.56倍 C.1.37 D.2倍 6如图,平板与固体壁面间间距为1mm,流 题6图体的动力粘滞系数为0.1Pa·s,以50N 的力拖动,速度为1m/s,平板的面积是(B )。 A.1m2 B.0.5 m2

C.5 m2 D.2m2 7牛顿流体是指()。 A.可压缩流体 B.不可压缩流体 C.满足牛顿内摩擦定律的流体 D.满足牛顿第二定律的流体 8静止液体中存在()。 A.压应力 B.压应力和拉应力 C.压应力和切应力 D.压应力、拉应力和切应力。 9根据静水压强的特性,静止液体中同一点各方向的压强()。 A.数值相等 B.数值不等 C.仅水平方向数值相等 D.铅直方向数值最大 10金属压力表的读值是()。 A.绝对压强 B.相对压强 C.绝对压强加当地大气压 D.相对压强加当地大气压。 11 某点的真空压强为65000Pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为()。 A.65000Pa B.55000Pa C.35000Pa D. 165000Pa。 12绝对压强p aBs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是()。 A.p= p a -p aBs B.p=p aBs+p a C.p v=p a-p aBs D.p=p v+p a。

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)]

水力学课后习题答案

0 绪论 1 水静力学 2 液体运动的流束理论 3 液流型态及水头损失 4 有压管中的恒定流 5 明渠恒定均匀流 6 明渠恒定非均匀流 7 水跃 8 堰流及闸孔出流 9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 10 有压管中的非恒定流 11 明渠非恒定流 12 液体运动的流场理论 14 恒定平面势流 15 渗流 18 相似原理和模型试验基础 0 绪论 0.1 ρ=816.33kg/m 3 0.2 当y=0.25H 时 H u dy du m 058.1≈ 当y=0.5H 时H u dy du m 84.0≈ 0.4 f = g 0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f =184N 0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 2 1 水静力学 1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m 1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 2

1.3h 1=2.86m h 2 =2.14m 侧测压管油面与桶底的垂距为5m,外侧测压管油面与 桶底的垂距为4.28m。 1.4Pc=27.439KN/m2 1.5P M =750.68h KN/m2 1.6P 2-p 1 =218.05N/m2 1.7γ= B A B r A r B A + + 1.8P=29.53KN 方向向下垂直底板 P=0 1.9W=34.3rad/s W max =48.5rad/s 1.10a= L h H g) ( 2- 1.12 当下游无水 P=331 2.4KN(→) P 2 =862.4KN(↓) 当下游有水 P=3136KN(→) P 2 =950.6KN(↓) 1.13 T=14 2.9KN 1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3 =h 2 =1.73m时 T=63.7KN 1.15 0-0转轴距闸底的距离应为1.2m 1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN 1.19 P=45.54KN 总压力与水平方向夹角φ=14o28′1.20 P=353KN P=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←) 2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V=7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3 γ2 p =2.35m 2.4 P K1 =63.8KN/m2 2.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s

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)

水力学试卷3及答案

水力学试卷(3) 一、填空题(每空1分,共30分) 1.水力学的研究方法包括( )、( ) 、( ) 。 2. 液体的主要物理性质为()、()、()、()、()、()。 3. 水力学研究的两大基本规律:一是关于液体平衡的规律,即();二是关于液体运动的规律,即()。 4.计算平面上静止液体作用力的两种方法是( ) 、( )。 5. 静止液体中压强的表示方法为()、()、()。 6.描述液体运动的两种方法( ) 、( ) 。 7.液体运动的两种型态( )、( )。 8. 实际液体恒定总流的能量方程的适用条件为()、()、()、()、()。 9.有压管路中水击分为( ) 、( ) 。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为( ) 、( )、( ) 。 二、名词解释(每个4分,共20分) 1.经济流速 2.断面比能 3.管网总成本 4.水跃 5.渗流系数 三、简答(每题5分,共20分) 1 什么是水力学?(5分) 2 明渠中水流的流动形态和判别方法分别有哪些?(5分) 3.何为有压管路中的水击?水击的类型有哪些?(5分) 4.简述渗流系数及其确定方法?(5分) 四、计算题(共30分)

1. 有一封闭水箱,箱内的水面至基准面高度z=2m,水面以下A、B两点的位置高度分别为z A =1.0m,z B =1.2m,液面压强p 0 =105kPa(绝对压强),如图1所示。试求:①A、B两点的绝对压强和相对压强;②A、B两点的测压管水头。(10分) 2.有一沿铅垂直立墙面敷设的弯管(如图2所示),弯头转角为90 O ,起始断面1—1与终止断面2—2间的轴线长度L为4m,两断面中心高差ΔZ为3m,已知1—1断面中心处动水压强p 1 为112.5KP a ,两断面之间水头损失h w 为0.15m,已知管径d为0.25m,试求当管中通过流量Q为0.08m 2 /s时,水流对弯头的作用力。(20分) (图1 )(图 2 ) 水力学试卷(3)答案 一、填空题(每个1分,共30分) 1. 理论方法、实验方法、量纲分析法 2. 惯性、质量与密度,万有引力与重力,粘滞性与粘滞系数,压缩性及压缩率,表面张力,汽化 3. 水静力学,水动力学 4. 解析法、图解法 5. 绝对压强、相对压强、真空度 6. 拉格朗日法、欧拉法 7. 层流、紊流 8. 恒定流,质量力仅为重力,不可压缩液体,渐变流断面,两断面间无分流和汇流9. 直接水击、间接水击10. 薄壁堰、实用堰、宽顶堰 二、名词解释(每个4分,共20分) 1.经济流速-使给水工程的总成本最低的管网流速。

水力学基础试题一(含答案)

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 n2,其它参数均相同,当通过一定流量时,则两渠段的临界水深h k1 h k2和 正常水深h 01、 h 02的关系分别为: A h k1=h k2 h 01=h 02 B h k1=h k2 h 01h k2 h 01>h 02 D h k1=h k2 h 01>h 02 9有一溢流堰,堰顶厚度为2m ,堰上水头为2m ,则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10进行水力模型实验,要实现明渠水流的流动相似 (明渠水流为重力流),应选的相似准则是 A 雷诺准则 B 弗劳德准则 C 欧拉准则 D 其它 二、判断题:(每题2分,共10分) 1不论平面在静止液体中如何放置,其静水总压力的作用点永

水力学试卷及答案qw

《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

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() 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;

水力学基础试题九(含答案)

试卷9 一 、填空题:(每空1分,共10分) 1.输水管道的流量和水温一定,当管径减小时,水流雷诺数 随之 。 2.对于紊流有Fr 1、 h h k 、i i k 、h Es ?? 0。 3.满足 条件的堰流是薄壁堰;满足 条件的堰流是实用堰;满足 条件的堰流是宽顶堰。 4明渠均匀流的总水头线、水面线及底坡三者 。 5.一梯形过水断面按水力最佳断面设计,其水深为2m ,边坡系数为1.5,则其底宽为 m 。 二、判断题:(每题2分,共10分) 1因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水头损失也不相同。( ) 2只有当相对压强小于零时,才能座及到真空度的概念。( ) 3在紊流粗糙区中,对于同一种材料的管道,管径越小,则沿程水头损失系数越大。( ) 4缓流时断面单位能量随水深的增大而增加,急流时断面单位能量随水深的增大而减少。( ) 5在实际工作中,直接水击是我们应尽力避免的,因为此时阀门处的压强未能达到最大值。( ) 三、说明题(3小题,共20分) 1. (本题6分)说明图中所示管段AB 中的水流在阀门C 开 启的过程中属于恒定流或非恒定流,均 匀流或非均匀流。(6分) C 2.(本题7分)应用水面曲线微分方程来分析下图中b 区水面线的形状。

( ) 1 ) ( 1 2 2 Fr k k i ds dh - - = k i i< < 3. 绘制出尼库拉兹的分区实验图,并指出每一区的沿程阻力系数的影响因素。 四、绘图题(4小题,共25分) 1. (本题5)绘出图中的总水头线和测压管水头线:(5) 2. (本题6)绘图各受压面上的压强分布图:(6) 3.(本题7)绘出图中的压力体:(7)

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:08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+?? 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。 解:0 1.1a p p p g ρ=+- 4900 1.110009.807a p =+-??

5.888a p =-(kPa ) 相对压强为: 5.888-kPa 。 绝对压强为:95.437kPa 。 答:水面相对压强为 5.888-kPa ,绝对压强为95.437kPa 。 解:(1)总压力:433353.052Z P A p g ρ=?=??=(kN ) (2)支反力:()111333R W W W W g ρ==+=+??+??总水箱箱 980728274.596W =+?=箱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g ρ?。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g ρ?。 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。

水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理

第3章液体一元恒定总流的基本原理题解 3.1如图某水平放置的分叉管路,总管流量Q =40m 3/s ,通过叉管1的流量为Q 1=20m 3/s , 叉管2的直径d =1.5m 求出管2的流量及断面平均流速。 题3.1图 解:由连续方程可知12Q Q Q =+ 则3 21402020m /s Q Q Q =-=-= 22 22222442011.32m/s 3.14 1.5 Q Q v A d π?====? 3.2有一底坡非常陡的渠道如图所示,水流为恒定流,A 点流速为5m/s ,设A 点距水面的铅直水深H =3.5m ,若以o o -为基准面。求A 点的位置水头。压强水头,流速水头,总水头各为多少? 题3.2图 解:A 点的位置水头:10m A z = A 点的压强水头为: 2cos 30 3.50.75 2.63m A p H g ρ=?=?= A 点的流速水头: 225 1.27m 229.81 A u g ==? 1

总水头: 2 10 2.63 1.2713.9m 2A A A A p u E z g g ρ=+ +=++= 3.3垂直放置的管道,并串联一文丘里流量计如图所示。已知收缩前的管径 m 0.4=D ,喉管处的直径m 0.2=d ,水银压差计读数△h =3.0cm ,两断面间的水头 损失g v h w 205.02 1=(1v 对应喉管处的流速)求管中水流的流速和流量。 题3.3图 解:以2—2断面为基准面对1—1断面和2—2断面列能量方程有(并取12 1.0αα==) g v g v g p g v g p z 205.02022 12 222111+++=++ρρ整理后得出 g v g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222 122212122211-=+-=-+ρρ (a ) 列出水银压差计上的等压面方程有 []h z z l g p h g gl p m ?+--+=?++)(2121ρρρ 经化简,由于02=z h g p p z ?-=-+6.122 11ρ代入(a )后可得g v h 289.06.1221=? 从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.94 89.2342 11-?=? ==π 3.4有一水泵,,抽水流量Q =0.02m 3/s,吸水管直径d =20cm ,管长L =5.0m ,泵

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