水力学习题--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
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
( )
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
?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
( )
(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( )
(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__________________。
25、容器A、B分别以加速度a和等角速度ω运动，如图所示。分别绘出液面下深度h处的等压面形状，并标明该等压面上任一质点的质量力F的方向。
26
27、绘出图示圆柱体上水平压强分布图和压力体图。并标出水压力铅直分力的方向。
28、三个圆球各充满液体后的测压管液面如图示，试绘出各球面的压力体图，并标出力的方向。
29、绘出图中AB曲面上水平压强分布图和压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。
19.60 kPa ，箱中盛满水。试绘出作用于圆柱面 ABC 上的水平压强分布图和压力体。
R =0.5 m ，通气管中的水面与容器顶盖齐平。
容器以等角速度ω=2π s -1
绕铅垂中心轴旋转，求容器顶盖的总压力P 。（N 937. 1P =）
32、一封闭容器如图所示。容器中水面的绝对压强 p 0=91.5Pa 。中间插入一两端开口的玻璃管。当空气恰好充 满全管而不流动时， 求管伸入水中的深度 h 。 （=h 0.663 m ）
33、在物体上装置一个直径很小的盛水 U 形管，以测定物体作直线运动的加速度（如图）。若 L ＝0.3m ，h ＝0.15 m ，
求物体的加速度 a 。 （a =4.9 m/s 2
）
α=120?，如图所示可绕 A 轴转动，如图所受。已知 L = 2 m 。不计门重及摩擦力，求闸门开 始自动倾倒时的水深 h 。 （h=3.759 m ）
35、一曲面的形状为 3/4 个圆柱面，半径 R =0.8 m ，宽度(垂直于纸面)为1 m 。圆心位于液面以下h =2.58 m ，如
图所受。容器中盛有密度为 ρ1=816 kg/m 3的液体，其深度 h 1=0.98 m ，其下为密度ρ2=1000 kg/m 3
的液体。 (1) 绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 (2) 求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。 （kN 15.68P x ==； kN 33.58P z =；=P 37.06 kN ；=θ64.97?）
加速度 a 垂直向上运动，如图所示。试导出液体中任一点压强 p 的表达式。（h g
a
g p z a g p a )1()(+
+++-=ρρ）
37、一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。各液面标高如图所示。已知油的密度ρ=816 kg/m 3
。求容器顶部压差计液面高差h 。 （h =0.2018 m ）
(不计重量)在密度分别为ρ1和ρ2的两种液体作用下处于平衡状态。试导出D 与ρ1， ρ2，h 1，h 2之间的关系式。 （ g
g )
gh gh (3D 211122ρ+ρρ-ρ=）
39、一矩形水箱，箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为θ的斜面以加速度a 向下滑动(如图)。试确定箱内液体表面的 形状。 （液面方程为0=g)z -sin a (x )cos (a θ+θ ；液面对水平面的倾斜角θ
θ
=
βasin -g cos a x z =tan ）
40、图示为一空心弯管，下端插入水中，其水平段长度R =30 cm 。当弯管绕铅直z 轴作等角速度旋转时，管内水 面上升至下游水面以上h =20 cm 。求角速度ω。 （=ω 6.6 rad/s ）
41、在石油库斜壁的圆孔上装有一直径D =1.2 m 的半球形盖(如图)。半球形盖中心O 点在液面下的深度H =4 m 。
ρ=900 kg/m 3
。求螺栓a 、b 上的总拉力。 （42.70kN ）
42、杯式水银真空计如图所示。已知杯的直径D =60 mm ，管的直径d =6 mm 。杯顶接大气时，测压管液面读数 为零。杯顶封闭时，若测得测压管读数h =300 mm ，求杯中气体的真空压强。 （=0p 40.384 kPa ）
43、用U 形水银测压计测量A 点的静水压强，其读数为h ( mm )，如图所示。令A 点压强不变，若将U 形管下将高 度H ( mm )。则水银测压计读数放大为h +?h( mm )。试证明: ?h=H/13.1。
44、蜡块A 沉浸在充满油和水的容器中，如图所示。已知蜡块密度ρn =960 kg/m 3，油的密度ρ0=900 kg/m 3
。试确定蜡块沉没在水中和油中的体积占百分之几。 （V 6.0V 2=；V 4.0V 1=）
45、在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体，如图所示。由于圆柱体浸在液体中，必受到一个向上的浮力作用。若摩擦力很小，在浮力产生的力矩的作用下，此圆柱体可绕O 轴不停转动，这种说法对不对？为什么?
H 和 底面积 A 均相等时，问：
(1) 容器底部所受的静水压强是否相等？ (2) 底面所受的静水压力是否相等？
(3) 桌面上受的压力是否相等？为什么？
47、一圆锥形开口容器，下接一弯管。当容器空着时，弯管上读数如图所示。问圆锥内充满水后，弯管上读数为多少？ （h=4.08m ,l=1.065m ）
48、图示一倒U 形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度（即比重）9.0s 1=的油。倒U 形管顶部为相对密
度8.0s 2=的油。已知左管内A 点的压强2A m /KN 98p =，试求右边管内B 点的压强。 （p B =97.4Kpa ）
49、一容器如图所示，当A 处真空表读数为22cm 汞柱高，求E 、F 两管中的液柱高21h ,h 值。并求容器左侧U 形管中的h 值。 （h 1=126cm , h 2=600.8cm , h=80.9cm ）
50、两液箱具有不同的液面高程，液体重度均为'γ，用两个测压计连接如图，试证：
2
12
211'h h h h +γ+γ=
γ
51、密闭容器盛水如图，已知m 3h =，,m 2h ,m 5.2h A B ==求容器内点A ，点B 及液面上的相对压强及绝对压强，并求图中所示y 值。 （p A =-19600pa , p B =24500pa , p 0=-29400pa ；绝对压强: p A =78400pa , p B =122500pa , p 0=63600pa ；y=3m ）
52、如图所示为一铅直安装的煤气管。为求管中静止煤气的密度，在高度差m 20H =的两个断面安装U 形管测压计，
内装水。已知管外空气的密度3a m /kg 28.1=ρ，测压计读数为mm 115h ,mm 100h 21==。与水相比，U 形管
中气柱的影响可以忽略。求管内煤气的密度。 （0.53Kg/m 3
）
53、试按图示复式水银测压计的读数计算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p 。已
,m 3.2h ,m 2.1h ,m 5.2h ,m 4.1h ,m 3H 4321=====水银的相对密度6.13s =。 （362.8Kpa ）
54、如图所示为双液式微压计，A ，B 两杯的直径均为mm 50d 1=，用U 形管连接，U 形管直径mm 5d 2=，A 杯内盛有酒精，密度31m /kg 870=ρ，B 杯内盛有煤油32m /kg 830=ρ。当两杯上的压强差0p =?时，酒精与煤油的分界面在0-0线上。试求当两种液体的分界面上升到0‘
-0’
位置、mm 280h =时p ?等于多少？（156.6Pa ）
55、一水箱装置如图，箱底高出地面m 3h 2=，箱中水深m 2h 1=，其表面压强以绝对压强计为0.7个工程大气压，要求：（1）以地面为基准面，求出A 、B 两点的单位位能与单位压能，并在图上标明；
（2）以水箱中水面为基准面，求出A 、B 两点的单位位能与单位压能，并在图上标明。
（Z A1=5m , Z B1=3m ,p A1/γ=-3m , p B1/γ=-1m ；Z A2=2m , Z B2=0m ,p A1/γ=-3m , p B1/γ=-1m ）
56、图示为一沉没于海中的潜艇的横断面图，气压计测出潜艇内的绝对压强cm 84p s =（水银柱），已知海水的相对密度03.1s =，试求潜艇的沉没深度y 。 （y=9.95 m ）
57、图示为一处于平衡状态的水压机，其大活塞上受力N 4905F 1=，杠杆柄上作用力N 147F 2=，杠杆臂
cm 75b ,cm 15a ==。若小活塞直径cm 5d 1=，不计活塞的高度差及其质量，不计及摩擦力的影响，求大活塞直径2d 。 （d 2=11.8cm ）
58、如图示直径m 3.0d =和m 8.0D =的圆柱形薄壁容器固定在位于贮水池A 水面以上m 5.1b =处的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器内液面高出水池水面m 9.1b a =+。已知容器重N 980G =，试确定支承受力大小。 （F=3989 N ）
59、一盛油车厢内盛有相对密度92.0s =的原油如图示，车厢宽3m ，深3.5m ，长10m ，静止时油面上尚余1m 。为了使油不致从车厢内溢出，问车厢随小车沿水平方向加速运动时允许的最大加速度为多少？若将车厢顶部密封，整个车厢充满原油，当车厢随小车以2s /m 5.3a =的加速度沿水平方向加速时，求前后顶部的压强差。
（)1022.3,/96.142?=?=p s m a
60、图示一宽为b 的容器，内有隔板CD 将容器内的液体分为前后两段，长为l 2和l ，已知前后段水深分别为1h 和2h ，试求隔板CD 不受力时容器沿水平方向加速的加速度为多少？
61、图示为一等加速向下运动的盛水容器，水深m 2h =，加速度2s /m 9.4a =。试确定： （1） 容器底部的相对静止压强。 （2） 加速度为何值时，容器底部相对压强为零？
62、绕铅直轴旋转着的容器，由直径分别等于d 和D 的两个圆筒组成。下面的圆筒高度为a ，转动前完全为液体充
满。当转动到转轴中心处液体自由表面恰与容器底部接触时，如水不从容器中溢出，问上面的圆筒高度b 至少应为多少？
63、五根相互连通的半径均为r 的开口小管绕中心铅直轴旋转时，形成的自由表面如图示，试求其旋转角速度ω及
静止时各管中的水深H 。
64、如图示一连通小弯管绕某一铅直轴旋转，其旋转角速度min /75r =ω，小弯管两分支到转轴距离分别为m 1.0和
m 35.0，试求其液面高度差。
65、如图示一管段长2m ，与铅直轴倾斜成300角。管段下端密封，上端开口，管内盛满水，并绕过管段中点的铅直
轴作等角速度的旋转运动。如旋转角速度s /rad 0.8=ω，试求出中点B 及底端C 的压强。
66、绘出题图中指定平面上的静水压强分布图。
67、图示为绕铰链O 转动的倾斜角060=α的自动开启式水闸，当水闸一侧的水深m 2H =，另一侧水深m
4.0h =时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x 。 （0.8m ）
68、如图示输水管道试压时，压力表M 读书为at 10（工程大气压），管道直径m 1d =。求作用与管端法兰堵头上的
静水总压力。 （769.7KN ）
69、图示为一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。 （10.26KN ）
70、绘制题图示图形中指定挡水面上的水平方向静水压强分布图及压力体图。
71、图示为一弧形闸门，半径m 5.7R =，挡水深度m 8.4h =，旋转轴距渠底m 8.5H =，闸门宽度m 4.6b =。试
求作用于闸门上的静水总压力的大小及作用点。 （P z =523.9 KN , P x =722.5KN ,P=892.5KN ；β=54°,距闸底1.4m 处）
72、如图示倾斜的平面壁与铅直线成450角，壁上有一孔口，其直径mm D 2000=，孔口形心处的作用水头
mm 500H =。此孔口被一圆锥形塞子塞住，其尺寸为：mm 300L ,mm 150D ,mm 300D 21===。试确定作用于
塞子上的静水总压力。 （P x =108.8 KN , P z =11.36KN ,P=109.4KN ）
73、图示为一水泵吸水阀门的圆球形底阀，其直径mm 150D =，装于直径mm 100d =的阀底上，圆球为实心体，
其重度31m /kN 3.83=γ。已知m 1H ,m 2H 21==，问在吸水管内液面上真空为多少时，才能将底阀打开？ （h=2.69m ）
74、图示为一盛水筒，筒底有一圆孔，被一圆台形塞子塞着。圆筒连同塞子一起放置于另一大的盛水容器内，所有
尺寸如图。试求作用于塞子上的静水总压力。 （P z =24.38 KN ,方向向下）
75、图示一球形容器完全充满水，球上部顶点处的压强恰好等于当地大气压强。球内水的重量为W 。证明作用于每
一铅垂面剖分的半球上的静水总压力为4/13W 。如过球心水平剖分该圆球，则作用于下半球面上的静水总压力为作用于上半球面上的静水总压力的5倍。
76、利用浮体平衡可测定液体重度。设水的重度为1γ，重度计茎管截面积为A 。当重度计浸入水中时，测得排开水
的体积为v 。再将重度计放入重度2γ待测的液体中，若上升的高度为h ，试推导确定2γ的公式。
（γ2=γ1V/(V-Ah)）
如图所示，一底部尺寸m m W L 1060?=?，吃水深度m h 0.2=的驳船上，安装一架起重量N T 50000=、起重臂最大纵行程m 15s =的起重机。已知起重机偏心距m e 5.3=，试确定此漂浮式起重机（浮吊）在海洋作业时，处于满负荷情况下的倾斜角度。（海水重度3/10050m N =γ，计算时忽略起重物对吃水的影响。（θ=5.3°）
77、
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:
27、
30、 O H 00.2g
p
h 2=ρ=
31、N 937.9 1P = 32、=h 0.663 m 33、a =4.9 m/s 2
34、 h=3.759 m 35、（1）
(2) kN 15.68P x ==； kN 33.58P z =；=+=2
z 2x P P P 37.06 kN ；==θx
z
P P arctan
64.97? 36、h )g
a
1(g p c a +
ρ+= ；37、h =0.2018 m ； 38、g g )gh gh (3D 211122ρ+ρρ-ρ=
39、 C gz z )sin (a x )cos (a p +-θ+θ=；液面方程为 0=g)z -sin a (x )cos (a θ+θ
液面对水平面的倾斜角 θ
θ
=βasin -g cos a x z =tan
40、 =ω 6.6 rad/s ； 41、=N R 42.70(kN) ； 42、=0p 40.384 kPa
43、证: gh )2
h H (g )h h (g )g g (Hg Hg ρ-?+ρ-?+ρ=ρ-ρ ；1.13H 2
g g gH h Hg =
ρ-
ρρ=? 44、V 6.0V 2=；V 4.0V 1=
45、答:不对。此人只看到P Z 会对轴产生力矩。然而，水平压力作用垂直轴的下方，可产生大小相等的反力矩，所以圆柱体不动。或者，P Z 与P X 合力通过轴心，不产生力矩。
46、 (1) 容器底部静水压强相同，因为由重力作用下的静水压强的基本方程式p=ρgH+p a ，表面压强为大气压，而水深相同，故p 相同。
(2) 底面所受的静水压力相同，原因是压力P=pA 压强相同，面积相同，则压力相等，
(3) 桌面受的压力不相同，原因是盛水的容器体积不同，则重量不等，桌面受的压强p=G/A ，重量不等，面积相等，故压强不同。47、 h=4.08m ,l=1.065m ；48、 p B =97.4Kpa ；49、 h 1=126cm , h 2=600.8cm , h=80.9cm , 2-5 p A =-19600pa , p B =24500pa , p 0=-29400pa 绝对压强: p A =78400pa , p B =122500pa , p 0=63600pa ,y=3m.
2-6 ρ煤气0.53Kg/m 3
2-7 p B =362.8Kpa
2-8 Δp=p 1-p 2=156.6Pa
2-9 Z A1=5m , Z B1=3m ,p A1/γ=-3m , p B1/γ=-1m
Z A2=2m , Z B2=0m ,p A1/γ=-3m , p B1/γ=-1m
2-10 y=9.95 m 2-11 d 2=11.8cm 2-12 F=3989 N 2-22 x=0.8m 2-23 P=769.7 KN 2-24 F=10.26 KN
2-26 P z =523.9 KN , P x =722.5KN ,P=892.5KN β=54°,距闸底1.4m 处 2-27 P x =108.8 KN , P z =11.36KN ,P=109.4KN 2-28 h=2.69m
2-29 P z =24.38 KN ,方向向下. 2-31 γ2=γ1V/(V-Ah) 2-32 θ=5.3°
工程流体力学(水力学)闻德第五章-实际流体动力学基础课后答案
工程流体力学闻德课后习题答案 第五章 实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。 解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μμ?'=-=-?，24y y u p a y μμ?'=-=?， 4x x p p p p a μ'=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图 所示），由于上平板运动而引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。（请将 d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较） 解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。 由例５－1中的（11）式可得 2d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=- - （１） 当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性带动流体发生的流动。 当 d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２） 式中2d ()2d h p p v x μ= - （３） 当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为2sin (2)2 x g u zh z ，单宽流量 3 sin 3 gh q 。
水力学第二章课后习题测验答案
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。
水力学资料第五章
解：（1）写出自由涡的流速分布 r C r /,0==θμμ 将m r r 3.00==处流速值u(0r )=2m/s 带入上式，得常数C=0.9，有 r /6.0=θμ 在弯道内侧，;/3,2.011s m m r r ===θμ在弯道外侧，s m m r r /5.1,4.022===θμ。依据同心圆弯道的压强微分式，有dr r dp 2 θμρ= 由1r r =和2r r =积分该式，得 ??? ? ??-==??222123 2 11 22 1 2 1 r r dr r dp r r r r θθρμμρ 故弯管内、外壁之压差为 pa pa p p 33754.012.01210006.022212=?? ? ??-??=- （2）压强水头差 m m g p p 344.01000 8.9337512=?=-ρ 流速水头差 m m g 344.08 .9235.122 221 22=?-=-θθμμ 可见，压强水头差等于流速水头差，故总机械能在弯道内、外壁处相等。 第五章 层流、紊流及其能量损失 5-1（1）某水管的直径d=100mm,通过流量Q=4L/s,水温T=20C 0;(2)条件与以上相同，但水管中流过的是重燃油，其运动粘度s m /1015026-?=ν。试判断以上两种情况下的流态。 解：（1）20005042510 01.11.0004 .0444Re 62>=????====-πνππνd Q v d Qd Vd 流动为紊流流态。 （2）20005.339101501.0004 .044Re 6 <=????===-πνπνd Q Vd 流动为层流流态。
《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
水力学作业答案
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。
水力学第二章课后答案.docx
1 ２ 6 11答案在作业本 2.12 （注:书中求绝对压强）用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求 水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- ()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+--- ()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+-- ()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--?-+--???? 265.00a p =+(k Ｐa ） 答：水面的压强0p 265.00=ｋPa 。 2-1２形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2ｍ,宽b ＝1ｍ，形心点水深c h ＝2ｍ，倾角α=?45,闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。
l b α B A T h c 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=(kN ） 3 22221222 2.946 122sin sin 4512sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A bl αα=+=+=+=+=??
2-13矩形闸门高h =３ｍ,宽b =2m ，上游水深1h ＝6m,下游水深2h ＝4.５m ，试求:（1)作用在闸门上的静水总压力；（２)压力中心的位置。 解：（１)图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? ()12h h g ρ=-
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 （ ）
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。
水力学基础练习题五(含答案)
第五章习题及答案 一、选择 问题1：薄壁小孔淹没出流时，其流量与有关。 A.上游行进水头； B.下游水头； C.孔口上、下游水面差； D.孔口壁厚。 问题2：如图所示，孔1为大孔，孔2为小孔，则其过流量Q1和Q2的关系式为：图(A)：Q1>Q2；图(B)：Q1 >Q2。 问题3：孔口、管嘴若作用水头和直径d相同时，下列那些是正确的： A.Q孔 图5-10 题2 : 图示水箱孔口出流，已知压力箱上压力表读数p=0.5at，玻璃管内水位恒定h1=2m，孔口直径d1=40mm；敞口容器底部孔口直径d2=30mm，h =1m 。求h2及流量Q。 3 图5-11 三、问答 1：请写出图7-5中两个孔口Q1和Q2的流量关系式（A1=A2)。图1：Q1< Q2；图2：Q1=Q2。 图1 图2 图6-12 2：为什么不完善收缩、不完全收缩的流量系数较完善收缩、完全收缩的流量系数大？ 答：因为不完善收缩、不完全收缩的收缩系数较完善收缩、完全收缩的流量系数大 3.什么是小孔口、大孔口？各有什么特点？ 0.1时，需考虑在孔口射流断面上各点的水头、压强、速度沿孔口高度的变化，这时的孔口称为大孔口。小孔口（small orifice ）：当孔口直径d（或高度e）与孔口形心以上的水头高度H的比值小于0.1，即d/H大孔口（big orifice）：当孔口直径d（或高度e）与孔口形心以上的水头高H的比值大于0.1，即d/H>0.1时，需考虑在孔口射流断面上各点的水头、压强、速度沿孔口高度的变化，这时的孔口称为大孔口。小孔口（small orifice ）：当孔口直径d（或高度e）与孔口形心以上的水头高度H的比值小于0.1，即d/H<0.1时，可认为孔口射流断面上的各点流速相等，且各点水头亦相等，这时的孔口称为小孔口。 4.小孔口自由出流与淹没出流的流量计算公式有何不同？ 二者在形式上完全相同，如动能修正系数与淹没出流中突然扩大局部阻力系数都取1.0时，则二者的流量系数也相同。区别在于作用水头不同，自由出流为孔口形心以上水面的高度，而淹没出流取决于上下游液面高差。 5.水位恒定的上、下游水箱，如图7-1，箱内水深为H和h。三个直径相等的薄壁孔口1,2,3位于隔板上的不同位置，均为完全收缩。问：三孔口的流量是否相等？为什么？若下游水箱无水，情况又如何？ 题6-13图 1=2，3不等；三孔不等 4.圆柱形外管嘴正常工作的条件是什么？为什么必须要有这两个限制条件？ （1） Ho≤9m 。因为真空度正比于作用水头pv/ρg=0.75Ho，真空度过大， 1 2 6 11答案在作业本 2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ， 试求水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- 265.00a p =+（kPa ） 答：水面的压强0p 265.00=kPa 。 2-12形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2m ，宽b =1m ，形心点水深c h =2m ，倾角α=?45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=（kN ） 2-13矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =4.5m ，试求： （1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。 解：（1）图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? 14.71=（kPa ） 14.713288.263P p h b =??=??=（kN ） 合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2 b 处。 （2）解析法。 ()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-?=-???=（kN ） ()120.250.75 4.6674.5 =?+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-?=???=（kN ） ()22211111130.75 3.253 C C D C C C C I I y y y y A y A ??=+=+=+= ???（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ） 合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： 1.499=（m ） 答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的 2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m ,液体的密度为850kg/m 3,求液面 压强。 解：P o = P a ，gh = P a 850 9.807 1.8 相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。 答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2,压力表中心比A点高0.4m , A点在水下 1.5m，，求水面压强。 P0 1.5m 1 0.4m A 解: P0 = P a P -1.1 'g 二P a 4900 -1.1 1000 9.807 二p a「5.888 （kPa） 相对压强为：_5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。 答: 水面相对压强为-5.888kPa,绝对压强为95.437kPa。 3m 解：（1）总压力：Pz=A p=4「g 3 3 = 353.052 （kN） （2）支反力：R 二W总二W K W箱二W箱;?g 1 1 1 3 3 3 =W箱 9807 28 =274.596 kN W箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体Qg。而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积Eg。 答：水箱底面上总压力是353.052kN，4个支座的支座反力是274.596kN。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d =0.4m，容器底的直径D=1.0m，高h =1.8m ,如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力 解: （1）容器底的压强： P D =P A'gh =252°9807 1.8 =37.706（kPa）（相对压强） /-d2 4 （2）容器底的总压力： P D二Ap D D2 p D12 37.706 10 = 29.614（kN） 4 4 答：容器底的压强为37.706kPa，总压力为29.614kN 。 2.6用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强P0。 水力学练习题及参考答案 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。(×) 选择题（单选题） 5.1 速度v ，长度l ，重力加速度g 的无量纲集合是：（b ） （a ）lv g ；（b ）v gl ；（c ）l gv ；（d ）2v gl 。 5.2 速度v ，密度ρ，压强p 的无量纲集合是：（d ） （a ）p v ρ；（b ）v p ρ；（c ）2pv ρ；（d ）2p v ρ。 5.3 速度v ，长度l ，时间t 的无量纲集合是：（d ） （a ） v lt ；（b ）t vl ；（c ）2l vt ；（d ）l vt 。 5.4 压强差p V ，密度ρ，长度l ，流量Q 的无量纲集合是：（d ） （a ） 2Q pl ρV ；（b ）2l pQ ρV ；（c ）plQ ρV ；（d 。 5.5 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：（b ） （a ）雷诺准则；（b ）弗劳德准则；（c ）欧拉准则；（d ）其他。 5.6 进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是：（a ） （a ）雷诺准则；（b ）弗劳德准则；（c ）欧拉准则；（d ）其他。 5.7 雷诺数的物理意义表示：（c ） （a ）粘滞力与重力之比；（b ）重力与惯性力之比；（c ）惯性力与粘滞力之比；（d ）压力与粘滞力之比。 5.8 明渠水流模型实验，长度比尺为4，模型流量应为原型流量的：（c ） （a ）1/2；（b ）1/4；（c ）1/8；（d ）1/32。 5.9 压力输水管模型实验，长度比尺为8，模型水管的流量应为原型输水管流量的：（c ） （a ）1/2；（b ）1/4；（c ）1/8；（d ）1/16。 5.10 假设自由落体的下落距离s 与落体的质量m 、重力加速度g 及下落时间t 有关，试用 瑞利法导出自由落体下落距离的关系式。 解： ∵s Km g t α βγ = []s L =；[]m M =；[]2g T L -=；[]t T = ∴有量纲关系：2L M T L T α β βγ-= 可得：0α=；1β=；2γ= ∴2 s Kgt = 工程流体力学(水力学)闻德第五章-实际流体动力学基础课后答案 工程流体力学闻德课后习题答案 第五章 实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。 解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μ μ?'=-=-?，24y y u p a y μμ ?'=-=?， 4x x p p p p a μ '=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图所示），由于上平板运动而 引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。 （请将d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较） 解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。 由例５－1中的（11）式可得 2 d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=-- （１） 当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切 流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性 带动流体发生的流动。 当d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２） 式 中 2d () 2d h p p v x μ=- （３） 当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为 2sin (2) 2x g u zh z r q m =-，单宽流量 3 sin 3gh q r q m =。 选择题（单选题） 2.1 静止流体中存在：（a ） （a ）压应力；（b ）压应力和拉应力；（c ）压应力和剪应力；（d ）压应力、拉应力和剪应力。 2.2 相对压强的起算基准是：（c ） （a ）绝对真空；（b ）1个标准大气压；（c ）当地大气压；（d ）液面压强。 2.3 金属压力表的读值是：（b ） （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。 2.4 某点的真空度为65000Pa ，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（d ） （a ）65000Pa ；（b ）55000Pa ；（c ）35000Pa ；（d ）165000Pa 。 2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是：（c ） （a ）abs p =p +V p ；（b ）p =abs p +a p ；（c ）V p =a p -abs p ；（d ）p =V p +V p 。 2.6 在密闭容器上装有U 形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系 为：（c ） （a ）1p >2p >3p ；（b ）1p =2p =3p ；（c ）1p <2p <3p ；（d ）2p <1p <3p 。 2.7 用U 形水银压差计测量水管内A 、B 两点的压强差，水银面高差h p =10cm, A p -B p 为： （b ） （a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。 2.8露天水池，水深5 m处的相对压强为：（b） （a）5kPa；（b）49kPa；（c）147kPa；（d）205kPa。 2.9垂直放置的矩形平板挡水，水深3m，静水总压力P的作用点到水面的距离 D y为：（c） （a）1.25m；（b）1.5m；（c）2m；（d）2.5m。 2.10圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：（a） （a）1/2；（b）1.0；（c）2；（d）3。 2.11在液体中潜体所受浮力的大小：（b） （a）与潜体的密度成正比；（b）与液体的密度成正比；（c）与潜体淹没的深度成正比； （d）与液体表面的压强成反比。 2.12正常成人的血压是收缩压100~120mmHg，舒张压60~90mmHg，用国际单位制表示是 多少Pa? 解：∵1mm 3 101.32510 133.3 760 ? ==Pa ∴收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa 舒张压：6090mmHg8.00 =kPa12.00kPa 答：用国际单位制表示收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa；舒张压： 2.1.恒定流：如果在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变。非恒定流：如果在流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化。均匀流：水流的流线为相互平行的直线。非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线。渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近于平行的直线。急变流：水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小。按运动要素是否彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流，而非均匀流按流线的不平行和弯曲程度又分为渐变流和急变流。渐变流重要性质为：过水断面上近似服从静压分布：Z+P/y=C 2.2.此时的A?υ?=A?υ?符合连续方程。两个断面无支流，且上游水位恒定，则下游通过的流量一定，则流量保持平衡，满足该公式。 2.3能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’。Ζ?：位置水头；Ρ?/ρg：压强水头；（μ?）2/2g：流速水头；Ζ?：单位位能；Ρ?/ρg：单位压能；（μ?）2/2g：单位动能；hw’：水头损失。能量意义：在总流中任意选取两个过水断面，该两断面上液流所具有的总水头若为H?和H?，则：H?=H?+hw。 2.4这些说法都不对。对于理想液体来说，在无支流进去的情况下，其各断面的流量总和是相等的，根据能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’，及连续方程：A?υ?=A?υ?。可以看出：只要其流量不改变，能量的总和就不会变。则水是由流速大地方向流速小的地方流这种说法就是错误的。总流的动量方程：ΣF=ρQ（Β?υ?-Β?υ?），也说明了这一点。 2.5总水头线：把各断面H=Ζ＋Ρ/ρg＋α（μ）2/2g描出的点子连接起来得到的线就是总水头线；测压管水头线：把各断面的（Ζ＋Ρ/ρg）值的点子连接起来得到的线就是测压管水头线。水力坡度：总水头线沿流程的降低值与流程长度值比；测压管坡度：测压管水头线沿流程的降低值与流程长度值比。均匀流的测压管水头线和总水头线相等。 2.6⑴ΣF中包括表面力和质量力。⑵若果由动量方程求得的力为负值则说明所求的方向与规定的方向相反。 Ⅰ思考题： 0.1 质量、重量、密度、容重的定义，密度和容重间存在着什么关系？各物理 量的量纲和量测单位是什么？ 0.2 什么叫做粘滞性？粘滞性对液体运动起什么作用？ 0.3 固体之间的磨擦力与液体之间的内磨擦力有何原则上的区别？何谓牛顿内 磨擦定律，该定律是否适用于任何液体？ 0.4 什么是理想液体？理想液体与实际液体的根本区别何在？ 0.5为什么可以把液体当作“连续介质”？运用这个假设对研究液体运动规律有 何意义？ 0.6 作6作用于液体上的力可以分为哪两类？二者有何区别？试举例说明之。 思考题： 1.1静水压强有哪些特性？静水压强的分布规律是什么？ 1.2 试分析图中压强分布图错在哪里？ 图1.2 1.3 何谓绝对压强，相对压强和真空值？它们的表示方法有哪三种？它们之间 有什么关系？ 1.4 图示一密闭水箱，试分析水平面A－A，B－B，C－C是否皆为等压面？何 谓等压面？等压面的条件有哪些？ 图1.4 1.5一密闭水箱（如图）系用橡皮管从C点连通容器Ⅱ，并在A、B两点各接一 测压管问。 （1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点压强是否相等？（2）把容器Ⅱ提高一些后，p0比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如 何？ 图1.5 1.6 什用6什么叫压力体？如何确定压力体的范围和方向？ 思考题： 2.1 “恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等三个 概念是如何定义的？它们之间有么联系？渐变流具有什么重要的性质？ 2.2 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，问此时的水流是否符合A1V1＝AaVa 的连续方程？为什么？ 选择题（单选题） 速度v ,长度I ,重力加速度g 的无量纲集合是：（b ） lv v I v （a ） ；（b ） ；（c ） ；（d ） 。 g gl gv g 1 速度v ，密度 ，压强p 的无量纲集合是：（d ） 速度v ,长度I ,时间t 的无量纲集合是： t /、 l z l c ） 2 ; （ d ） vt 2 vt 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： （b ） （a ）雷诺准则；（b ）弗劳德准则；（c ）欧拉准则；（d ）其他。 进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选的相似准则是： （a ） （a ）雷诺准则；（b ）弗劳德准则；（c ）欧拉准则；（d ）其他。 雷诺数的物理意义表示：（c ） （a ）粘滞力与重力之比；（b ）重力与惯性力之比；（c ）惯性力与粘滞力之比; 力 与粘滞力之比。 明渠水流模型实验，长度比尺为 4，模型流量 应为原型流量的： （c ） （a ） 1/2 ； （b ） 1/4 ； （c ） 1/8 ； （d ） 1/32 o 压力输水管模型实验，长度比尺为 8，模型水管的流量应为原型输水管流量的: （a ） 1/2 ； （b ） 1/4 ； （c ） 1/8 ； （d ） 1/16。 假设自由落体的下落距离 s 与落体的质量 m 重力加速度g 及下落时间t 瑞利法导出自由落体下落距离的关系式。 ?/ s Km g t s L ； m M ； g T 2L ； t T 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 解： (a) —P ； ( b) —v ； v P 2 (c)竺；(d) P o 2 v 压强差Vp ，密度 ，长度I ，流量Q 的无量纲集合是：（d ） (a) Q Vpl 2 (b) _l VpQ 2 (c) ⑺ it ；（b ） vl (d) (d)压 （c ） 第二章:水静力学 一：思考题 2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强 2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z) 2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。 绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa. 绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。某点负压大小等于该点的相对压强。Pv=p'-pa 2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面 的高度。关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。 2-5.等压面是压强相等的点连成的面。等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。 2-6。图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。 2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同 压强的传递有所改变。当施加外力时，液面压强增大了A p ?，水面以下同一高度的各点压强都增加A p ?。 2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。 （2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p. 图2-8 2-9.选择A 2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。所以静水压力Pa>Pb. (2)图c 和图d 静水压力大小相等。以为两个面上的压强分布图是相同的，根据梯形压强分布图对应的压力计算式可知大小相等，作用点离水面距离相等。 2-11.（1）当容器向下作加速运动时，容器底部对水的作用力为F=m*(g-a),由牛顿第三定律知水对容器的压力也等于F ，根据p=F/A,知底部的压强 p=)(*)()(a g h h V a g m A a g m -==--ρ水面上相对压强为0，所以作图如a 。 (2)当容器向上作加速运动时，水对容器底部的压力大小为)(a g m F +=，则底部压强大小)()(h g h p A a g m +==+ρ，水面压强为0，作图如b 。 P P 6 ? 12水管直径d= 10 cm 管中流速v 二1 m/s ?K 温为10°C . 试判别流态口又流速等于多少时,流态将发生变化？ 解:查 P5 表 14 知 t=10r C T 1^1.31 xlO-em^/s Re -空"-―=.6> 104 > 2300 紊流 V 131XL0-6 R 轧二也二 2300 二 2300x ］二 2丸0」引"" 二 O03m, v d 0*1 6 - 14有一矩形断面的小排水沟,水深15 cm ,底宽20 cm , 流速 0.15 m/s ,水温1O C C ,试判别流态。 ： R =—=―——二一 、-—_ _o o^H ； / b + 2/i 0.2,22 汁 uR 0.15x0.06 “F __r w + R" 一 二— 品=^/0>575 緊流 v 1 j1xiQ 6 - 16应用细管式粘度计测定油的粘浇系数。已知细管直径d 二8nim .测量段长匸2 m .实测油的流MQ = 70 cm^/s ,水银压 解： u = = — = 13 9c tn i s 901 bh 0 2 0.15 差计读值h = 30cm ，油的密度尸=901 kg/m 3o 试求油的运动粘変計和动力粘 H 0 一. 4 ? "0 A, = z d 2g urJ d 2頁 打型=422.8 ?咖心=2.9S K 1 Of% Mu (W*200V139 139^0.008 校核流态2乎-冷"璋层流.假设成立 6?13油管［8径了5伽渺的密度901 kg/m3运 动粘滯系数0,9 cm2/s , 在管轴位置安放连接 水银压差计的皮托 管，水银面高差hp= 20 mm ,试求油的流量。 此图有误 解：恥込也厂】塑空怙心⑴撷 H901 n = ^IgAii = 71^ 6 > 0.282 =2.3 5tnJs 设为层流v=u/2 V 2 4 2 4 校核心卩沿釜髓"层流 6 - 23输水管道中设有阀门.已知管道直 径为50 mu ,通过流量为3,34闻冰银压差计 读值Ah = 150 m，沿程水头损失不计，试求阀 门的局部阻力系数。 解: 廿 ,7(0.05) h K=12.64ft-12.6x0.15 = 1.89 加 6 - 25用突然扩大使管道的平均流速由v1 减到V2 ,若直径 d1及流速W —定，试求使测 压管液面差h成为最大的v2及d2 是多少？并求最大h值。 K5-14 图水力学第二章课后答案
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