水力学习题
水力学课程复习题
一、 名词解释（100个）
连续介质 理想液体 粘滞性 等压面 牛顿内摩擦定律 水头 测压管 压力中心 绝对压强 相对压强 真空度 压力体 运动要素 真空 压强分布图 恒定流 渐变流 欧拉法 迹线 拉格朗日法 流线 流管 元流 总流 断面平均流速 过水断面 流量 一维流 均匀流 连续性方程 急变流 能量方程 动量方程 水力坡度 沿程水头损失 收缩断面 水头损失 层流 紊流 局部水头损失 雷诺数 湿周 水力半径 粘性底层 动能修正系数 摩阻流速 长管 短管 简单管道 动量修正系数 串联管道 并联管道 明渠 无压流 水力光滑管 边坡系数 允许流速 急流 缓流 紊流粗糙管 临界流 正常水深 相对波速 佛如德数 沿程阻力系数 断面比能 临界水深 陡坡 缓坡 相对粗糙度 水跃 水跃函数 水跌 共轭水深 棱柱形渠道 控制断面 堰流 闸孔出流 薄壁堰 水力最佳断面 实用堰 宽顶堰 淹没系数 流量系数 实用经济断面 无压涵洞 底流消能 面流消能 挑流消能 远趋式水跃 临界水跃 淹没水跃 渗流模型 达西定律 侧收缩系数 普通井 承压井 完全井 井群 流网
二、填空题（ 52 题）
1、水静力学基本方程 C g p z =+ρ 的适用条件是：
（1） ，（2） ，（3） 。
2、当_______平面放置时，压力中心与面积形心重合。
3、牛顿内摩擦定律τ=μdu/dy 适用于 流体的流动。
4、当液体中某点的绝对压强 ，就称该点存在真空，真空度的大小 P k = 。
5、流线是一条光滑的曲线，除奇点外流线不能 _ ____，在__ ___ 中流线与迹线重合。
6、当液流为 时，流线与迹线相重合。
7、流线是某一瞬时在流速场中所作的一条线，位于这条线上的每个质点在该瞬 时的 都与此线 。
8、孔口和管嘴出流的流速公式均为02gH ?υ=，对孔口而言 υ是___ ___断面的流速，对管嘴而言υ为___ ______断面的流速。
9、必托管共开有两孔，一孔 以便测动水压强，另一孔
测静水压强。
10、利用必托管测流速，已知两根测压管的水面差值为1米，该必托管校正系数为1， 则被测点流速为 。
11、非均匀渐变流过水断面压强分布规律符合 分布规律。
12、雷诺数是表示 和 的对比关系.
13、紊流切应力τ 为粘性切应力τ1与惯性切应力τ2之和，即τ=τ1+τ2= ，根据混合长度理论，惯性切应力可表示为τ2= 。
14、紊流切应力由 和 组成。
15、在紊流过渡区,λ值与 及 有关。(注:尼古拉兹试验)。
16、在研究紊流阻力系数 λ 的变化规律时，根据粘性底层与粗糙高度 k 的关 系，将流动分为光滑区，过渡区和粗糙区。所谓光滑区是指________ ，
所谓粗糙区是指_ ___ ____。粗糙区内 λ 只与相对粗糙k d
有关，与Re 无关，因而粗糙区也叫做____________。 17、圆管层流的过水断面上流速分布是 ，紊流的过水断面流速分布是 。
18、圆管沿程水头损失f h 的计算公式为 ，圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为 。
19、流量模数K = ，它的物理意义 。
20、用曼宁公式计算谢才公式中的 c 值，这种方法适用于 。
21、已知谢才系数s m C /605.0=，则沿程水头损失系数λ= 。
22、一般说来，有压管的水头损失分为 和 两类。对于长管，可以忽略 。
23、未满管流的相对流量和相对流速均同充满度a 有关，是由__ __ __ 和__ _____两个因素决定的。
24、当明渠按均匀流设计时，如果选用的糙率值偏大，则设计出的过水断面面积就会 ，明渠中实际流速将 设计流速。
25、明渠均匀流中， 与水流重力在流动方向的分力平衡。
26、在明渠均匀流中，促使液体流动的力主要是 ，阻止流动的力主要是 ，两者达到状态 。
27、渠道设计时必须控制流量，使流速在___ ____ 和 ____ ___ 之间。
28、正常水深h 0是渠道水流__ _____ 的水深，在梯形渠道中，它与___ __ __ 因素有关。
29、梯形断面渠道，当边坡倾角为60 度，且属水力最优断面时，此时的水力半径R 与水深h 的关系是_______，底宽与水深的关系是_______。
30、佛汝德数 Fr 的表达式为 ，其物理意义为 。
31、明渠的临界水深是指 时的水深，其对应的佛如德数 r F = 。
32、判别明渠水流为急流或缓流的方法为 ， ， ， ， 。
33、在推导水跃方程时，应用了 方程。
34、当跃前水深 h ˊ一定时,在考虑槽壁摩擦阻力影响的情况下,跃后水深 h ″比 不考虑时 。
35、WES 剖面的实用堰，如果P/H d ≥1.33，当堰前水头 H=H d 时，流量系数是 。
36、在同样水头作用下,实用堰的过水能力 宽顶堰的过水能力。
37、按 之比可将堰分为 、 、 等三种类型。
38、应用薄壁堰测量流量时，测量水头H 的位置要在堰板上游__________；为减小水面波动，提高测量精度，在堰槽中应设置__________。 39、用直角三角形薄壁堰测量流量，当非淹没（自由）溢流流量Q =004.m s 3 时， 堰顶水头 H 应为 。
40、闸孔出流的基本公式为： 。
41、泄水建筑物下游常采用的水流衔接与消能措施有 。
42、已知消能池挖深后的跃后水深h c =3.2米，如果下游水深h t =3.0米，在不计消能池出口落差ΔZ 时，取水跃淹没系数σj =1.05，则消能池深度d= 。
43、水在土壤中存在状态可分为 ________ 水、________ 水、________ 水、________ 水和________水五种。
44、我们所研究的渗流，通常是 渗流，渗透系数 K 具有和 同样的量纲。
45、恒定无压渗流，浸润线（面）上作用的压强____ ____ 大气压强。
46、模型和原型的流动相似，包括 、 和 。
47、某模型试验按重力相似准则设计，模型比尺λl =100，如测得模型中某点速度U m =0.5m/s ，则原型中对应点的速度 U p = 。
48、将下列物理量v 、γ（容重）、ρ、l ，组成无量纲数 。
49、正定管流中，要使原、模型流动相似，应按 准则设计。
50、空气密度为12.kg m 3，其运动粘度ν=0157.cm s 2， 它的动力粘度
_________。
51、恒定不可压缩总流的连续方程的物理意义为 ， 能量方程的物理意义为 。
52、作用于流体上的表面力的性质是指__ ______ ，常见的表面力有________
____和_ __ _____ 等。
三、选择题（57 题）
1、按连续介质的概念，流体质点是指。
A、流体的分子
B、流体内的固体颗粒
C、几何的点
D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
2、理想流体的特征是。
A、粘度是常数
B、不可压缩
C、无粘性
D、符合pV=RT。
3、下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是。
A、流体的质量和重量不随位置而变化
B、流体的质量和重量随位置而变化
C、流体的质量随位置变化，而重量不变
D、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化
4、质量力是。
A、作用于液体表面的力
B、作用于液体内部各质点上的力
C、作用于液体几何形心上的力 D.作用于液体重心上的力
5、水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是。
A、气体不可压缩
B、气体连续
C、气体无粘滞性
D、气体无表面张力
6、下面关于流体粘性的说法中，不正确的是:
A、粘性是流体的固有属性
B、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度
C、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性
D、流体的粘度随温度的升高而增大
7、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是。
A、切应力和压强
B、切应力和剪切变形速率
C、切应力和剪切变形
D、切应力和流速
8、运动粘滞系数的单位为: 。
A、[L2/T]
B、m2/s
C、[L·T]
D、m·s
E、[L2/T2]
9、动力粘滞系数正确的单位为。
A、m·s/kg
B、N·m /s2
C、kg/m·s
D、kg/s·N
E、N·s/m2
10、在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是。
A、同一种液体
B、相互连通
C、不连通
D、同一种液体，相互连通
11、仅在重力作用下，静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为_______。
A 、随深度增加而增加
B 、常数
C 、随深度增加而减少
D 、不确定
12、断面平均流速υ与断面上每一点的实际流速u 的关系是 。
A 、u =υ
B u <υ
C u >υ
D u ≤υ或u ≥υ
13、牛顿内摩擦定律适用于 。
A 、牛顿流体的层流运动
B 、牛顿流体的紊流运动
C 、牛顿流体的任何运动
14、压力表的读值是 。
A 、绝对压强
B 、绝对压强与当地大气压的差值
C 、绝对压强加当地大气压
D 、当地大气压与绝对压强的差值
15、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2 米处的测压管高度为2.2m ， 设当地压强为9800Pa ，则容器内液面的绝对压强为 水柱。
A 、2m
B 、1m
C 、8m
D 、-2m
第15题 第16题 第18题
16、用 4m 1m ? 的矩形闸门垂直挡水，水压力对闸门底部门轴的力矩等于 。
A 、m kN 53.104?
B 、m kN 8.156?
C 、m kN 24.249?
D 、m kN 2.627?
17、管轴线水平，管径沿流向增大的管道，管轴线的压强沿流向 。
A 、增大
B 、减小
C 、不变
D 、不定
18、水在等直径垂直管道内流动，相距 l 的两断面间的水头损失f h 等于 。
A 、h
B 、l h +
C 、l h -
D 、h l -
19、在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同样断面积的孔口出流量大，其主要原因是
A 、管嘴阻力增加
B 、管嘴收缩系数增大
C 、管嘴收缩断面处产生了真空
D 、孔口收缩断面处产生了真空
20、如图实际连通的等直径圆管恒定流动，点 1、点 2 分别为管道进口、出口
中心，则：A 、点1的压强11gh p ρ= B 、点2 的压强22gh p ρ>
C 、点1的压强11gh p ρ<
第20题 第29题
21、管中紊流的水头损失 。
A 、与流速成正比.
B 、与流速平方成反比.
C 、与管径的平方成反比
D 、大致与流速平方成正比
22、在相同水头H 0的作用下，管嘴出流量Q 1与同样断面面积的孔口出流量Q 2 的 关系为 。
A. Q Q 12<
B.Q Q 12=
C. Q Q 12?>
D.Q Q gH 1202==
23、一输水管道，当流量和温度一定时，随着管径的加大，水流的雷诺数 。
A.减小.
B.不变.
C.不定.
D.增加.
24、对某一管道进行沿程阻力系数测定，由实验结果得λ=k/R e n ,k 为常数，n=1，
由此知该管内流动为 。
A 、层流区
B 、粗糙区
C 、光滑区
D 、过渡粗糙区
25、市政工程用于计算供水旧铸铁管及旧钢管阻力系数的经验公式 λ=002103..d
适用于 。
A 、层流
B 、紊流光滑区
C 、紊流过渡区
D 、紊流粗糙区
E 、各阻力区通用
26、圆管紊流过渡区的沿程阻力系数λ
A 、与雷诺数 Re 有关
B 、与管壁相对粗糙 k/d 有关
C 、与 Re ，k /d 有关
D 、与Re 和管长 l 有关
27、圆形管道突然缩小的水头损失计算公式为
A 、()g v v 2212-
B 、()[]
()g v A A 2122212- C 、()[]()g v A A 121221- D 、()[]()
g v A A 215.02212- 28、当水力坡度J =_______时，流量模数 k 等于流量
A 、J =1
B 、0
C 、82g C
D 、16
29、有一离心式水泵，安装高度为H g ，吸水管总的水头损失为h w 02-，管道进口至
水泵进口的高度为z ，水泵进口断面 2－2的真空值p g
2
ρ 的计算公式为 。 A 、g v H g p g 2222+=ρ B 、z g p =ρ2 C 、202222-++=w g h g v H g p ρ
D 、g H g
p =ρ2 30、贯通全串联管路的水流单位能量损失等于 。
A 、从始端到末端各段水头损失之和
B 、各管段的水头损失之和的2倍
C 、最末管段的水头损失
D 、第二管段的水头损失
31、对于并联长管道，每根管道的 。
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
32、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
33、两水池水位差为用两根等径等长，沿程阻力系数相等的管道联接，按长管考虑则：
A 、Q Q 12>
B 、Q Q 12=
C 、Q Q 12<
D 、Q 20=
34、明渠水流遇到障碍物，形成干扰波，波的传播速度在棱柱形矩形渠道中为：
A 、c gh =±（h 为水深）
B 、c gh =2
C 、c gh =
D 、以上答案都不是
35、串联管路作为长管计算，忽容了局部水头损失与流速水头则
A 、测压管水头线与管轴线重合
B 、测压管水头线与总水头线重合
C 、测压管水头线是一条水平线
D 、测压管水头线位于总水头线上方
36、在管流中，层流时的断面流速分布符合 。
A 、均匀规律
B 、直线变化规律
C 、抛物线规律
D 、对数曲线规律
37、明渠水流的水头损失一般与 .
A 、糙率的一次方成正比
B 、糙率成反比
C 、流速平方成正比
D 、水力半径的平方成反比
38、在明渠 中，总水头线，测压管水头线和位置水头线互相平行。
A 、均匀流
B 、渐变流
C 、恒定流
D 、管流
39、在 情况下，可能发生明渠均匀流。
A 、天然河流
B 、桥墩附近
C 、水闸上下游附近
D 、离建筑物相 当远的长直棱柱体渠道
40、指出可能发生明渠均匀流 。
A 、正坡棱柱形渠道
B 、正坡非棱柱形渠道
C 、平坡棱柱形渠道
D 、负坡棱柱形渠道
41、关于水力最优断面的定义：1、过水断面面积一定时，过水量最大的断面称 之为 水力最优断面 2、流量一定，过水断面面积最小的断面
A 、1正确，2错
B 、1错，2正确
C 、1、2均错
D 、1、2均对
42、有三种断面，x ? 半圆形断面；y ? 梯形断面系列中，半个正六边形断面；z ? 三角形系列断面中，对称放置的直角三角形断面，正确答案是 。
A 、x ，y ，z 都是水力最优断面
B 、x ，y 是，z 不是
C 、x ，y 不是，z 是
D 、z ，y 是，x 不是
E 、z ，x 是，y 不是
43、在明渠水流中： 。
A 、紊流肯定不是缓流
B 、渐变流不可能是急流
C 、非棱柱形渠道 不可以产生均匀流
D 、非棱柱形渠道不可能发生恒定流
44、在明槽流动的某一端面上，如满足 ，则该断面上的流态为急流。
A 、0 B 、0>ds dEs C 、0>dh dEs D 、0 dEs 45、在棱柱形明渠恒定水流中，当断面单位能量沿流程增大时，其水流为： A 、急流 B 、缓流 C 、临界流 D 、可以是急流，也可以是缓流 46、临界流将发生在 . A 、对于一给定流量，断面比能为最大值 B 、水深的任何变化将产生 更大 的断面比能 C 、流速和水深满足关系式 v= 2gh 47、当渠道的断面形状,尺寸及流量一定时,渠道的实际底坡增大，则渠道的临界 底坡 。 A 、增大. B 、减小. C 、不变. 48、当明渠中流量、断面形状、尺寸一定时，在渠中发生水跃，如果跃前水深减小，则跃后共轭水深 A.增大 B.减小 C.不变 49、缓流一定发生在 。 A 、水深大于正常水深 B 、水深小于正常水深 C 、水深大于临界水深 D 、水深小于临界水深 E 、在负坡上 50、水跃消能时,跃前断面的 Fr 在什么范围消能率最高? 。 A 、F r >9.0 B 、4.5≤F r ≤9.0 C 、2.5≤F r ≤4.5 D 、1.7≤F r <2.5 51、在 中，总水头线，测压管水头线和位置水头线互相平行。 A 、恒定流. B 、渐变流. C 、均匀流. D 、管流. 52、当渠道中流量，断面形状，尺寸一定时，断面比能最小值对应的水深是 。 A 、均匀流水深 h 0 B 、收缩断面水深h c C 、临界水深h k 53、WES 型实用堰的堰顶曲线 。 A 、 与液体原点自由抛射曲线相符 B 、薄壁堰自由出流水舌下缘曲线稍 加修改 C 、由一段圆曲线组成 54、通过三角形量水堰的流量与下列某值成正比 。 A 、H -1/2 B 、H 1/2 C 、H 3/2 D 、H 5/2 55、闸孔出流的流量与下列某值成正比 。 A 、H 1/2 B 、H -1/2 C 、H 3/2 D 、H 5/2 56、在进行消能池深度计算时，选取的设计流量是指相应于 最大时 的流量（注：t h 下游水深， c h 收缩水深的共轭水深）。 A 、Q B 、t h C 、"c h D 、"c h -t h 57、某溢流坝建在矩形断面河床上，其流量及其对应的下游水深 h t ,坝下游收 缩断面对应的共轭水深 h c ″的资料如下表: 若溢流坝下游采用底流式消能，则设计消力池深度的流量为 。A 、220 B 、140 C 、100 D 、60 四、判断题（ 35 题） 1、由于实际液体是有粘性的，因此不论是运动还是静止，液体内部每一点都存 在着切应力。（ ） 2、两种不同种类的液体，只要是流速梯度相等，它们的切应力也相等。（ ） 3、静止液体中等压面必为水平面。（ ） 4、任一点静水压强的大小和受压面方向无关。（ ） 5、温度对流体的粘滞性影响较大；压强对流体的粘滞性影响也较大。（ ） 6、恒定渐变流段同一过流断面上的动水压强分布规律近似地按静压强规律分布，不同过流断面上的单位势能()z p g +ρ 相等。（ ） 7、均匀流和渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。（ ） 8、水总是从高处向低处流。（ ） 9、恒定流中总水头线总是下降的曲线。（ ） 10、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（ ） 11、恒定总流能量方程只试用于整个水流都是渐变流的情况。（ ） 12、实际液体恒定元流的总水头线是一水平线，测压管水头线只可能下降，不可能上升。（ ） 13、动能修正系数 α 是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布越不均匀，α 值越小，当流速分布比较均匀时，则 α 值接近于零。（ ） 14、用毕托管测量的点流速是指管前端开口处的流速。（ ） 15、当水流为急流状态时，其雷诺数Re 大于临界雷诺数()cr Re Re >。又，在层流时，其弗劳德数Fr 小于1()0.1 16、公式τ=γRJ 可用于均匀缓流，也可用于均匀急流。（ ） 17、表面粗糙的管道，则管中水流一定处于水力粗糙区。（ ） 18、实际流体运动时，由于粘性的作用，总水头线和测压管水头线总是沿程下降的。（ ） 19、明渠均匀流只能是缓流，明渠非均匀流必为急流。（ ） 20、均匀流流线互相平行，所以是层流，急变流则为紊流。（ ） 21、在 i=0 的棱柱体渠道中一定不会产生均匀流。（ ） 22、明渠均匀流只能是缓流，明渠非均匀流必为急流。（） 23、临界水深是相应于断面比能最大值时的水深。（） 24、在明渠水流中，临界水深 h与流量Q，渠底坡度i、底宽b、边坡系数m有 k 关。（） 25、有两条渠道，其断面形状、底宽、流量均相同，但底坡和糙率不同。当两条渠道的水流为均匀流时，它们的临界水深是不相等的。（） 26、对于明渠非均匀流，断面单位能量e 沿程减小，而单位重量液体的总机械能E沿程则可增加，也可减小。（） 27、明渠的临界底坡与断面形状，尺寸，流量及渠道的糙率有关，与渠道的实际坡度无关。（） 28、计算a2型水面曲线时，控制断面应选在上游。（） 29、堰闸出流，只要产生非淹没水跃，则一定是自由出流。（） 30、底流消能的水跃淹没系数σj愈大，消能效果越好。（） 31、在同样水头作用下，实用堰的流量系数比宽顶堰的流量系数大。（） 32、如果两现象的相似准数相等，则两现象必定相似。（） 33、渗流的达西定律可以用来解决均匀紊流的渗流问题。（） 34、浸润线一定是一条等势线。（） 35、渗流达西定律只能适用于层流渗流。（） 五、绘图题（13 题） 1、绘出如图所示曲面的压力体图及水平压强分布图。（4 题） 2、定性绘制下图的水面曲线（5 题） 2.定性绘出下列管道的总水头线和测压管水头线 (按短管考虑)（4 题） 六、证明题（ 9 题） 1、任一点静水压强的大小和受压面方向无关。 2、试证明均匀流沿程水头损失与切应力的关系为：τ0=γRJ 3、试证明突然放大管局部水头损失g h j 2)(212υυ-=，式中1υ为放大前管道流速， 2υ为放大后管道流速，g 为重力加速度。 4、在宽而浅的矩形断面渠道中（R ≈h 0） 水流为均匀流，试证明其正常水深h 0 可近似地表示为5/30???? ??=i nq h 5、推求梯形断面明渠最佳水力断面的宽深比(试导出边坡系数为m 的梯形渠道水力最优断面的几何条件)。 6、两条断面形状和尺寸完全相同的棱柱形渠道，但渠床的粗糙系数不等n 1>n 2， 在通过相同的流量下， 欲使渠中均匀流水深相等（h 1=h 2），那么必须渠道的 底坡i 1>i 2，试证明之。 7、试证明：棱柱体水平渠道水跃函数222 2 1112c c h A gA Q h A gA Q +=+，式中1A 、1c h 与2A 、2c h 分别为跃前断面和跃后断面过水断面面积与过水断面形心点水。 8、试从明渠非均匀流基本微分方程：d d h s i Q k Q B gA = --2221α推导棱柱形渐变流水面曲线 的分段求和法计算公式。 9、试证明在宽顶堰进口处必然形成水面跌落。 七、问答题 （ 28 题） 1、为什么水通常被视为不可压缩流体？ 2、自来水水龙头突然开启或关闭时，水是否为不可压缩流体？为什么？ 3、为什么荷叶上的露珠总是呈球形？ 4、一块毛巾，一头搭在脸盆内的水中， 一头在脸盆外，过了一段时间后，脸盆外的台子上湿了一大块，为什么？ 5、写出水静力学基本方程并解释其物理意义。 6、流体能否达到完全真空状态？若不能，则最大真空度为多少？ 7、写出理想液体与实际液体的伯努里方程并解释其物理意义。 8、有人认为均匀流和渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流，这种说法对否？请说明理由并举例。 9、雷诺数Re 有什么物理意义？为什么它能起到判别流态的作用？ 10、总流伯诺里方程在推导过程中的限制条件是什么？ 11、试简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。 12、水力最佳断面是根据怎样的水力学概念引出的？其特点是什么？ 13、若管嘴出口面积和孔口面积相等，且作用水头H 也相等，为什么管嘴出流量要比孔口出流量大？ 14、何谓有压管流？ 15、何谓长管？何谓短管？ 16、从能量分析观点：在 i =0 和 i <0 的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流？ 17、棱柱形渠道恒定非均匀流有哪些特征？ 18、为什么在i >0 的棱柱形长渠道中的流动总是趋向均匀流？ 19、断面单位能量与单位重量液体的机械能两概念有何不同？ 20、何谓堰流和堰？ 21、列举三个属于宽顶堰流的水工建筑物。 22、薄壁堰的淹没条件是什么？ 23、什么是宽顶堰流？它在工程上有何应用？ 24、泄水建筑物下游有几种水流衔接与消能形式？简要说明其特征。 25、棱柱形渠道水面曲线有十二条，而地下河槽中只有四条，为什么？ 26 、何谓渗流模型？为什么要引入这一概念？ 27、为什么作野外抽水试验求渗透系数k 值时，最好不利用井中水位h 0 和井的半径0r 这两个数据，而要用二个观察孔的数据，为什么？注： Q k H h R r =-13662020 .()lg 28、在什么情况下的渗流可应用流网来解渗流问题？ 八、计算题 （20题） 1、200C 体积为 2.5 m 3 的水，当温度升至 800 C 时，其体积增加多少？ （答案：则%64.2=?V V ） 2、若要使水的体积减小0.1% 及 1% 时，应增大压强各为多少？（已知水的体积弹性模量 E υ =2000MPa ） （答案：dV/V=-0.1%，p ?=2.0Mpa ；dV/V=-1% ，p ?=20Mpa ） 3、试绘制平板间液体的流速分布图与切应力分布图。设平板间的液体流动为层流，且流速分布为直线分布。（已知上层液体粘度为1μ，液层高为1h ，下层液体粘度为2μ，液层高为2h ，平板流速为U ）。 4、一底面积为40 ×45cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿着涂有润滑油的 斜面向下作等速运动，如图所示，已知木块运动速度u=1m/s ，油层厚度δ=0.1mm ，由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布，求油的粘滞系数。 第 3 题 第 4 题 5、试标出图示盛液容器内A 、B 、C 三点的位置水头、压强水头和测压管水头。以图示O —O 为基准面。 6、设如图所示，h n =2m 时，求封闭容器A 中的真空值。 第 5 题 第 6 题 7、由真空表A 中测得真空值为17200N/m 2。各高程如图，空气重量忽略不计， 1ρg=6860N/m 3，21ρg=15680N/m 3，试求测压管E 、F 、G 内液面的高程及U 形测压管中水银上升的高差的H 1的大小。 8、一密封水箱如图所示，若水面上的相对压强p 0=-44.5KN/m 2，求： （1）h 值；（2）求水下0.3m 处M 点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度、水柱高及大气压表示；（3）M 点相对于基准面O —O 的测压管水头。 第 7 题 第 8 题 9、一铅直矩形闸门置于水中，已知闸门顶距水面的距离 h 1=1m ，闸门高度 h 2=2m ，宽度 b=1.5m ，求作用在闸门上的总压力及作用点。 10、有一铅直半圆形平面，直径恰位于液面上，求总压力 F 的大小及作用点。 11、某竖直隔板上开有矩形孔口：高a=1.0m 、宽b=3m 。直径d=2m 的圆柱筒将其堵塞。隔板两侧充水，h=2m ，z=0.6m 。求作用于该圆柱的静水总压力。 第 9 题 第 10 题 第 11 题 12、如图所示为一流动系统，各种损失如图中所示。AB 段直径1d =129mm ，BC 段直径2d =150mm 。试求：（1）、AB 段流速1υ、Q ；（2）、绘制总水头线和测压管水头线。 （答案：s m /86.82=υ，s m Q /15.03=，s m /121=υ，m H A 10=，m H B 8.8=， m H B 4.8='，m H C 8=，m H PA 7.2=，m H PB 5.1=，m H PB 4.4='，m H PC 4=） 13、一抽水机管系（如图），要求把低水池的水输送到高 水池，两池高差15m ，流量Q=30 l/s ，水管内径 d=150mm 。泵的效率ηp =0.76。设已知管路损失（泵 损除外）为102υ/(2g) ，试求轴功率。 （h p =16.47m ，N p=6.37KW ） 14、如图所示有一高度为50mm ，速度υ为18m/s 的单宽射流水股，冲击在边长为1.2m 的光滑平板上，射流沿平板表面分成两股。已知板与水流方向的夹角为30度，平板末端为铰点。若忽略水流、空气和平板的摩阻，且流动在同一水平面上，求：（1）流量分配Q 1和Q 2；（2）设射流冲击点位于平板形心，若平板 自重可忽略，A 端应施加多大的垂直力P ，才能保持平板的平衡；（3）若B 点不铰接，平板与水流方向一致以 U=8m/s 运动时，水流作用在平板上的垂直力的大小。 15、如图所示流速由 1υ 变为 2υ 的突然扩大管中，如果中间加一中等粗细管段使形成两次突然扩大，略去局部阻力的相互干扰，即用叠加方法。试求 （1）、中间管中流速为何值时，总的局部水头损失最小； （2）、计算总的局部水头损失，并与一次扩大时相比较。 (答案：两次突然扩大时总的局部水头损失为一次突然扩大时的 1/2 ) 16、一直径为d 的水平直管从水箱引水，如图所示，已知：管径d=0.1m ，管长L=50m ，H=4m ，进口局部水头损失系数1ζ=0.5，阀门局部水头损失系数2ζ=2.5，今在相距为10m 的1-1断面及2-2断面间设有一水银压差计，其液面差?h=4cm ，试求通过水管的流量Q 。 17、水由封闭容器A 沿垂直变直径管道流入下面的水池，容器内p 0=2N/cm 2且液面保持不变。若d 1=50mm ， d 2=75mm ，容器内液面与水池液面的高差H=1m （只计局部水头损失）。求：（1）管道的流量Q ；（2）距水池液面处的管道内B 点的压强 。 第 16 题 第 17 题 第 18 题 18、用长度为 L 的三根平行管路由A 水池向B 水池引水，管径 d 2 = 2d 1 ， d 3 = 3d 1 ，管路的粗糙系数n 均相等，局部水头损失不计，试分析三条管路的流量比。 19、有一梯形断面中壤土渠道，已知：渠中通过的流量Q=5m 3 /s ，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.020 ，底坡i=0.0002。试求： （1）按水力最优条件设计断面；（2）按宽深比β=2来设计断面，检查渠中流速是否满足不冲条件。 20、有一梯形断面顺直小河，每公里落差0.5m ，渠底宽3m ，水深0.8m ，边坡系数1.5，河床n=0.032，求K 、Q 。 21、有一长直矩形断面渠道，已知 Q=35m 3/s ，底宽 b=7m ，n=0.025，底坡 i=0.004，试求渠中正常水深h 。并判别均匀流时的水流流态。 22、井群由六个普通完全井构成，分布于半径r=25米的 圆周上，如图所示。每个井抽水量为Q=15升/秒，影响 半径R=700米，含水层厚度H=10米，渗透系数k=0.001 米/秒，求井群中心O 点及位于x 轴上距O 点为40米的 a 点的地下水位。（已知井群的总出水量公式为： )lg(1lg )(36.12122n o r r r n R z H k Q ???????--= ） 23、有一溢流坝，已知单宽流量q=9米3/秒·米，坝高 P=13米,坝的流量系数 m=0.45，流速系数υ=0.95，试判别在下游水深ht=7.0米时的水流衔接形式。 24、求图中渗流流网的单宽流量q 及B 点的压强γB p ， 已知水头H 1=8.0m ，H 2=2.0m ，渗透系数K=2×10-4m/s 。 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 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 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） 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； 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 ????= +++=-+=???? 第一章绪论 第一题、选择题 1、理想液体就是( 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就是( 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就是( C ) A动力粘度与速度B动力粘度与压强C动力粘度与速度梯度D动力粘度与作用面积 4、下列物理量中,单位有可能为m2/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,单位质量力就是指( 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=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( B ) A、3、75×10-9Pa·s B、2、4×10-3Pa·s C、2、4×105Pa·s D、2、4×109Pa·s 第二题、判断题 1、重度与容重就是同一概念。(√) 2、液体的密度ρ与重度γ不随温度变化。(×) 3、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×) 4、黏滞力随相对运动的产生而产生,消失而消失。(√) 5、水的粘性系数随温度升高而减小。(√) 7、一般情况下认为液体不可压缩。(√) 8、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。( ×) 9、水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。( × ) 10、静止液体有粘滞性,所以有水头损失。( × ) 12、表面张力不在液体的内部存在,只存在于液体表面。(√) 13、摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。(×) 第三题、填空题 2、水力学中, 连续介质模型就是假设液体就是一种连续充满其所占据空间毫无空隙 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 水力学重修复习题 1.如图，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A 点的相对压强。（所有读数均自地面算起，其单位为米）（参考分数：8分） 解：由连通器原理可知（均采用相对压强） p A +γ水（2.5－0.9）= p 1 p 2 +γ水银（2.0－0.9）= p 1 p 3－γ水（2.0－0.7）= p 2 p 3 =γ水银（1.8－0.7） 由上解得 p A = 27m 水柱 2. 以U 型管测量A 处水压强，h 1=0.15m ，h 2=0.3m ，水银的γ＝133280N 3/m ，当时当地大气压强298000/a P N m =，求A 处绝对压强p 。 a 解：由γ +p 水 γ +1h 水银 a p h =2，有-=a p p γ 水 -1h γ 水银 22/565463.013328015.0980098000m N h =?-?-= 3. 如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成60o，铰接于B 点并可绕B 点转动，门的直径d=1m ，门的中心位于上游水面下4m ，门重G=980N 。当门后无水时，求从A 处将门吊起所需的力T 。（其中J cx =πr 4/4）（参考分数：14分） 解：闸门所受水的总压力 P=γh c A=9.8×4×π×0.5×0.5 =30.79kN 压力中心D 到B 的距离 ()m H d Y A Y J Y L c c c c c 51.05.05.060sin 45.02 24 =+?????? ????= +-+ =ππ B 到T 的垂直距离 m d x 5.060cos =??= B 到G 的垂直距离 m d y 25.060cos 2 =??= 根据理论力学平衡理论 kN x Gy PL T Tx Gy PL M A 230 =+==-+=∑ 第一章绪论 第一节思考题 1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关？在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小？ 1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数？ 1-3 影响液体γ与ρ变化的因素有哪些？水的γ和ρ与这些因素的变化关系如何？ 1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处？ 1-5 静止液体是否存在粘滞性？为什么？ 1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。 1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为：①常数；②底部速度u=0，表面u=u max的斜直线； ③二次抛物线。则其切应力τ的垂线分布规律各是怎样的（作图说明）？ 1-8 液体压缩时，其质量和密度各有无变化？影响β（或K）变化的因素有哪些？ 1-9 引入连续介质假设有何实际意义？ 1-10 何谓理想液体？理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何？在自然界中存在理想液体吗？ 第二节计算题 1-1 体积为2.5m3，重量为17.1kN的液体，其容量、密度各为若干？ 1-2 某液体的密度为13600kg/ m3，运动粘滞系数为1.14×10-7㎡/s，求动力粘滞系数。 1-3 已知水的动力粘滞系数μ=0.00129Pa·s，求其运动粘滞系数。 1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体，上板固定，下板在τ=1.5N/㎡的切应力作用下，以u=0.3m/s的速度平移，两板间距l=1mm，求液体的粘滞系数μ和υ。 1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图，沿着涂有润滑油的斜面等速下滑，油的动力粘滞系数μ=0.1225N·s/㎡，油层厚t=0.1cm，木板的接触面积A=0.25㎡，求木板的下滑速度u。 1-6 某滑动轴承如计1-6图，轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm，间隙t=0.1cm，当轴的转速n=210rpm时，内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4N·m，求μ。 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） 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 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)] 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 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。） 1. 发生水跃的充分必要条件是4 ① 从层流过渡到紊流 ② 从陡坡过渡到缓坡 ③ 从缓流过渡到急流 ④ 从急流过渡到缓流 2. 对于正坡（i ＞0）明渠非均匀流，当水深h →∝时4 ① 0→ds dh ② ∝+→ds dh ③ ∝-→ds dh ④ i ds dh → 3. 圆管紊流中的上临界雷诺数4 ① 是紊流转变为层流时的雷诺数 ② 是层流和紊流的主要判别参数 ③ 等于2300 ④ 对流态判别作用不大 4. 图示A 、B 两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为h f1，管2沿程水头 损失为h f2，则h f1与h f2的关系为2 ① 21f f h h ? ② 21f f h h = ③ 21f f h h ? ④无法确定 5. 粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4 ① 光滑面 ② 过渡粗糙面 ③ 粗糙面 ④ 以上答案均不对 6. 管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2 ① 增大 ② 减小 ③ 不变 ④ 不定 7. 图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A —A 内外两侧的1、2两点处各装一根测 压管，则两测压管水面的高度h 1与h 2的关系为3 ① h 1>h 2 ② h 1=h 2 ③ h 1 ①p B1＝p B2 ②p B1＜p B2 ③p B1＞p B2 ④无法确定 9. 平衡液体中的等压面必为4 ①水平面②斜平面 ③旋转抛物面④与质量力相正交的面 10. 牛顿流体具有2 ①扩散并充满整个容器的特性 ②在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性 ③实际上绝对不可压缩的性质 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( 3 ) ①. 10Pa ②. 15Pa ③. 20Pa ④. 25Pa 第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失 1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 3、紊流中存在各种大小不同的涡体。 4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 6、' 'y u x u ρτ -=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。 7、临界雷诺数随管径增大而增大。 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 12、公式gRJ ρτ= 即适用于管流，也适用于明渠水流。 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。 17、粘性底层的厚度沿流程增大。 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ 与断面平均流速 v 的平方成正比。 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 20、紊流的脉动流速必为正值。 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。 26、当雷诺数 Re 很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 27、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而 （ ） ⑴ 增大 ； ⑵ 减小 ； ⑶ 不变 ； ⑷ 不定 。 28、按普朗特动量传递理论， 紊流的断面流速分布规律符合 1 对数分布 ； 2 椭圆分布 ； 3 抛物线分布 ； 4 直线分布 。 29、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 30、其它条件不变，液体雷诺数随温度的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 31、谢才系数 C 与沿程水头损失系数 的关系为 1 C 与 成正比 ； 2 C 与 1 成正比； 3 C 与 2 成正比； 4 C 与 λ1 成正比 。 32、A 、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A 管为热水，B 管为冷水，则两管流量 1 qvA > qvB ; 2 qvA ＝ qvB ; 3 qvA < qvB ； 4 不能确定大小 。 33、圆管紊流附加切应力的最大值出现在 1 管壁 ； 2 管中心 ； 3 管中心与管壁之间 ； 4 无最大值 。 34、粘滞底层厚度 随 Re 的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 35、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力0τ的相互关系如下，如果沿程阻力系数也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下： 1 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 ； 2 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 3 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 4 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 。 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、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、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（） 15、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 16、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 ( ) 17、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 ( ) 18、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（） 19、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。 20、缓坡上可以出现均匀的急流。 ( ) 21、静止水体中，某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 ( ) 22、水深相同的静止水面一定是等压面。 ( ) 23、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（） 24、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 25、陡坡上可以出现均匀的缓流。 ( ) 26、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 ( ) 27、缓坡上只能出现非均匀流缓流。（） 28、静水压强的大小与受压面的方位无关。( ) 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》课后习题答案
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