武大水力学习题第6章 恒定管流

第六章恒定管流

1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( )

2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( )

3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( )

4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( )

5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( )

6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。( )

7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。( )

8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（）

（1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。

9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。

（1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。

10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程

________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。

11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为

____________________________________________________________。

12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在

_________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速

v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应

____________________________________________________________________下游水面。

13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。

14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的 M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。

15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

17、一水泵管道布置如图。已知流量q v=6 l /s，l1=3.5m，l2=1.5m，l3=2m，l4=15m , l5=3m , Z=18m , 水泵最大真空度h v=6m，管径d=75mm，沿程水头损失系数λ=0.04，局部水头损失系数ξ1=8, ξ

2 = ξ

3 = ξ

4 =0.3 , ξ

5 =1.0 。取动能修正系数为 1。

(1) 确定水泵允许安装高度h s； (4.87m)

(2)计算水泵总扬程H ; (20.19m)

(3)定性绘出水泵管道的总水头线和测压管水头线，并标明有关的符号。

18、图示管道的长度L＝15m，管径d=0.1m，进口局部水头损失系数ξ1=0.5；转弯局部水头损失系数ξ2= 1.1 。当水头 H＝2.5m时，通过管道的流量q v=0.02m3/s ,求管道沿程水头损失系数λ。取动能修正系数为 1。(0.0257)

19、某输水管如图所示。已知管径d1=200 mm，d2=100 mm 管长L1=20 m ,L2=10 m；沿程水头损失系数λ1= 0.02，λ2=0.03。各局部水头损失系数为：进口ξ1=0.5 ，转弯ξ2=0.6，收缩ξ

3=0.4 ( 对应于大管流速)，阀门ξ4= 2.06 。管道水头H=20m。试求：

(1) 当阀门开启时，求通过输水管的流量q v； (0.0619m3/s)

(2) 定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。

20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长L=90 m，管径d=0.3 m，沿程水头损失系数λ=0.03，进口局部水头损失系数ξ1=0.5，转弯局部水头损失系数ξ2=0.3。在距管道出口l=30 m处设一水银测压计，其液面差Δh = 0.5m，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5 m。

(1) 求此高度的流量 q v 及水头H； (0.415 m3/s;19.058m)

(2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。

21、用长度为 1 的两条平行管道由水池A 向水池B 输水，如图所示。已知管径 d 2=2d 1，两管的糙率 n 相同。 忽 略局部水头损失。求两管通过的流量比 q v1 / q v2。(按长管计算) (v2v1

q q =382

1)d d ()

22、图示为一从水箱引水的水平直管。 已知管径 d =20 cm ，管长 L =40 m ，局部水头损失系数：进口 ξ=0.5，阀门 ξ=0.6。当通过流量 q v =0.2 m 3/s 时，在相距 Δl =10 m 的1－1及2－2断面间装一水银压差计，其液面高差 Δh =4 cm 。求作用水头 H 。 （6.36m ）

23、一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径 d=300 mm ，管道全长 L =90 m ，沿程 水头损失系数 λ=0.03.，局部水头损失系数： 进口 ξ=0.5，转弯 ξ=0.3，出口 ξ=1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h 2=2.3 m 。在距出口 l =30 m 处有一水银测压计，其液面高差 Δ

h =0.5 m ，较低的水银液面至管轴的高度 h =1.5 m 。试确定：(1)通过高度的流量 q v ；(2)两水池的

水位差 Z 。 (0.313m 3

/s; 11.11m)

24、图示虹吸管上下游水位差 H=5 m ，水头损失从 1 点至 4 点为 1022

v g

，其中从 1 到 2的水头

损失为 522

v g

，2－2 断面处测压管水面 5－5低于2－2 断面形心 7m 。求 2－2断面形心高于上游

水面的高度Z 。 (4m)

25、一管路如图所示。管段 AB 与 BC 的长度、直径与材质相同，通过流量为q v0。若在 AB 段再并联一段与 AB 完全相同的管段(如图中虚线所示)，且水头H 保持不变，问并联后管道的总流量q v 与原流量q v0 之比为多少？(可按长管计算，设沿程水头损失系数在此过程中不变)

( 1.265 )

26、如图所示虹吸装置，管径d=200 mm，管长AC=10 m，CE=15 m，ξA=0.5，ξB=ξD=0.9，ξE=1.8，λ=0.03，求：(1)通过虹吸管的恒定流流量q v；(2)上下游水位差z。 ( 99 l/s; 3.97m )

27、图示直径 400mm 的钢管(n=0.012)将水池 A的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长l=40 m，q v=200 l/s，管道上有 90。弯头(ξ=0.6)两个，阀门(全开ξ=0.12)一个，进口(ξ=0.5)，出口(ξ=1.0)。求水池 A 与水池 B 的水面高差H。 ( 0.67m )

28、如图所示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入，自流管管长l1=20 m，直径d1=150 mm，吸水管管长 l2=12 m，直径 d2=150 mm，两管的沿程水头损失系数λ=0.024 ,

河的水面与水泵进口断面中点高差h=2.0 m，自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为ξ 1 =0.2，ξ2=1，ξ3=6，ξ4=0.3，水泵的进口断面的最大真空高度为 6.0 m ，求最大的抽水流量为多少？ ( 0.0424m3/s)

29、图示水银压差计装置，管长l=75 cm，管径d=2.5 cm，流速v=3 m/s，沿程水头损失系数 =0.02，进口局部水头损失系数ξ=0.5。计算水银液面高差h p。 ( 7.65cm )

30、某人工渠道以两孔断面为 4×4 m2 的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m，上游水位为 146 m，糙率n=0.014，进口局部水头损失系数ξ1=0.5，每一折角局部水头损失系数为ξ=0.25。涵洞外流速可以不计。试求：当两孔总流量为 178.8 m3/s时，涵洞中最大压强的值。 ( 81.0 Kpa )

31、如图所示，活塞 A 受一恒定力F作用而左移，使液体(ρ=900 kg/m3, μ=0.002 kg/(m.s))

从针孔直径 0.25 mm，针长 1.5 m 。问若针孔流量q v=0.4 cm3/s，作用力F 为多少? (不计大筒内水头损失，且液流为层流) ( 14.5 N )

32、图示的液体在直径d=3 cm 的倾斜管中流动。密度ρ=917 kg/m3，动力粘度μ=0.29 kg/(m.s)，现测得两断面压强分别为p B=180 kP a，p A=500 kP a。要求：(1) 判别流动方向；(2) 计算流量。(液流为层流) (A—B;1.83m3/h)

33、 有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q =550l/s ，管长l =3000m ，内径d =600mm ，糙率n =0.013，试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。 (24.06m) 34、 有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为λ=0.25/Re

0.226

，试推导出管道流量模数、

比阻及沿程水头损失的表达式。 (226

.02202e

R d g S π= ,2/113

.0g dR k e π=,226.02222e f R d g L Q h π=) 35、 一自来水管道，设计供水流量为 Q =50l/s ，试按经济流速确定其经济管径。 ( 250mm ) 36、 一水电站压力管道，设计流量为 Q =30.0m 3

/s ，电站作用水头为H=100m ，试确定其经济管径。(2.81m)

37、 如题图所示的输水管道系统，管线经过起伏不平的地形区。假定管道可以看作长管，试绘制测

压管水头线，找出负压区及最大真空处。

38、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l 1=125m ，l 2=75m ，d 1=150mm ，

d 2=125mm ，λ1=0.030，λ2=0.032，闸阀处的局部损失系数为0.1，管道的设计输水流量为Q =0.025m 3

/s 。

(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例，(2)分别按长管和短管计算作用水

头H 。 ( H 1=6.62m H 2=6.94m )

39、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l 1=2m ，l 2=1.5m ，l 3=5m ，d 1=50mm ，

d 2=100mm ，d 3=75mm ，λ1=λ2=λ3=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1，折管处的局部损失系数为0.5，

管道的设计输水流量为Q =0.035m 3

/s 。试计算作用水头H 并绘制总水头线和测压管水头线。 ( 52.72m )

40、如图所示的倒虹吸管,管径d=1m,管长L=50m,上下游水头差H=2.24m,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别为:λ=0.02,ζ进=0.5,ζ弯=0.25,ζ出=1.0,试求虹吸管通过的流量.

( 3m3/s )

41、有一虹吸管输水管道如图，虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为：l1=13m，l2=20m，l3=15m，d=1.0m，n=0.014，进出口的局部损失系数分别为0.5和1.0，折管处的局部损失系数为0.183。(1)当上下游水面差为z=1.0m时，虹吸管的输水流量为多少?(2)当虹吸管中的最大允许真空值为h v=7m

时，虹吸管的最大安装高度为多少？ ( Q=2m3/s ,h s=6.12m )

42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l1=300m，l2=200m，l3=400m，管径d=300mm，沿程阻力系数λ=0.03，闸阀处的局部损失系数为0.07，折管A、B处的局部损失系数分别为0.3、0.35。已

知z1=9.0m，z2=14.0m，p M=200kN/m，试计算流量并绘制总水头线和测压管水头线。 ( 0.128m3/s )

43、有一长管道系统如题图，A、C两管上接水池，下接B管，C管联有水泵。已知各管段的长度均为l=800m，各管段的直径均为d=600mm，沿程阻力系数λ=0.025，水池水面高程z=100m，水泵扬程H m=10.0m，C管流速为v C=3.0m/s。试计算各管段流量及B管出口高程。 (Q A=0.50m3/s, Q B=1.35m3/s, Q C=0.85m3/s,Z B=55.9m )

44、如题图所示的离心泵抽水管道系统，已知抽水流量Q=30l/s，上下水池的水面高程分别为z1=30m，z2=55m，吸水管长度l1=15m，管径d1=200mm，压水管长度l2=200m ，管径d2=150mm，各管段的沿程阻力系数均为0.038，各局部阻力系数分别为ζ阀=5.0，ζ90=1.0 ，ζ闸=0.10，ζ折=0.11 ，水泵最大允许真空值为7m。(1)确定水泵的最大安装高度；(2)计算水泵的扬程；(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。 ( Z p=5.65m H m=32.8m )

45、在题图的水力发电管路系统中,管径为1m,管长为320m,管道粗糙系数为0.015,每个弯头局部损失系数均为0.25,闸阀处局部损失系数为0.45,上下游水池液面差为70m,流量为2m3/s,试求水轮机的效率为0.75时,水轮机的功率.

( N t=978KW )

46、 如题图所示，水池A 、B 、C 由三个管段相连，已知各管段的管径为d 1=d 2=d 3=300mm ，管长

l 1=l 2=l 3=1500m 。沿程阻力系数λ=0.04，各水池水面高程分别为z A =60m ，z B =30m ，z C =15m ，（1）判断

各管段的流向；（2）计算各管段的流量及水头损失。 (Q 1=0.118m 3

/s, Q 2=0.028m 3

/s, Q C =0.090m 3

/s )

47、有一并联管道，由三支旧钢管组成，各管段的长度、管径分别为：l 1=1000m ，l 2=600m ，l 3=1500m ，

d 1=d 2=147mm ，d 3=198mm ，三支管道的总流量为Q =0.1m3/s 。试求三支管道的流量及水头损失。

(Q 1=0.246m 3

/s, Q 2=0.0317m 3

/s, Q 3=0.0441m 3

/s )

48、在6-5-1所示的沿程均匀泄流管道中，进口总流量为Q ，出口过境流量为Q t ，单位长度沿程泄流量为q ，全管长l 的沿程泄流总量为Q n =ql 。假设水流处于层流区，试推导沿程均匀泄流沿程水头损失的表达式。( )2(1284

n t f Q Q d lu

h -=

πν ) 49、 如题图所示，水塔向B 、C 、D 三点供水，已知流量Q B =15l/s ，Q C =Q D =10l/s ，管径d AB =199mm ，

d BC =149mm ，d CD =99mm ，管长l AB =400m ，l BC =300m ，l CD =250m 。水塔地面高程z M =20m ，供水点D 处地面高

程z D =15m ，要求供水点D 处具有h =15m 的自由水头，试确定水塔高度H 。 ( 29.09m )

50、在题图所示由铸铁管组成的环状管网中，各管段的比阻可按舍维列夫公式计算，各管段的长度、管径分别为：l1=l3=l5=l7=50m，l2=l4=l6=100m，d1=d4=d7=199mm，d2=d3=d5=d6=149mm，各结点的供水流量分别为q1=-100l/s，q2=q4=q5=20l/s，q3=15l/s，q6=25l/s。试对程序进行适当修改并计算各管段的流量及水头损失。

i 1 2 3 4 5 6 7

Q 0.073 0.027 0.007 0.028 0.030 0.015 0.010 m3/s

h f 2.53 3.27 0.16 0.90 2.03 1.21 0.07 m

武汉大学水力学课本习题解答7章

第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ，

武汉大学水力学教材答案第二章..

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 ) （） b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作 ( ) ( ) 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: ( ) (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( ) (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) 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__________________。

武大水力学习题第6章 恒定管流

第六章恒定管流 1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( ) 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。( ) 7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（） （1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。 （1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程 ________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。

11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为 ____________________________________________________________。 12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在 _________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速 v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应 ____________________________________________________________________下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的 M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。 15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

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）

武大水力学习题第4章 层流絮流及水流阻力及水头损失剖析

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λ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 uρ τ- =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ζ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 ρ τ=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()

长沙理工大学水力学习题集资料

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。

武汉大学水力学教材答案第三章

第三章水动力学基础 渐变流与急变流均属非均匀流 急变流不可能是恒定流。 总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 扩散管道中的水流一定是非恒定流。 恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 总流连续方程V1A1 = V2A2对恒定流和非恒定流均适用 21、对管径沿程变化的管道 (1)测压管水头线可以上升也可以下降 (3)测压管水头线沿程永远不会上升 测压管水头线总是与总水头线相平行 测压管水头线不可能低于管轴线 ,则管内水流属 (3)恒定非均匀流 10 、 11 、 12 、 渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 13 、 液流流线和迹线总是重合的。 14、用毕托管测得的点流速是时均流速 15、测压管水头线可高于总水头线。 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 18、恒定总流的能量方程Z1 + P1/g + V12/2g = Z2 + P2/g + V22/2g + h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1)单位体积液体所具有的能量；(2)单位质量液体所具有的能量 (3)单位重量液体所具有的能量；(4)以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A—A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 (3)不变 ( ) ⑷不定 20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为( ) ⑶ h1 = h2 (4)无法确定 (1) h1 > h2 ⑵ h1 v h2 22、图示水流通过渐缩管流岀，若容器水位保持不变 (1)恒定均匀流(2)非恒定均匀流 ( (4)非恒定非均匀流

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。

武汉大学水力学习题解答-水击

第十章 10-1 解：阀门突然开启过程中，水击波传播四个阶段示意图如下： 10-2 解： 首先判断水击类型，然后计算各相末水击压强，从中找出最大水击压强。 (1)判断水击类型 已知 L =500m ，c =1000m/s ，则相长 T L c r = = ?=225001000 1s 。而阀门关闭时间 T s =2s ，有T T s r >，为间接水击。 (2) 计算首相末水击压强 初始全开，有阀门开度τ01=； 按线性启闭关系，得首相末阀门开度ττ1021250010002 05=-=- ??=L cT s .； 由于v Q D m ax .= = ??=4125642 42 2 ππm/s ，初始水头H H H 01231024070=-=-=m ， 则管道特性系数μ= = ???=cv gH m ax ..21000429870 29150 。 上述数据代入式(10-4-17) τζτζμ 1101 12+=-A A 得 051122915 11 ..+=- ?ζ ζA A 整理 03432372302 12 1.().ζζA A -+= 解此二次方程，得 ().ζ1118806A = 或 ()()..?H H A A 111101880670131642==?=ζm ().ζ121356A = 或 ()()..?H H A A 121201356709492==?=ζ m H 0<< t L c H L c t L c << 2 H c t c << H c t c <<

如果发生直接水击 ?H cv g A m ax m ax ..== ?=1000498 40816m 而().?H A 11131642=m >?H A m ax ，故()?H A 11不合理。 则首相产生的水击压强增量为 ?H A 19492=.m(水柱高) 或水击压强为 H A 170949216492=+=..m(水柱高) (3) 计算第二相末水击压强(末相末水击压强) 将已知的τ01=，τ20=，μ=2915.，ζ11356A =.，代入式(10-4-17) τζτζμ ζμ 22 02 112+=- - A A A 得 0122915 13562915 2 =-?- ζA ... 解此方程 ζ 2 3118A =. 或 ?H H A A 2 2 0311********==?=ζ..m(水柱高) 则第二相(末相)产生得水击压强为 H A 2702182628826=+=..m(水柱高) 如应用式(10-4-20)计算末相水击压强，由于系数 σ== ???=Lv gH T s m ax ..050049870214577 则有 () ( ) ζσ σ σ22 2 2 414577 2 145774145772866A = ++= ++=.... 可得水击压强增量 ?H H A A 22028667020062==?=ζ..m(水柱高) 或水击压强为 H A 2702006227062=+=..m(水柱高) 首相和末相水击压强比较，最大水击压强发生在末相，即为 H A 228826=.m(水柱高)或为 H A 227062=.m(水柱高)。 10-3 解： 首先判断水击类型，然后分别计算两种情况下的水击压强。 (1)判断水击类型 已知 L =800m ，D =100cm ，e =20mm ，查表10-2-1，由钢管有K E =001.，可计算水击波速 c D K eE = + = + ?=14351143511000 200 001 117167..m/s 以及相长T L c r ==?=22800 117167 1366..s 。而阀门关闭时间T s =1s ，有T T s r <，为直接水击。 由于T T s r <，阀门关闭结束时水击压强将保持到首相末，故本题所求阀门断面水头为 首相末压强水头H A 1。 (2)初始开度等τ01=，终止开度τe =05.情况下阀门断面水头H A 1 已知H 0100=m ，v m ax =2m/s ，由于ττ105==e .，以及管道特性系数 μ= = ???=cv gH m ax (21171672298100) 11960 代入式(10-4-17) τζτζμ 11 01 12+=- A A 得 051121196 11 ..+=- ?ζζA A

武大水力学习题第4章层流絮流及水流阻力及水头损失

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 uρ τ- =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 ρ τ=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λ 1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 τ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 τ 0圆 τ 0方 τ 0矩， q v圆 q v方 q v矩； 2 τ 0圆 < τ 0方 < τ 0矩， q v圆 < q v方 < q v矩； 3 τ 0圆 τ 0方 τ 0矩， q v圆 < q v方 < q v矩； 4 τ 0圆 < τ 0方 < τ 0矩， q v圆 q v方 q v矩。

武汉大学水力学教材答案第三章

第三章 水动力学基础 1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( ) 2、急变流不可能是恒定流。 ( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( ) 5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( ) 6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( ) 7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( ) 8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( ) 9、总流连续方程 v 1A 1 = v 2A 2 对恒定流和非恒定流均适用。 ( ) 10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( ) 11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( ) 12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 ( ) 13、液流流线和迹线总是重合的。 ( ) 14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( ) 15、测压管水头线可高于总水头线。 ( ) 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( ) 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( ) 18、恒定总流的能量方程z 1 + p 1／g + v 12 ／2g = z 2 +p 2／g + v 22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量； (2) 单位质量液体所具有的能量； (3) 单位重量液体所具有的能量； (4) 以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A ─A 动水压强随抽水机安装高度 h 的增大而 ( ) 不变 (4) 不定 如图所示，则两测压管高度h 1与h 2的关系为 ( ) (1) h ＞ h (2) h ＜ h 2 (3) h 1 = h 2 (4) 无法确定 (1) 测压管水头线可以上升也可以下降 (2) 测压管水头线总是与总水头线相平行 (3) 测压管水头线沿程永远不会上升 (4) 测压管 水头线不可能低于管轴线 22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( ) (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流 ( ) (1) 逐渐升高 (2) 逐渐降低 (3) 与管轴线平行 (4) 无法确定 24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( ) (1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。

武大水力学习题第3章水动力学基础

第三章水动力学基础 1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( ) 2、急变流不可能是恒定流。 ( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( ) 5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( ) 6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( ) 7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( ) 8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( ) 9、总流连续方程 v1A1 = v2A2对恒定流和非恒定流均适用。 ( ) 10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( ) 11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( ) 12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 ( ) 13、液流流线和迹线总是重合的。 ( ) 14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( ) 15、测压管水头线可高于总水头线。 ( ) 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( ) 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( ) 18、恒定总流的能量方程z1 + p1／g + v12／2g = z2 +p2／g + v22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量；(2) 单位质量液体所具有的能量； (3) 单位重量液体所具有的能量；(4) 以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 ( ) (1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定 20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( ) (1) h1＞h2 (2) h1＜h2 (3) h1 = h2 (4) 无法确定

武汉大学水力学题库答案.讲义

第一章 导 论 1、(√) 2、(×) 3、(×) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于；相同；相反。 7、L/T 2 ；L 2/T ；M/LT 或FT/L 2 。 1- 8、变形； 弹性。 9、直线； 渠底。 10、连续介质。 11、相反；相同。 12、μ=0.1047 Pa ·s ；ν=1.102×10-4m 2 /s 13、则薄板所受切力 T ＝μ ( x u + )x -??A ; 14、ρ=1030Kg/m 3 , s=1.03 , γ =10.094KN/m 3 15、ρ=998.88Kg/m 3 ,ν =μ/ρ=1.003-6m 2 /s ，空气的μ=1.809×10-5 N S/m 2 ；16、 dp=2.19×107 Pa 17、 γ=678(Kg/m 3 )=6644.4(N/m 3 ), ρ=69.18(Kgf s 2 /m 4 )=678(Kg/m 3 )； 18、 F=26.38 N 19、 μ=0.072Pa s 20 τ0=5×10-2 Pa ; Pa 105.2202 .0y -=?=τ ;004 .0y =τ =； 21、 f x =ω2γcos θ, f y =ω2γsin θ, f z =-g 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: 26、 27、 28、解:

水力学典型例题分析(上)

例题1 在旋转锥阀与阀座之间有厚度为1δ，动力粘度为μ的一层油膜，锥阀高为h,上、下底半径分别为1r 和2r 。 试证明，锥阀以角速度ω旋转时，作用在锥阀上的阻力矩为： T = 〔解〕证明： 任取r 到r+dr 的一条微元锥面环带，在半径r 处的速度梯度是 δ ωγ ，切应力ωγτμδ=， 假定锥面上的微元环形面积为dA ，则作用在锥阀微元环带表面上的微元摩擦力是dF=τdA 微元摩擦力矩 dT=τdA ?r 下面讨论dA 的表达式，设半锥角为θ,显然，由锥阀的几何关系可得 2 2 2121)(h r r r r Sin +--= θ θ ππθSin rdr dA rdr dASin 22= = ∴ dr r Sin rdA dT 3 2θ δπμωτ= = ( )1 1 2 2 44 123 2sin 2sin r r r r r r T dT r dr πμωπμωδθ δθ -= = = ?? 将)(4 24 1r r -进行因式分解，并将Sin θ的表达式代入化简整理上式可得 2 21212()(2T r r r r πμωδ = ++例题2 盛有水的密闭容器，其底部圆孔用金属圆球封闭，该球重19.6N ，直径D=10cm ，圆孔直径d=8cm ，水深H 1=50cm 外部容器水面低10cm ，H 2=40cm ，水面为大气压，容器内水面压强为p

(1)当p 0也为大气压时，求球体所受的压力； (2)当p (1)计算p 0=p a 如解例题2(a)图，由压力体的概念球体所受水压力为 ()()? ???? ?--=??????--=464622132213d H H D d H H D P γπγππ ())(205.0408.04.05.06 1.014.3980023↑=??? ????--??=N (2) 设所求真空度为Hm(水柱)高，欲使球体浮起，必须满足由于真空吸起的“吸力”+上举力=球重，如 解例题 2(b) 6.19205.04 2 =+d H πγ () ()m d H 39.008 .014.398004 205.06.194205.06.192 2=???-=-=γπ γ K P ≥0.39 p K ≥9800×0.39=3822N/m 2 当真空度p K ≥3822N/m 2 时，球将浮起。 例题3 管道从1d 突然扩大到2d 时的局部水头损失为j h '，为了减小水头损失的数值，在1d 与2d 之间再增加一个尺寸为d 的管段，试问：(1)d 取何值时可使整体的损失为最小；(2)此时的最小水头损失j h 为多少? 〔解〕(1)根据已知的圆管突然扩大局部水头损失公式

武汉大学水力学实验报告

武汉大学教学实验报告 学院：水利水电学院 专业：水利类 2011年12月26日 实验名称 动量方程验证实验 指导老师 杨小亭 姓名 赵亮 年级 10级 学号 2010301580103 成绩 一：预习部分 1：实验目的 2:实验基本原理 3：主要仪器设备（含必要的元器件，工具） 一、实验目的 1．测定管嘴喷射水流对平板或曲面板所施加的冲击力。 2．将测出的冲击力与用动量方程计算出的冲击力进行比较，加深对动量方程的理解。 二、实验原理 应用力矩平均原理如图一所示：求射流对平板和曲面板的冲击力。 力矩平衡方程：1GL FL =，L GL F 1 = 式中：F —射流作用力；L —作用力力臂； G —砝码重量；L 1—砝码力臂。 图一 力矩平衡原理示意图 恒定总流的动量方程为)(1122 V V Q F ααρ'-'=∑ 若令112 ='='αα，且只考虑其中水平方向作用力，则可求得射流对平板和曲面的作用力公式为：)cos 1(αρ-=QV F 式中：Q —管嘴的流量；V —管嘴流速；α—射流射向平板或曲面板后的偏转角度。 α=90°时，QV F ρ=平。F 平：水流对平板的冲击力。 α =135°时，平F QV QV F 707.1707.1)135cos 1(==-=ρρ α =180°时，平F QV QV F 22)180 cos 1(==-=ρρ 二：实验操作部分 1：实验数据，表格及数据处理 2：实验操作过程（可用图表示） 3结论 三、实验设备 实验设备及各部分名称见图二，实验中配有α=90°平面板和α=135°及α =180°的曲面板，另备大小量筒及秒表各一只。 四、实验步骤 1．记录管嘴直径和作用力力臂。 2．安装平面板，调节平衡锤位置，使杠杆处于水平状态（杠杆支点上的气泡居中）。 3．启动抽水机，使水箱充水并保持溢流。此时水流从管嘴射出，冲击平板中心，标尺倾斜。加砝码并调节砝码位置，使杠杆处于水平状态，达到力矩平衡。记录砝码质量和力臂L 1。 4．用体积法测量流量Q 用以计算F 理。 5．将平面板更换为曲面板（α=135°及α=180°），测量水流对曲面板的冲击力并重新用体积法测量流量。 6．关闭抽水机，将水箱中水排空，砝码从杠杆上取下，结束实验。

武汉大学水力学教材答案第六章

第六章 恒定管流 1、 并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 （） 2、 图示虹吸管中B 点的压强小于大气压强。 （） 3、 恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 4、 在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 5、 各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 （） 6、 图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 8图示A 、B 两点间有两根并联管道 1和2。设管1的沿程水头损失为 h f 1 ,管2的沿程水头损失为 h f 2。则 h f 1与h f2 的关系为 E ； a 、 b 、c,其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 （4）无法确定。 在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程 ___________________________________________ 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量 q v1、q v2、q v3的关系为 ________________________________ 。各管段流速 V 2、V 3 的关系为 ______________________________________________________________________ 。 12、 对于有压管流岀口为自由岀流时， 测压管水头线终点在 _______________________________________________________ ; 出口为淹没出流时，若下游水池中流速 V 2=0,测压管水头线终点在 ___________________________________ ,若V 2 ≠0,测压 管水头线应 ___________________________________________________________________________ 下游水面。 13、 定性绘岀图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。 (2) h f1 V h f2 (3) h f1 = h f2 （4）无法确定。 (3) C 管; (1) h fi > h f2 ； 9、图示为坝身下部的三根泄水管 (1) a 管； (2) b 管; 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程

武大水力学习题第7章 明槽恒定流动

第七章明槽恒定流动 1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( ) 2、棱柱形明渠中形成 S2型水面曲线时，其弗劳德数F r 沿程减小。 ( ) 3、S2 型水面曲线是发生在 ( ) (1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流 (3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 ( ) (1)总水头线一定平行于底坡线(2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致(4)水面线与底坡线平行 5、发生水跃的充分必要条件是 ( ) (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 6、已知某水闸下游收缩断面水深h c0 = 0.6 m (相应的跃后水深h c0 = 3.5 m) ,临界水深 h c = 1.6 m，下游河道水深t = 1.4 m ,则闸下将发生 ( ) (1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流7、明渠中发生M3、S3、H3、A3 型水面曲线时，其弗劳德数F r ( ) (1)小于1 (2)等于1 (3)大于1 (4)无法确定 8、有两条梯形断面渠道 1和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡i1 > i2 ,则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01> h02(2)h01< h02(3)h01= h02(4)无法确定 9、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽b1 > b2 ,则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01大于h02 (2)h01小于h02(3)相等 (4)无法确定 10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1 > n2，则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01大于 h02 (2)h01小于 h02(3)相等 (4) 无法确 定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽b与均匀流水深h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 ( ) (1) b1 =4 m ，h01 =1m (2) b2 =2 m ，h02 = 2m (3) b3 = 2.83 m ，h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ，h04 = 1.5m 12、矩形明渠水流中，断面单位能量E s与势能 h 之比值E s/h =1.8时，水流的弗劳德数F r为( ) (1) F r >1.0 (2) F r <1.0 (3) F r =1.0 (4) 不定