长理水力学复习资料
一、判断题（每题2分，共计20分）（请在你认为正确的题后划√，错误的题后划×）
1、理想液体就是没有粘滞性的液体。（√）
2、静水压强的大小由表面气体压强和液体重量共同构成。（）
3、流线上某一点的流速方向与该点的位置无关。（）
4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（√）
1、静止的液体由于没有相对运动，因此没有粘滞性。（）
2、静水压强的方向与受压面的外法线方向一致。（）
3、即使是在恒定层流中，液体运动要素的时均值和瞬时值也是不相等的。（）
4、长直管道中产生沿程水头损失的根本原因在于液体具有粘滞性。（）
1、理想液体就是不考虑表面张力的液体。（）
2、静水压强的大小与作用的方向无关。（）
1、理想液体就是忽略液体粘滞性的液体。（）
2、若某轴向存在质量力，则该轴向一定存在静水压强的变化。（）
3、欧拉法主要研究特定质点在某一段时间内的运动规律。（）
4、若液体作恒定流动，则其流线与迹线必定重合。（）
5、处于紊流运动状态的液体内部，将不可能出现层流流动。（）
6、简单长管的作用水头等于其沿程水头损失。（）
7、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（）
8、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。（）
9、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。（）
10、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。（）
3、欧拉法不研究液体质点的运动特性。（）
4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（）
5、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。（）
1、因为实际液体存在粘滞性，故实际液体在任何情况下都存在内摩擦力。（）
2、只要静水总压力的作用点与受压面的形心点重合，则该受压面必为水平面。（）
3、在连续、均质、静止的液体中，液体内部各点的测压管水头保持相等。（）
1、牛顿内摩擦力定律适用于急流。（）
2、若静水中某一点的相对压强小于0，则其绝对压强一定小于当地大气压。（）
3、静水中由压强相等的各点所组成的面统称为等压面。（）
4、流线与迹线重合时，表明液体质点的运动要素不随时间而变化。（）
R与液体的流速v有关，且随流速的增大而增大。（）5、雷诺数
e
6、可以忽略局部水头损失的管道称为长管。（）
7、明渠均匀水流的动能修正系数和流速水头沿程保持不变。（）
8、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。 （ ） 9、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。 （ ） 10、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。 （ ） 4、如果水流是恒定流，则其任意固定空间点上的运动要素是不随时间变化的。 （ ） 5、当水流处于紊流水力过渡区，则其沿程水头损失与断面平均流速的平方成正比。（ ） 6、如果明渠水流的重力在流动方向上的分力等于阻力，则该水流必为明渠均匀流。（ ） 7、实际水深小于临界水深的水流就是急变流。 （ ） 8、水力最佳断面就是指渠道最经济的断面形式。 （ ） 9、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。 （ ） 10、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。 （ ） 6、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。 （ ） 7、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。 （ ） 8、明渠实际底坡i e ，则水流为堰流。 （ ） 5、明渠均匀流中只有在正坡渠道上才有可能发生。 （ ） 6、明渠非均匀流中，b 型水面线一定都是降水曲线。 （ ） 7、 对于明渠流而言，若渠道实际底坡i 8、水泵的扬程与水泵的提水高度和管道总的水头损失有关。 （ ） 9、临界水深对应的断面单位能量E S 随实际水深的增加而增加。 （ ） 10、只要某水流中任意质点的运动要素是沿程变化的，则该水流一定是非恒定流。 （ ） 5、长直管道中产生沿程水头损失的根本原因在于液体具有粘滞性。 （ ） 6、明渠均匀流的总水头线与明渠底坡线是相互平行的。 （ ） 7、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。 （ ） 8、 对于明渠流而言，若渠道实际底坡i 二、选择题（请填写你认为唯一正确的答案编号） 1、关于牛顿内摩擦力的描述中，下列说法不正确的是（ ）。 a 、内摩擦力与接触面的面积成正比； b 、内摩擦力与流速梯度成正比； c 、内摩擦力与剪切变形速度成正比； d 、内摩擦力与液体温度成正比。 2、当液体的流线与其迹线相互重合时，则液体不可能作下列哪种流动？（ ）。 a 、恒定流动； b 、非恒定流动； c 、均匀流动； d 、非均匀流动。 1、牛顿内摩擦定律的适用条件为（ ）。 a 、任何流体作层流运动； b 、牛顿流体作层流运动； c 、牛顿流体作紊流运动； d 、任何流体作紊流运动。 2、液体做紊流运动，若其沿程阻力系数λ与雷诺数e R 和相对粗糙度d /?相关，可确定该液体流动（ ）。 a 、属于紊流水力光滑区； b 、属于紊流水力过渡区； c 、属于紊流水力粗糙区； d 、以上都不对。 1、一般情况下，液体的主要物理性质中，下列性质可以不予考虑（ ）。 a 、粘滞性； b 、惯性； c 、万有引力特性； d 、表面张力。 2、当液体的流线与其迹线相互重合时，则液体不可能作下列哪种流动？（ ）。 a 、恒定流动； b 、非恒定流动； c 、均匀流动； d 、非均匀流动。 3、静水中某点的相对压强为-2 /43.3cm N ，则该点的（ ）。 a 、绝对压强为98KPa ； b 、绝对压强为34.3KPa ； c 、真空压强为-34.3KPa ； d 、真空值为3.5m 水柱高。 4、在小底坡棱柱体长直明渠中，当通过流量一定时，（ ）不会随着底坡的改变而变化。 a 、正常水深； b 、临界水深； c 、实际水深； d 、实际流速。 5、实用堰不管其形状和尺寸如何，其流量系数一定比（ ）的小。 a 、薄壁堰； b 、无底坎宽顶堰； c 、有底坎宽顶堰； d 、明渠。 6、若某管流的沿程阻力系数λ值与管道相对粗糙度和雷诺数相关，则该流动属于（ ）。 a 、层流区； b 、紊流水力光滑区； c 、紊流水力过渡区； d 、紊流水力粗糙区。 3、若某明渠水流的平均水深m h 2=，实际流速为3m/s ，则其流动状态为（ ）。 a 、缓流； b 、急流； c 、临界流； d 、渐变流。 1、如果我们把液体视为（ ）,就可以利用连续函数的分析方法研究液体的运动规律。 a 、理想液体； b 、牛顿流体； c 、连续介质； d 、均质液体。 2、某一静止、封闭的水箱中,水表面的气体压强等于85a KP ，则可以确定液面以下1m 处某一点的（ ）。 a 、真空压强为3.2a KP ； b 、相对压强为3.2a KP ； c 、绝对压强为3.2a KP ； d 、表面压强为3.2a KP 。 3、文丘里流量计是测量管道中流量大小的一种常用装置，它主要是利用（ ）来计算所通过的流量。 a 、恒定总流的连续方程； b 、恒定总流的能量方程； c 、恒定总流的动量方程； d 、恒定总流的动量矩方程。 4、当水流运动位于（ ）时，其沿程阻力系数λ值与管壁相对粗糙度和雷诺数有关。 a 、层流区； b 、紊流水力光滑区； c 、紊流水力过渡区； d 、紊流水力粗糙区。 1、发生相对运动的液层间，其粘性切应力τ的大小与下列哪个因素无关？（ ）。 a 、液体种类； b 、液体温度； c 、接触面积； d 、流速梯度。 2、无任液体处于绝对平衡抑或相对平衡，其等压面一定与（ ）正交。 a 、重力； b 、惯性力； c 、质量力； d 、表面张力。 3、渐变流过水断面上各点的（ ）保持不变。 a 、流速； b 、压强； c 、单位机械能； d 、单位势能。 4、当液体的流线与其迹线相互重合时，则液体不可能作下列哪种流动？（ ）。 a 、恒定流动； b 、非恒定流动； c 、均匀流动； d 、非均匀流动。 5、静水中某点的相对压强为-2 /43.3cm N ，则该点的（ ）。 a 、绝对压强为98KPa ； b 、绝对压强为34.3KPa ； c 、真空压强为-34.3KPa ； d 、真空值为3.5m 水柱高。5、明渠均匀流重力沿流向的分力s G 和其所受阻力T 之间的关系是（ ）。 a 、T G =θcos ； b 、T G <θcos ； c 、T G >θcos ； d 、T G ≠θcos 4、在小底坡棱柱体明渠中，当通过的流量一定时，临界水深h k 值随底坡i 的增大而（ ）。 a 、增大； b 、减小； c 、不变； d 、不定。 5、实用堰不管其形状和尺寸如何，其流量系数一定比（ ）的小。 a 、薄壁堰； b 、无底坎宽顶堰； c 、有底坎宽顶堰； d 、明渠。 6、下列底坡的明渠中，不可能发生a 型水面曲线的是（ ）。 a 、缓坡； b 、陡坡； c 、临界坡； d 、平坡。 3、若某明渠水流的平均水深m h 2=，实际流速为3m/s ，则其流动状态为（ ）。 a 、缓流； b 、急流； c 、临界流； d 、渐变流。 1、理想液体是指忽略下列性质的液体（ ）。 a 、万有引力特性； b 、粘滞性； c 、压缩性； d 、表面张力。 2、流线上某点的流速方向就是该点在流线上的（ ）。 a 、切线方向； b 、外法线方向； c 、内法线方向； d 、迹线方向。 3、当水流处于紊流水力光滑区时，其沿程水头损失与流速的（ ）次方成比例。 a 、1； b 、1.75； c 、1.75～2； d 、2。 4、当液体的流线与其迹线相互重合时，则液体不可能作下列哪种流动？（ ）。 a 、恒定流动； b 、非恒定流动； c 、均匀流动； d 、非均匀流动。 5、静水中某点的相对压强为-2/43.3cm N ，则该点的（ ）。 a、绝对压强为98KPa； b、绝对压强为34.3KPa； c、真空压强为-34.3KPa； d、真空值为3.5m水柱高。 4、在小底坡棱柱体长直明渠中，当通过流量一定时，水面曲线从c1型向a1型变化时，中间 以（）完成过渡连接。 a、b1型曲线； b、水跌； c、水跃； d、水平线。 5、实用堰不管其形状和尺寸如何，其流量系数一定比（）的小。 a、薄壁堰； b、无底坎宽顶堰； c、有底坎宽顶堰； d、明渠。 6、管流中，若其局部水头损失和流速水头所占比例很小可以忽略时，我们称其为（）。 a、简单管； b、短管； c、长管； d、管嘴。 三、作图题 1、请绘出下列标有字母的断面上的静水相对压强分布图 2、请绘出下列各指定二维曲面上的压力体的剖面图 B C D A 3、请定性绘出各图中底坡变化时上下游水面曲线并注明类型（各段均充分长直） 1>k k 2 3 3 k k k 四、计算题 1、如图4-1所示的圆柱形挡水曲面。已知圆柱长度为m l 2=，上游水位与圆柱顶部齐平，水深m h 5.1=,下游水深等于上游水深的一半。试求该圆柱上所受静水总压力。 h 图4-1 2、如图4-2所示的水平放置弯管，弯管转角θ=45o，其出口水流流入大气，恒定流动，已知Q=0.05m 3 /s ，d 1=150mm ，d 2=100mm ，不计摩擦阻力和水头损失，求限制弯管变形的混凝土镇墩所受作用力的大小和方向。 图4-2 图4-2 3、已知某对称梯形断面棱柱体明渠的糙率022.0=n ，边坡系数m=1，渠中设计水深h=2m ，湿周m 66.7=χ，渠道底坡0001.0=i 。试求该渠道的设计流量为若干。 1、如图4-1所示的圆柱形挡水曲面。已知圆柱长度为m l 2=，上游水位与圆柱顶部齐平，水深m h 2=。试求该圆柱上所受静水总压力。 图4-1 2、如图4-2所示某一压力管道，已知D 1=1.5m ，D 2=1.0m ，1p =29.4N/cm 2 ，Q=2m 3 /s ，渐变段 水体重为4.97KN ，L=4m ，水流自管1（直径D1）流向管2（直径D2），管轴线与水平线的夹角为300 ，不计任何损失。问：水流作用于管壁的轴向冲击力为多少。 300 图4-2 3、已知某对称梯形断面棱柱体明渠的糙率022.0=n ，边坡系数m=1，渠中设计水深h=2m ，湿周m 66.7=χ，渠道底坡0001.0=i 。试求该渠道的设计流量为若干。 4、如图4-3所示，一台水泵产生水头m H t 50=，水泵吸水管从水池A 处吸水，吸水管直径mm d 1501=，所产生的水头损失为g v 2/52 1，v 1为吸水管平均流速，水泵的安装高程 m z 22=，出水管直径mm d 1002=，末端接一管嘴，直径mm d 763=，管嘴中心距水 池水面高30m ，出水管所产生的水头损失为g v 2/122 2，v 2为出水管平均流速。计算：（1）管嘴C 点的射流流速v ；（2）水泵入口处B 点的压强。 1、如图所示的圆柱形挡水曲面。已知圆柱长度为m l 2=，上游水位与圆柱顶部齐平，水深 m h 5.1=。试求该圆柱上所受静水总压力。 第1题图 第2题图 2、在水平面内（三股水流均在同一平面内）将一平板伸入水平自由射流中，如图5-2所示，且使平板与射流轴线垂直，该平板截去射流流量的一部分Q1，射流的其余部分偏转一角度θ。若已知射流流速v=30m/s ，流量Q=36L/s ，Q1=12L/s ，当不计任何损失时，试求：（1）射流对平板的作用力；（2）射流的偏转角θ。 3、已知某对称梯形断面棱柱体明渠的糙率022.0=n ，边坡系数1=m ，渠中水深m h 2=，渠道底宽m b 3=，渠道长度m l 3000=，设计流量为s m Q 3 15=。试求该明渠流均匀 流时渠中所产生的沿程水头损失。 4、某工厂拟建一蓄水池，由两台水泵抽取池水供工厂生产用水，每台水泵的抽水流量为40m 3 /h ，池水来自水库，水池与水库之间用输水管相连，如图4-3所示。已知：输水管管长m l 60=，管径mm d 150=，管道糙率011.0=n ；输水管进口（含滤网）局部阻力系数0.51=ζ，管道上装阀门一个，其局部阻力系数5.02=ζ，输水管出口局部阻力系数0.13=ζ。求水库与水池的水面高差H ?。 1、如图1所示，有一扇与水平面成0 60=α的矩形自动翻转闸门，当上游水深m h 5.21=，下游水深m h 5.02=时，闸门便自动开启。求翻转闸门铰链位置的l 值为多少。（不计摩擦力和闸门自重） 1、如图所示，一铅直放置的，一侧挡水的矩形平板ABCD ，顶点A 与水面齐平，其余尺寸见图。从平面上C 点做一斜线，将平板分成一个梯形和一个三角形，欲使两部分面积上所受静水压力相等，问：图中x 值应为多少。 2、如图所示的水平放置弯管，弯管转角θ=45o，其出口水流流入大气，恒定流动，已知Q=0.05m 3 /s ，d 1=150mm ，d 2=100mm ，不计摩擦阻力和水头损失，求限制弯管变形的混凝土镇墩所受作用力的大小和方向。 3、某自来水厂引水渠为一梯形断面混凝土明渠，已知其边坡系数m 为1，底宽b 为20m ，糙率n 为0.015，水力坡度J 为0.0002，渠中水深h 均为4m ，该自来水厂要求引水流量为140s m 3 ，现要求从引水量中分出一部分水作为灌溉用水，求尚能供应的灌溉用水流量。 4、如右图所示的梯形断面明渠，底宽10b m =，边坡系数 1.5m =，水深5h m =，流量 3300/Q m s =，求流体的弗劳德数Fr 及渠中流态。 2、如图4-2所示某一压力管道，已知D 1=1.5m ，D 2=1.0m ，1p =29.4N/cm 2 ，Q=2m 3 /s ，渐变段 水体重为4.97KN ，L=4m ，水流自管1（直径D1）流向管2（直径D2），管轴线与水平线的夹角为300 ，不计任何损失。问：水流作用于管壁的轴向冲击力为多少。 300 3、一矩形钢筋混凝土引水渡槽，底宽b=1.5m ，槽长L=116.5m ，糙率n=0.014，进口处高程为52.06m 。当通过设计流量Q=7.65m 3 /s 时，槽中正常水深h 0=1.7m 。求：渡槽底坡i 及其出口高程。 《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿内摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()32 4 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿内摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率： ()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ω μ μ πδ δ == 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水 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； 1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1 例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为μ的牛顿流体所充满。当旋转角速度为ω，锥体底部半径为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。 解： M= ????= = = = K dh r K dA r K dAr K u dAr 3 2 2cos 2πμωα πμωωμ μ τ=H K R α πμωcos 23 而 2 2 cos R H H += α;故： M= 2 2 3 2R H K R +?πμω 例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600 倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。 解：坐标只能建在水面上。 A kp p 807.91807.9=?= a B kp p 300.18)2 31(807.9=+ ?= KN p p P B A 050.14112 =??+= h h A y I y y C C C C C D 6 .160 sin 433.1121 60 sin 433.11 60 sin 121 160 sin 0 3 =+ =??+ = + = 0=D x 矩形和圆形的C y 和C I 值 矩形： 2h y C = 123 bh I C = 圆形：r y C = 4 4 r I C π= 例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？ 解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3 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； 1 第一章 绪 论 (一)液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ； 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦 定律 : 注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。 4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。 下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设 1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。 2．理想液体：忽略粘滞性的液体。 （三）作用在液体上的两类作用力 第二章 水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。 （一）静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面 （2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关， 2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头， p/γ—压强水头 （z+p/γ）—测压管水头 请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。 4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真 空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑ 相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。要求 掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。 1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m 2 下面我们讨论静水总压力的计算。计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。 （一）静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力 （1）图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积 方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。 静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系 绘制的，只要用比例线段分别画出平面上俩点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。 （2）解析法：大小：P=p c A, p c —形心处压强 方向：垂直并指向受压平面 作用点D ：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。 求作用在曲面上的静水总压力P ，是分别求它们的水平分力P x 和铅垂分力P z ，然后再合成总压力P 。 （3）曲面壁静水总压力 1）水平分力：P x =p c A x =γh c A x 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力P x 的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图。 2〕铅垂分力：P z =γV ,V---压力体体积。 在求铅垂分力P z 时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上。 3〕合力方向：α=arctg 下面我们举例来说明作用在曲面上的压力体和静水总 压力。 例5图示容器左侧由宽度为b 的直立平面AB 和半径为R 的1/4圆弧曲面BC 组成。容器内装满水，试绘出AB 的 压强分布图和BC 曲面上的压力体剖面图及水平分力的压强分布图，并判别铅垂作用力的方向, 铅垂作用力大 小如何计算？ 解：(1)对AB 平面，压强分布如图所示。总压力P=1/2 γH 2b ； (2)对曲面BC ，水平分力的压强分布如图所示， c p z =+γ x z P P d y d u μ τ= 题一 年调节水库兴利调节计算 要求：根据已给资料推求兴利库容和正常蓄水位。 资料： (1) 设计代表年(P=75%)径流年内分配、综合用水过程及蒸发损失月分配列于下表1，渗漏损失以相应月库容的1%计。 (2) 水库面积曲线和库容曲线如下表2。 (3) V 死 =300万m 3。 表1 水库来、用水及蒸发资料 (P=75%) 表2 水库特性曲线 解：（1）在不考虑损失时，计算各时段的蓄水量 由上表可知为二次运用，)(646031m V 万=，)(188032m V 万=，)(117933m V 万=， )(351234m V 万=，由逆时序法推出)(42133342m V V V V 万兴=-+=。采用早蓄方案，水库月 末蓄水量分别为： 32748m 、34213m 、、34213m 、33409m 、32333m 、32533m 、32704m 、33512m 、31960m 、 3714m 、034213m 经检验弃水量=余水-缺水，符合题意，水库蓄水量=水库月末蓄水量+死V ，见统计表。 （2）在考虑水量损失时，用列表法进行调节计算： 121()2V V V =+，即各时段初、末蓄水量平均值，121 ()2A A A =+，即各时段初、末水面积 平均值。查表2 水库特性曲线，由V 查出A 填写于表格，蒸发损失标准等于表一中的蒸发量。 蒸发损失水量：蒸W =蒸发标准?月平均水面面积÷1000 渗漏损失以相应月库容的1%，渗漏损失水量=月平均蓄水量?渗漏标准 损失水量总和=蒸发损失水量+渗漏损失水量 考虑水库水量损失后的用水量：损用W W M += 多余水量与不足水量，当M W -来为正和为负时分别填入。 （3）求水库的年调节库容，根据不足水量和多余水量可以看出为两次运用且推算出兴利库容)(44623342m V V V V 万兴=-+=，)(476230044623m V 万总=+=。 （4）求各时段水库蓄水以及弃水，其计算方法与不计损失方法相同。 （5）校核：由于表内数字较多，多次运算容易出错，应检查结果是否正确。水库经过充蓄和泄放，到6月末水库兴利库容应放空，即放到死库容330m 万。V '到最后为300，满足条件。另外还需水量平衡方程 0=---∑∑∑∑弃 损 用 来 W W W W ，进行校核 010854431257914862=---，说明计算无误。 (6)计算正常蓄水位，就是总库容所对应的高程。表2 水库特性曲线，即图1-1,1-2。得到Z ～F ，Z ～V 关系。得到水位865.10m ，即为正常蓄水位。表1-3计入损失的年调节计算表见下页。 图1-2 水库Z-V 关系曲线 图1-1 水库Z-F 关系曲线 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 （ ） 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。 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== 2、若以τ代表单位面积上的内摩擦力，则称为切应力，根据牛顿内摩擦定律， 则τ的计算公式为：dy du μτ= 。 3、毛细管现象是在 表面张力 的作用下产生的，用测压管来测管道中水的 压强时，若测压管太细，会使测量结果： 偏大 （偏大或偏小）。 6、理想气体不可压缩流体恒定元流能量方程或伯努利方程为： g u Z P g u Z P 2222222 111++=++γγ 。 7、均匀流（或渐变流）过流断面上的压强分布服从于水静力学规律，则任一均匀流（或渐变流）过流断面上的压强分布规律为：22 11 Z P Z P +=+γγ 。 6、求作用于曲面的液体压力时，我们通常将此压力分为水平方向和铅直方向的 分力分别进行计算，试写出水平分力F x 和铅直分力F z 的数学表达式，F x = z c A h ??γ F z = V ?γ 8、写出恒定总流伯努利方程式：212 222 22 111 122-+++=++l h g V p z g V p z αγαγ 14、孔口自由出流的基本方程式为：02H g A Q ????=μ 。 17、已知流速分布22y x y u x +-=，则旋转线变形速度=x θ ()2222y x xy + 18、不可压缩流体三元流连续性微分方程为：0=??+??+??z u y u x u z y x 。 19、不可压缩流体的速度分量为：0,2,2=-==z y x u y u x u ，则其速度势函数 =? 233 1y x - 。 6、对于空气在管中的流动问题，气流的能量方程式可以简化为：2122 22 1122-++=+l h v p v p ρρ，其中121==αα。 5、盛满水的圆柱形容器，设其半径为R ，在盖板边缘开一个孔，当容器以某一 个角速度ω绕铅直轴转动时，液体中各点压强分布为：??? ? ??-=g r g R P V 222222ωωγ 。 9、测压管水头H p 与同一断面上总水头H 之间的关系为：g v H H P 22 += 。 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 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。(×) 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》学习指南 中央广播电视大学水利水电工程专业(专科) 同学们，你们好！这学期我们学习的水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课程。通过本课程的学习，要求大家掌握水流运动的基本概念、基本理论和分析方法，；能够分析水利工程中一般的水流现象；学会常见的工程水力计算。 今天直播课堂的任务是给大家进行一个回顾性总结，使同学们在复习水力学时，了解重点和难点，同时全面系统的复习总结课程内容，达到考核要求。 第一章 绪 论 (一)液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ； 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 : 注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。 4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。 下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设 1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。 2．理想液体：忽略粘滞性的液体。 （三）作用在液体上的两类作用力 第二章 水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。 （一）静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面 （2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关， 2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头， p/γ—压强水头 （z+p/γ）—测压管水头 请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。 4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑ 相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。要求掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念 c p z =+γ dy du μ τ= 工程水文水力学思考题和计算题 一、思考问答 1、水文现象是一种自然现象，它具有什么特性，各用什么方法研究？ 答：1）成因分析法: 根据水文变化的成因规律，由其影响因素预报、预测水文情势的方法。如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。 2）数理统计法：根据水文现象的统计规律，对水文观测资料统计分析，进行水文情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验公式等。 水文计算常常是二种方法综合使用，相辅相成，例如由暴雨资料推求设计洪水，就是先由数理统计法求设计暴雨，再按成因分析法将设计暴雨转化为设计洪水。此外，当没有水文资料时，可以根据水文现象的变化在地区分布上呈现的一定规律（水文现象在各流域、各地区的分布规律）来研究短缺和无资料地区的水文特征值。 2、何谓水量平衡？试叙闭合流域水量平衡方程在实际工作中的应用和意义。 答：对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。 依此，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程。对一闭合流域：设P 为某一特定时段的降雨量，E 为该时段内的蒸发量，R 为该时段该流域的径流量，则有：P=R+EC+△U △U为该时段流域内的蓄水量，△U=U1+U 2。 对于多年平均情况，△U ＝0，则闭合流域多年平均水量平衡方程变为：P=R+ E 影响水资源的因素十分复杂，水资源的许多有关问题，难于由有关的成因因素直接计算求解，而运用水量平衡关系，往往可以使问题得到解决。因此，水量平衡原理在水文分析计算和水资源规划的分析计算中有广泛的应用。如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某闭合流域的多年平均降雨量P=1020mm ，多年平均径流深R=420mm，试求多年平均蒸发量 E 。E=P-R＝600mm。 《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 第1章 绪论 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解：3 /980085.085.0m N ?=?=γδ 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解：0=+=?=dV Vd dM V M ρρρ ρρd dV V -= Pa dp d dp V E p 84105.2105% 02.0111?=??==-==ρρβ 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运动） dy du μ τ= ??? ???? -=-=?2221110 h u h u V μτμτ 因为 τ1＝τ2 所以 s m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμ N h u V A F 6.41 1=-==μ τ 第2章 水静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角 g a tg = θ Pa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγ Pa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγ 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： C z g r p +-?=)2( 2 2ωγ 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： g r p 22 2ωγ =（表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： C z g r p +-?=)2( 2 2ωγ《流体力学》典型例题
水力学试题带答案
流体力学典型例题及答案
水力学例题
(完整版)水力学试题带答案
水力学知识点讲解.
水力学——经典题目分析
水力学习题
水力学试卷及答案
水力学历年试卷及答案[1]
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级《水力学》、《流体力学》试卷b及答案
水力学练习题及答案
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工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题-20题计算题答卷)
水力学试卷及答案qw
水力学例题 (1)要点