水力学 作业汇总
水力学 作业
2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等？
题2-1图
解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。另外，静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面
（1）在2号柱的水与水银交界面的水平线上，与1号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有
h p p Hg γ+=112
h p p O H 2212γ+=
则
h p p O H Hg )(212γγ-+=
因为，O H Hg 2γγ>，所以12p p >
（2）在3号柱的水与水银面的水平线上，与2号柱该水平线上水面的压强相等，显然,32p p =
（3）在4号柱的水与水银面的水平线上，与3号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有
h p p Hg γ+=334
h p p O H 2434γ+=
则
h p p O H Hg )(234γγ-+=
因为，O H Hg 2γγ>，所以34p p >
因此，1234p p p p >=>。
解这种题目时要注意：公式（1－8）只能应用于连续分布的同一种液体中，我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件，逐步分段计算。在计算过程中，不需要算出每一个具体数值，而只需列出代数式，迭优后再作数值计算。这样可以减少计算量。
2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器，如图所示。已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8
×103Pa ，容器内水深h=2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
题2—2
解: 由
γp h =
将自由表面上的绝对压强转化为水头表示
O H 0.19.8kN/m kpa 8.9230
0m p h ===γ
由
h p p γ+='0 得，位置A 的绝对压强的水头表示为
m
h h h p p h 0.20.10.100=+=+=+='
='γγ
以大气压强为相对压强基准，由于绝对压强小于大气压强，液体中出现真空。
a p p p -'= 位置A 的相对压强的水头表示为
a
a A h h p p p h -'=-'==γγγm 0.80.100.2-=-=
如果以容器底为水平基准面，液体中点A 的位置水头为
m z 0.1=
压强水头
m h 0.8-= 由于测压管水头
γp
z H A +=
所以
m H A 0.7)0.8(0.1-=-+= 2-3 设有一盛水的密闭容器，如图所示。巳知容器内点A 的相对压强为6.9×104Pa 。如在该点左侧
器壁上安装一玻璃测压管，巳知水的重度γ=9.8×103N ／m 3，试问需要多长的玻璃测压管?如在该点右侧器
壁上安装一水银压差计，巳知水银的重度γHg =133.28×103N ／m 3，h 1=0.2m ，试问水银柱高度差h 2是多大
值？
题2—3
解: 由
γp h =
将相对压强转化为水头表示
O H 05.7N/m 109.8pa 109.62334m p h A
A =??==γ 由
1122h h p A γγ-=
得
2
112γγh p h A +=
2112γγh p h A +=Hg 532.010133.282.0109.8109.6334m =???+?=
2-4设有一盛水的密闭容器，连接—复式水银测压，如图所示。巳知各液面的高程为?1=2.3m ，
?2=1.2m, ?3=2.5m ，?4=1.4m ，?5=3.0m ，r H20 =9.8×103N ／m 3，r Hg =133.28×103N ／m 3。试求密闭容器内水面上压强p 0的相对压强值。
题2—4
解: 由等压面原理可知
32
p p '=', 54
p p '=' 76p p '=' 由静水压强基本公式h p p γ+='0，列出2、4、6、7点压强表达式
)(212
?-?+='Hg a p p γ )(23342?-?-'='O H p p γ
)(4356
?-?+'='Hg p p γ )(45072?-?+'='O H p p γ
结合上述各式，经整理得密闭容器内水面上压强为
)]()[()]()[(2345214302?-?+?-?-?-?+?-?+='O H Hg a p p γγ
相对压强为
3330
108.264)]2.15.2()4.10.3[(109.8)]2.13.2()4.15.2[(10133.28?=-+-?--+-?='p Pa 2-5设有一盛空气的密闭容器,在其两侧各接一测压装置，如图所示。已知h 1=0.3m 。试求容器内空气的绝对压强值和相对压强值，以及水银真空计左右两肢水银液面的高差h 2。(空气量度略去不计)。
题2—5
解1: 由静水压强基本公式1h p p a γ+='，并且m h 3.01-=， 3341006.95)3.0(109.8109.8?=-?+?='p Pa
由静水压强基本公式2h p p a γ+='，并且m h 3.01-=，
0221.010133.28109.81006.953432-=??-?=-'=γa p p h m
解2:由，2211γγh h =
m h h 0221.010133.28108.93.033
21
12=???-==γγ 2-6设有两盛水的密闭容器，其间连以空气压差计，如图(a)所示。已知点A 、点B 位于同一水平面，压差计左右两肢水面铅垂高差为h ，空气重度可略去不计，试以式表示点A 、点B 两点的压强差值。
题2—6
若为了提高精度，将上述压差计倾斜放置某一角度6=30.如图(b)所示。试以式表示压差计左右两肢水面距离l 。
解: 在压差计右支水面的水平线上的压强y p ，与左支该水平线上的压强z p 相等，有 z y p p = （1）
由静水压强基本公式h p p γ+=12，
y O H y y h p p 2γ+=
z O H z z h p p 2γ+= （2）
其中，y h 是压差计右支水面高度，z h 是左支该水平线上的高度。由式（2），得
)()(2y z O H y z y z h h p p p p -+-=-γ
由式（1），得
h h h p p O H y z O H y z 22)(γγ=-=- （3）
若压差计倾斜，右支水面长度为y l ，左支水面长度为z l ，则
θsin z z l h =，θsin y y l h = （4）
代入（3）
θγθγsin sin )(22l l l p p O H y z O H y z =-=- （5）
当2/1sin ,30=?=θθ
22l p p O
H y z γ=-
由（3）、（5） θγγsin 22l h O H O H =
θsin h l =
当2/1sin ,30=?=θθ h l 2=
提高了精度。
2-7设有一被水充满的容器，其中点A 的压强由水银测压计读数h 来确定,如图所示。若测压计向下移动一距离s ，如图中虚线所示。试问测压针读数是否有变化?若有变化h 又为多大?
题2—7
解: 在测压计左支水银面的水平线上的压强z p ，与右支该水平线上的压强y p 相等，有 y z p p = （1）
由静水压强基本公式h p p γ+=12，
O H O H A z h p p 22γ+=
H g H g a y h p p γ+= （2）
其中，Hg h 是右支水银面高出左支水银面的高度，O H h 2是A 点高出左支水银面的高度。由式（1）、式（2），得
)(22O H O H H g H g a A h h p p γγ-+= （3）
当左支向下移动一段距离z ?，右支向下移动一段距离h ?，由式（3），得
)]()([22z h h h p p O H O H H g H g a A ?+-?++=γγ
A 点压强不变，再由式（3），得
)(22O H O H H g H g a h h p γγ-+)]()([22z h h h p O H O H H g H g a ?+-?++=γγ
整理得
z h Hg O H ?=
?γγ2
2-8杯式微压计，上部盛油，Y O =9.0kN ／m 3，下部盛水，圆杯直径D=40mm ，圆管直径d=4mm ，初始平衡
位置读数h=0。当p 1-p 2=10mmH 2O 时，在圆管中读得的h(如图所示)为多大?
题2—8
解: 在测压计右支水面的水平线上的压强y p ，与左支该水平线上的压强z p 相等，有
y z p p = （1）
由静水压强基本公式h p p b a γ+=，
)(1YS oil YX oil oil y h h p p --++=γ
)(222ZS oil ZX oil oil ZX O H O H z h h h p p ---+++=γγ （2）
其中，X oil h -、S oil h -是右支管中的水面以上到左支水面以下油的高度、是右支管中的左支水面以上管中油的高度和杯中的油的高度，G O H h -2、G oil h -、B oil h -是左支高出右支水面的高度、左支水面上管中和杯中的油的高度。由式（1）、式（2），得
)()]([2221YS oil YX oil oil ZS oil ZX oil oil ZX O H O H h h h h h p p -----+-++=-γγγ （3）
注意到，左支水面以上到右支油面以下，左右两支油的高度相同，并且h h h YX oil ZX O H ==--2。由式
（3），得
oil oil oil O H h h p p ?+-=-2)(221γγγ （3）
由于，管中油的上升体积等于杯中油的下降体积，得
4214
22h d h D oil
ππ?=?
所以 2)(2D d h h oil ?=
? 代入（3），得
2
221)()(D d h h p p oil oil O H γγγ+-=-
整理得
2221
)()(D d p p h oil oil O H γγγ+--=
代入数据，得 23333
3)404(100.9)100.9108.9(108.91010?+?-????=
-h
mm 3233101.110109.8108.91010--?=????= 2-9 设有一容器盛有三种各不相同的重度且各不相混的液体，如图所示，已知Y 1=6.86×103
N ／m 3,Y 2=9.8×1O 3N ／m 3，y 3=11.76×103N ／m 3.试求三根测压管内的液面到容器底的高度h 1、h 2、h 3。
题2—9 解:容器液面处，容器液面处压强与上部测压管内压强相同，所以
01=-C h ，m h 61=
其中，C h -1是上部测压管内液体1的高度。
1-2液体界面的水平线上，容器内压强与中部测压管内压强相等，由静水压强基本公式h p p γ+=12，
C a R a h p h p --+=+2211γγ 2112γγR
C h h --=
其中，R h -1、C h -2是容器中液体1的高度、1-2液体界面的水平线上处中部测压管中液体2的高度，所以，
m h C 4.12108.91086.6332=???=-，m h 4.52=
2-3液体界面的水平线上，容器内压强与下部测压管内压强相等，由静水压强基本公式h p p γ+=12，
C a R R a h p h h p ---+=++332211)(γγγ 322113γγγR R
C h h h ---+=
其中，R h -2、C h -3是容器中液体2的高度、2-3液体界面的水平线上处中部测压管中液体3的高度，所以，
m h C 83.21076.112108.921086.63332=???+??=-，m h 83.43=
2—10 设有一盛有油和水的圆柱形澄清桶，如图所示。油和水之间的分界面借玻璃管A 来确定，油的上表面借玻璃管B 来确定。若已知圆桶直径D=0.4m ，h 1=0.5m ，h 2=1.6m ，试求桶内的水和油各为多少?(油的比重s=0.84)。若已知h 1=0.2m ，h 2=1.2m ，h 3=1.4m 。试求油的重度y 。
题2—10 解：油-水界面的水平线上，容器内压强与下部测压管内压强相等，由静水压强基本公式，
)(120h h p h p a a -+=+γγ 012)(γγh h h -= （1）
其中，h 、2h 是容器中油的高度、油-水界面的水平线上处左侧测压管中水的高度，所以，
m h 924.0)5.06.1(108.9108.984.033
=-????=
所以油-水体积为
3
2
2
116.0924.044.014.34m h D V oil =??==π
3
2220628.05.044.014.34m h D V O H =??==π
由（1），13h h h -=，所以 132
0h h h -=γγ3
3108.92.14.12.1108.9?=-??= 2—11 设有两盛水的密闭容器,其间连以水银压差计，如图所示。已知容器内点A 、点B 位于同一水平面，压差计左右两肢水银液面高差h=O.2m,试求点A 、点B 两点的压强差值。若点A 、点B 不位于同一水平面，两点相差dz=0.5m ，如图中虚线所示，试求点A 、点B 两点的压强差值。
题2—11
解: 在压差计右支水面的水平线上的压强y p ，与左支该水平线上的压强z p 相等，有
z y p p = （1）
由静水压强基本公式h p p γ+=12，
y O H H g B y h h p p 2γγ++=
)(2z O H A z h h p p ++=γ （2）
其中，y h 、z h 分别A 、B 点到右支水-水银界面该水平线的高度，y z h h =。由式（2），得
h p p O H H g B A )(2γγ-=-
代入数据，得
2333/106.242.0)109.810.28331(m N p p B A ?=?-?=-
当右侧升高后，由静水压强基本公式h p p γ+=12，有
z h h p p O H y O H H g B y ?+++=22γγγ
)(2z O H A z h h p p ++=γ （3）
其中，y z h h =。由式（3），得
z h p p O H O H H g B A ?+-=-22)(γγγ
代入数据，得
23333/10596.295.0109.82.0)109.810.28331(m N p p B A ?=??+?-?=-
2—12一直立煤气管，如图所示。在底部测压管中测d 得水柱差h 1=100mm,在H=20m 高处的测压管中测
得水柱差h 2=115mm ，管外空气重度R=12.64N ／m 3，求管中静止煤气的重度。
题2—12
解:由静水压强基本公式，上部测压管与煤气管接口处压强为
gas gas H g a S h h p p 22γγ-+= （1）
下部测压管压强为，
H p p gas S X γ+=
并且
gas gas H g air a X h h H p p 11γγγ-++=
所以
S p H h H h p gas gas gas air H g a γγγγ--++=11 （2）
由（1）、（2）式，设gas gas h h 21=，得
H h h H Hg air gas )(21-+=
γγγ
代入数据，得 19.102010)100115(10.892064.12-33=?-?+?=gas γ N ／m 3
2—13设有一盛水密闭容器的表面压强为P O 。试求该容器以重力加速度向地心运动(自由下落)和等速铅垂向上运动时，液体内的压强分布规律。
解：将坐标系原点放在密闭容器底部处，z 轴铅直向上。
作用在平衡液体质点上的质量力有：
铅直向下的重力
G=-mg
和铅直向下的惯性力
F=-mg
则单位质量的重力与惯性力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0
g Z Y X -===222,0,0 则单位质量力(重力与惯性力之和)在三个轴上的分量为
g Z y Y x X 2,,12121-===ωω
代入式(2-7)
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得相对平衡液体内部压强分布规律，即 )200(gdz dy dx dp -+=ρ
积分上式，
c gz p +-=ρ2
对于静止液体中任意两点来说，则上式可写为 γγ222211p z p z +=+
或 h p z z p p γγ2)(212112+=-+=
式中，21,z z 分别为任意两点在轴上的铅垂坐标值，12,p p 为上述两点的静压强，h 为上述两点间的铅垂向深度。
该容器以等速铅垂向上运动时，作用在平衡液体质点上的质量力，只有铅直向下的重力
G=-g
则单位质量的重力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0
将式(2-37)代入式(2-7)
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得相对平衡液体内部压强分布规律，即
)00(gdz dy dx dp -+=ρ
积分上式，
c gz p +-=ρ
对于相对静止液体中任意两点来说，则上式可写为
γγ2
211p z p z +=+ 或 h p z z p p γγ+=-+=12112)(
式中，21,z z 分别为任意两点在轴上的铅垂坐标值，12,p p 为上述两点的静压强，h 为上述两点间的铅垂向深度。
2—14为了测定运动物体的加速度，在运动物体上装一直径为d 的U 形管，如图历示。现测得管中液面差h=O.05m ，两管的水平距离L=0.3m ，求加速度a 。
题2—14
解：将坐标系原点放在左管的底部，x 轴向左，z 轴铅直向上。
重力的单位质量力为
g Z Y X -===111,0,0
惯性力的单位质量力为
0,0,222==-=Z Y a X
总的单位质量力为
g Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+=-=+=212121,0,
代入式(2-7),
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得
)(gdz adx dp -+-=ρ 积分得
c gz ax p ++-=][ρ
当x=z=0时，p=p 0，得c=p 0，代入上式，得 ][0z x g a p p +-='γ 而自由面p=p 0，方程为
0=+gz ax
即 63.18.93.005.0=?-=-=g x z a m ／s 2
2—15一洒水车，如图所示，以0.98m ／s 2
的等加速度向前行驶。设以水西中心点为原点,建立xos 坐标系，试求自由表面与水平面的夹角θ。又自由表面压强P O =98kPa ，车壁某点A 的坐标为x=-1.5m,s=-1.0m ，试求A 点的压强。
题2—15
解 重力的单位质量力为
g Z Y X -===111,0,0 惯性力的单位质量力为
0,0,222==-=Z Y a X
总的单位质量力为 g Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+=-=+=212121,0,
代入式(2-7),
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得
)(gdz adx dp -+-=ρ
积分得
c gz ax p ++-=][ρ
当x=z=0时，p=p 0，得c=p 0，代入上式，得 ][0z x g a p p +-=γ
A 点的压强为
][0z x g a p p +-=γkPa 27.99)0.15.180.998.0(980010983=---? 而自由面方程为
0=+gz ax
即 10.080.998.0===-=g a x z tga
04.5'=?a 2—16 设有一敞口容器，如图所示，以3.0m ／s 2的等加速度沿α=30的倾斜轨道向上运动。试求容
器内自由表面方程及其与水平面所成的角度。
题2—16
解 重力的单位质量力为
g Z Y X -===111,0,0
惯性力的单位质量力为 ααsin ,0,cos 222a Z Y a X ===
总的单位质量力为
g a Z Z Z Y Y Y a X X X -=+==+==+=ααsin ,0,cos 212121 代入式(2-7),
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得
])sin (cos [dz g a dx a dp -+=ααρ 自由面方程为0=dp ，得
0)sin (cos =-+dz g a dx a αα
即 3130.08.930sin 330cos 3sin cos =-??-=--==
g a a dx dz tg ααα 38.17?=a
2—17 设有一弯曲河段，如图所示。已知凸岸曲率半径r=1.35m ，凹岸曲率半径R=150m ，断面平均流速v=2.3m ／s ，试求在xos 平面内的水面曲线方程相两岸水位差。(注ρ＞e:河弯水流的水力现象比较复杂，为了粗略估算，假定横断面上各点流速皆为断面平均流速，同一横断面上的水流质点之间没有相对运动，即处于相对平衡状态)
题2—17
将坐标系原点放在凹岸曲率半径中心处，z 铀铅直向上。在这种情况下，作用在平衡液体质点上的质
量力有：
铅直向下的重力
G=-mg
由于假定横断面上各点流速皆为断面平均流速，同一横断面上的水流质点之间没有相对运动，即处于相对平衡状态。则断面各点具有相同角速度，沿半径方向的离心惯性力
F=m ω2r=mv 2/r 。
式中 r--质点A ′至中心轴的径向距离，2
2y x r +=；
ω--旋转角速度。
则单位质量的重力与惯性力在三个轴上的分量为
g Z Y X -===111,0,0 0,sin ,cos 2222222222222=+=?=?=+=?=?=Z y x y v r y r v r v Y y x x v r x r v r v X αα
则单位质量力(重力与惯性力之和)在三个轴上的分量为 g Z y x y v Y y x x v X -=+=+=122212221,,
代入式
)(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ 得相对平衡液体内部压强分布规律，即
)(222222gdz dy y x y v dx y x x v dp -+++=ρ
)1212(22222222gdz dy y x v dx y x v -+++=ρ
])(2[22222gdz y x y x d v -++=ρ
积分上式，
c gz y x v p +-+=])ln(2[222
ρ
注意，222y x r +=。整理后可得
c gz r v p +-=)ln 21(22ρ
式中 c--积分常数，由边界条件确定。
上式适用于平衡液体中的任意一点。因自由液面为等压面，液面压强为p 0，对于抛物面凹岸处，其r=R ，z=z 0，所以 )ln 21(0220gz R v p c --=ρ
代入上式，并整理得压强分布规律表达式，即
)]()ln(2[022
20z z R r g v p p -++=γ
采用相对压强，并且a p p =0，得
)]()ln(2[0222z z R r g v p -+=γ
对上式取等压面，即const p =，则可得
γp R r g v z z -+=)ln(22220
在凸岸表面处，相对压强等于零，因此有
m R r g v z z 03.0)150135ln(8.924.2)ln(222
22220-=?==-
2-18 设有一圆往形敞口容器，绕其铅垂中心轴作等角转速旋转，如图所示。巳知直径D=30cm ，高度H=50cm ，水深h=30cm ，试求当水面恰好达到容器的上边缘时的转速n 。
题2—18
解：由于最大升高值(自 由 面 方 程)
g R h H 2212
2ω=-
s rad R h H g /67.1810)2/30(10)3050(8.92)(222=??-=-=
--ω
以及m in)/(60/2r n πω=，得
)( m in /1796014.326.18602rpm r n =??=?=πω
2—19一圆柱形容器，直径D=1.2m ，完全充满水，顶盖上在r o =0.43m 处开—小孔，敞口测压管中的水位h=0.5m ，如图所示。试求此容器顶盖所受静水压力为零时，容器绕其铅垂中心轴的旋转转速n 。
题2—19
解：由于压强分布公式 )2(
22z g r p -=ωγ
得 )(22
2γωp z r g +=
以及min)/(60/2r n πω=，得 )(2302γπp z r g n +=
以及)
(γp z H +
=，得
min /5.655.043.08.914.33023022r H r g n ===
π
2—20设有一圆柱形容器，如图所示。已知直径D=600mm ，高度H=500mm ，盛水至h=400mm ，剩余部分盛满比重s=0.8的油。容器顶盖中心有一小孔与大气相通。试求当油面开始接触到容器底板时，此容器绕其铅垂中心轴旋转的转速n ，和此时顶板、底板上的最大、最小压强值。
题2—20
解：由于压强分布公式
)2(
22z g r p -=ωγ
在顶板边缘处，压强最大，并且m D z 6.0,0==。 3
2223222
210775.18.923.0)14.32(108.92)2(2?=????===n n g r n g r p πγωγPa
在底板中心处，压强最小，并且0,5.0=-=D m z 。 3
22
232
210)92.3419.1()5.08.923.0)14.32((108.98.0)2(?+=+?????=-=n n z g r p ωγ Pa 2—21假定大气为静止流体，试在下列四种情况下，计算海拔3000m 处的大气压强值。四种情况：(1)大气密度不变，为常数；(2)大气处于等温状态；(9)大气处于绝热状态；(4)大气温度随高度线性变化。 解：1、大气温度随高度线性变化，由于压强分布公式
ααR g
T z z T p p ])([0000--= 48.79])15273(2000105.6)15273([3.1013105.62878
.93=+??-+=-??- kPa
2、大气处于等温状态，由于压强分布公式 48.793.1012882873000
8.9)
(000000
====??----e e p e p p RT z z g RT W W kPa
2—22设在水果中装置一水平底边的矩形铅垂闸门，如图所示。巳知闸门宽度B=5m ，闸门高度H=2m 。试求闸门前水深H 1=3m ，闸门后水深H 2=2.5m 时，作用在闸门上的静水总压力P(大小、方向、作用点)。
题2—22
解 (1)总压力的大小。由式
A H H H A h P c ?+-==]2)[(1 11γγ
43106.1925]22)23[(108.9?=??+-?= A H H H A h P c ?+--=-=]2)[(2 22γγ 43107.1425]22)25.2[(108.9?-=??+-?-= 42110)7.146.19(?-=+=P P P 4109.4?= (2)总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门。
(3)总压力的作用点。由表查得123
BH I x =，总压力作用点距水面的距离：
BH H H H BH H H H y D ?+
-++-=]2)[( 12]2)[(13
11 1667.225]2
2)23[( 1225]2
2)23[(3=??+-?++-=m
同理： 7222.125]2
)25.2[( 1225]22)25.2[(32=??+-?++-=D y m 由力矩平衡原理，将转轴放在闸门上端，距闸门上端距离为
P P y P y y D D D 2211+= 999.0109.4107.14)5.07222.1(106.19)0.11667.2(444=???--??-=D y 2-23设在某一小桥上，装置一水平底边的矩形铅垂闸门，如图所示，巳知闸门宽度b=3m ，闸门与其导
轨的摩擦系数f=0.30，闸门自重G=2.45×103N(不考虑浮力)，闸门前水深L=1.5m 。试求当闸门后水深h=0
时，开启闸门所需的提升力T ，如果考虑到闸门下缘(压紧梁)与门槛的紧密接触情况，若其接触面积为70％，压紧梁厚度δ=0.1m ，试求开启闸门所需增加的提升力ΔT 。
题2—23
解 (1)总压力的大小。由式得
A H A h P c 2 γγ==4
31031.35.1325.1108.9?=????=N
总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门,摩擦力为。
34 1093.91031.33.0?=??==P f F N
提升力为。
4331023.11093.9104.2?=?+?=+=F G T N
(2) 闸门下缘水的总压力的大小。由式得
A H A h P c )
2( δγγ-==3310263.41.03)21.05.1(108.9?=??-??=N
总压力的方向，从坐向右垂直指向闸门, 增加的提升力为增加的摩擦力
33 10895.010263.43.07.0?=???===?P f F T αN
2—24 设一铅垂平扳安全闸门，如图所示。已知闸门宽b=0.6m ，高h 1=1m ，支撑铰链C 装置在距底h 2=0.4m 处，闸门可绕C 点转动。试求阐门自动打开所需水深h 。
题2—24
解 要求压力中心超过绞链高度，总压力的作用点。由表查得
123BH I x =，总压力作用点距水面的距
离： ]2[ 12]2[)2( 12)2()(1211113112H H H H H BH H H BH H H H H -+-=?-+-=-
整理
12]2[]2[ )(212112H H H H H H H +-=--
02125)2(122121=+--H H H H H H
)2(2125211
221H H H H H H --=
代入数据
16.2)4.020.1(20.14.0120.152=-?-?=H
距左侧水面为2.16。
2—25 设有一可转动的闸门用以调节水槽中的水位，如图所示。当槽中水位为H 时，此闸门应使壁上一只寸为a ×b 的矩形孔开启。试求铰链轴O 的位置。(铰链摩擦力等不计)
题2—25
解 要求压力中心超过绞链高度，总压力的作用点。由表查得123ba I x =，总压力作用点距水面的距离：
]2[ 12
]2[)2( 12)2()(3
3a H a a H ba a H ba a H y H +++=?+++=+
整理
]2[ 12
23a H a a y ++= 距闸门上端为y 。
2—26设有一水平底达矩形铅垂金属闸门，它由三根水平横梁和平板所组成，如图所示。已知闸门宽度b=3m ，闸门前水深H=2m 。试根据横梁负荷相等的条件布置闸门三根横梁的位置。
题2—26
解 (1)总压力的大小。由式得
bH H A h P c 2 γγ==4
31088.52322108.9?=????=N
在上部总压力为P/3闸门面上高度为H 1,则
111 12bH H A h P c γγ== 由于P 1=P /3,
bH H bH H 231211γγ
=
所以 31H H =
在中部总压力为P/3闸门面上高度为H 2,则 2212 2)2(bH H H A h P c +
==γγ 由于P 2=P /3,
bH H bH H H 231)2(221γγ=+
由31H
H =所以
2)2(21221H H H H =+
02212122=-+H H H H
1212112)12(2442H H H H H -=+±-= 由31H H =
所以
H H 3)12(2-=
在下部总压力为P/3闸门面上高度为H 3,则 )(113H H H H +-=
H H H H H )323()3)12(31(
3-=-+-=
2—27 设有一水压机，如图所示。巳知杠杆的长臂a=1m ，短臂b=0.1 m ，大圆活塞的直径D=0.25m ，小圆活塞的直径d=0.025m ，效率系数η2=0.85。如一人加于杠杆一端上的力T=196N ，试求此水压机所能产生的压力P 2值(不计活塞的高差及其重量)。
题2—27
解 (1)利用力矩平衡原理。
aT bP =1
所以,
1961.00.11==
T b a P =1960N
在1P 作用下小活塞上产生流体静压强为 a a MP P d P P p ?===?==
=99.346.39949044025.014.31960422111
πω
按帕斯卡定律，p 将不变地传递到2ω上，所以 11222P p P ωωω==
可见，大活塞2ω上所产生的力2P 为小活塞作用力1P 的12/ωω倍。
2-28设有一容器盛有两种液体(油和水)，如图所示。巳知h 1=0.6m ，h 2=1.0m ，α=60。，油的重度γ0=7.84
×103N ／m ：，试绘出容器壁面侧影AB 上的静水压强分布图，并求出作用在侧壁AB 单位宽度(b=1m)上的静
水总压力。
解:
6928.0160sin 6.0sin 11=?
=
=B h A αm2
154.1160sin 1sin 22=?==B h A αm2 分别计算压力
Pa 10642.16982.06.01084.721 2
1331111?=????==
A h P γ
Pa 1056.5154.10.11081.921 2
13322212?=????==-A h P γ
Pa 1042.5154.16.01084.7 3321122?=???==-A h P γ
Pa 1009.11322122?=+=--P P P
总压力
Pa 1073.121009.1110642.133321?=?+?=+=P P P
压力中心 Pa 1073.121009.1110642.1333221212
2121?=?+?=++=----d d d d h P h P h P Ph
m 06.1)1073.12/(10)12
16.0(42.5)1326.0(56.56.032462.1(33=???+?+?+?+??=d h
m 22.160sin /==d d h y 2-30 试绘出如图所示的各种曲面上的压力体图的侧影，并标出铅垂分力是向上还是向下。
题2—30
2—33设有一水平圆柱体，如图所示。己知圆柱体左侧水的自由表面与圆柱体最高部分的标高相一致，圆柱体直径d=4m ，斜壁面与水平面成α=30的角度，圆柱体右侧为大气。试求作用在圆柱体单宽(b=1m)上的静水总压力。
国家开放大学电大《环境水力学》形成性考核3个
环境水利学形成性考核册
使用说明 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化和调节教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学习者综合素质能力的重要保证。 “环境水利学”是工学科水利水电工程专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解环境水利的发展过程，认识水环境干扰与变化的规律，掌握水环境保护与修复的基本知识和技术、水利水电工程的环境影响及其评价方法，了解水利水电工程的环境管理。课程主要包括：环境水利基础知识；水体污染与水体自净；水利工程的环境影响；水环境的修复与管理；水质模型与水环境容量；水利工程的环境影响评价；了解水利工程的环境管理等内容。为从事与环境有关的专业技术工作打下基础。 本课程紧密联系水利水电建设实际，同时由于国民环境意识的提高以及国家建设坚持和谐可持续发展的基本指导思想，课程相关内容具有不断更新的特点。另外，环境水利所涉及的知识范围很广，除了水利工程技术，还涉及环境科学、生态学等多个学科，课程内容也比较多，给学习带来一定困难。 水利水电工程专业以在第一线工作的技术人员为主要培养对象，以业余学习为主要方式，旨在提高学习者的文化素质和专业技术水平。本形成性考核册的编写，考虑到学员的能力和环境，贯彻以“学生自学为中心”的教育思想，循序渐进，理论联系实际，努力做到介绍学科最新知识，学以致用，培养学生分析和解决实际问题的能力。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分作业，分别对应于文字教材的1~2章、3~4章、5~6章和7~8章。学员应按照教学进度及时完成各次计分作业。每次计分作业满分为100分，由教师按照学员完成作业的情况评定分数，并按4次作业的分数计算学员的计分作业总成绩。因各次作业量不同，应按4次作业的加权平均分数计算总成绩（即形成性考核成绩），计算公式为： 形成性考核成绩 = 计分作业总成绩 = 第1次作业分数╳0.2 + 第2次作业分数╳0.3 + 第3次作业分数╳0.3 + 第4次作业分数╳0.2 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程总成绩满分为100分，60分为及格。 本次作业对应于文字教材1至2章，应按相应教学进度完成。
水力学作业
1、如图4-5所示，设某虹吸管a=2m, h=6m, d=15cm 。试求： （1） 管内的流量。 （2） 管内最高点S 的压强。 （3） 若h 不变，点S 继续升高（即a 增大，而上端管口始终侵入水内），问使 虹吸管内的水不能连续流动的a 值为多大？ 2、有一倾斜放置的渐粗管如图4-6所示，A-A 与B-B 两过水断面形心点 的高差为1.0m 。断面A-A 管径a d =200mm,形心点压强Pa=68.5kpa 。断面B-B 管径B d =300mm ，形心点压强B p =58kpa ，断面平均流速B V =1.5m/s ，试求 （1）管中水流的方向。 （2）两端面之间的能量损失。 （3）通过管道的流量。 3、图4-7所示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知1d =0.3m ，2d =0.15m ，水银压差计中左右水银面的高差为h Δ=0.02m ，试求流量Q
4、矩形断面的平底渠道，宽度B=2.7m，渠底在某段面出抬高0.5m，已知该断面上游水深为2m，下游水面降低0.15m（见图4-8），忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求： （1）渠底的流量。 （2）水流对底坎的冲击力。 5、利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d=200mm，测得水银差压计读书h p=60mm，若此时断面平均流速v=0.84u max，这里u max为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速，问输水管中的流量Q为多大？
6、有一渐变输水管段，与水平面的倾角为45o，如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm，两断面的间距l=2m。若1-1断面处的流速v1=2m/s，水银差压计读数h p=20cm，试判别流动方向，并计算两断面间的水头损失h w和压强差p1-p2。 7、图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知d A=200mm， d B=400mm，A点相对压强p A=68.6kPa，B点相对压强p B=39.2kPa，B点的断面平均流速v B=1m/s，A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失h w。 8、已知图示水平管路中的流量q V=2.5L/s，直径d1=50mm，d2=25mm，，压力表读数为9807Pa，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。
水力学基础试题二(含答案)
试卷2 一 、选择题：（每题3分，共30分） 1液体运动粘性系数的量纲为 A TL -1 B ML -1T -1 C L 2/T 2 D L 2T -1 2在恒定流中 A 流线一定相互平行 B 断面平均流速必定沿程不变 C 不同瞬时流线可能相交 D 同一点处不同时间的动水压强相等 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s 4表示惯性力和粘性力之比的无量纲数为： A 弗劳德数 B 欧拉数 C 雷诺数 斯特罗哈数 5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定 6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则 沿程水头损失之间的关系为： A h A =h B B h A >h B C h A
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_在线作业_3
水力学_在线作业_3 交卷时间：2017-10-04 14:50:08 一、单选题 1. 某输水管道长度L=1000m，若发生水击时水击波速a=1000m/s，则水击相长为（）。 ? A. 3秒 ? B. 2秒 ? C. 1秒 ? D. 4秒 2. 明渠恒定均匀流只能在（）渠道上发生。 ? A. 正坡 ? B. 逆坡 ? C. 平底 3. 底宽为1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，渠中水深h = 0.4m，则该处水流的流态为（）。 ? A. 不一定 ? B. 临界流
? C. 缓流 ? D. 急流 4. ? A. 单位重量液体受到的质量力 ? B. 单位面积液体受到的质量力 ? C. 单位体积液体受到的质量力 ? D. 单位质量液体受到的质量力 纠错 得 5. ? A. 可能沿程上升也可能 沿程下降 ? B. 只能沿程下降 ? C. 不可能低于管轴线 ? D. 总是与总水头线平行 6. ? A. 数值不等 ? B. 仅水平方向数值相等 ? C. 铅直方向数值最大 ? D. 数值相等 在水力学中，单位质量力是指（）。 流量一定时，管径沿程减小，测压管水头线（）。 根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（）。
7. ? A. p0＝pa ? B. p0＞pa ? C. p0＜pa 8. ? A. 土壤颗粒大小均匀 ? B. 土壤颗粒排列整齐 ? C. 土壤颗粒不存在 ? D. 土壤颗粒均为球形 9. ? A. 增大 ? B. 不一定 ? C. 减小 ? D. 不变 10. 图示封闭容器内，液面压强p 0与当地大气压强p a 的关系为（）。 在渗流模型中假定（）。 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（）。
电大环境水力学作业题.
环境水利学 形成性考核册 学生姓名： 学生学号： 分校班级： 中央广播电视大学编制
使用说明 本考核册是中央广播电视大学水利水电工程专业“环境水利学”课程形成性考核的依据，与《环境水利学》教材（许士国主编，中央广播电视大学出版社出版）配套使用。 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化和调节教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学习者综合素质能力的重要保证。 “环境水利学”是中央广播电视大学工学科水利水电工程专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生了解环境水利的发展过程，认识水环境干扰与变化的规律，掌握水环境保护与修复的基本知识和技术、水利水电工程的环境影响及其评价方法，了解水利水电工程的环境管理。课程主要包括：环境水利基础知识；水体污染与水体自净；水利工程的环境影响；水环境的修复与管理；水质模型与水环境容量；水利工程的环境影响评价；了解水利工程的环境管理等内容。为从事与环境有关的专业技术工作打下基础。 本课程紧密联系水利水电建设实际，同时由于国民环境意识的提高以及国家建设坚持和谐可持续发展的基本指导思想，课程相关内容具有不断更新的特点。另外，环境水利所涉及的知识范围很广，除了水利工程技术，还涉及环境科学、生态学等多个学科，课程内容也比较多，给学习带来一定困难。 开放式教育是新型的远距离教育模式。水利水电工程专业以在第一线工作的技术人员为主要培养对象，以业余学习为主要方式，旨在提高学习者的文化素质和专业技术水平。本形成性考核册的编写，考虑到学员的能力和环境，贯彻以“学生自学为中心”的教育思想，循序渐进，理论联系实际，努力做到介绍学科最新知识，学以致用，培养学生分析和解决实际问题的能力。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分作业，分别对应于文字教材的1~2章、3~4章、5~6章和7~8章。学员应按照教学进度及时完成各次计分作业。每次计分作业满分为100分，由教师按照学员完成作业的情况评定分数，并按4次作业的分数计算学员的计分作业总成绩。因各次作业量不同，应按4次作业的加权平均分数计算总成绩（即形成性考核成绩），计算公式为： 形成性考核成绩 = 计分作业总成绩 = 第1次作业分数╳+ 第2次作业分数╳+ 第3次作业分数╳ + 第4次作业分数╳ 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程总成绩满分为100分，60分为及格。 环境水利学作业一
水力学模拟题及答案
水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
水力学答案
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：作业及答案
一、单项选择题 （每小题3分，共计12分） 1．在水力学中，单位质量力是指 （c ） 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。 2．在平衡液体中，质量力与等压面 （d ） a 、重合； b 、平行 c 、相交； d 、正交。 3．液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （b ） a 、任意曲面； b 、水平面 c 、斜平面； d 、旋转抛物面。 4．液体中某点的绝对压强为88kN/m 2 ，则该点的相对压强为 （ b ） a 、10 kN/m 2 b 、-10kN/m 2 c 、12 kN/m 2 d 、-12 kN/m 2 二、填空题 （每小题3分，共计12分） 1．牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。 2．理想液体的概念是指 。没有粘滞性的液体 3．液体中某点的相对压强值为20kN/m 2 ，则该点的绝对压强值为 kN/m 2 ，真空度为 。118、0 4．当压力体与受压面在同一侧，铅垂方向的作用力的方向是向 。下 三、判断题 （每小题3分，共计6分） 1．作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。 （×） 2．均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。 （√） 四、问答题 （每小题4分，共计8分） 1．液体的基本特征是什么？ 答案：易流动的、不意被压缩的、均匀等向的连续介质。 2．什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？ 答案：对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；黏滞性是液体在流动中产生能量损失的根源 五、作图题（每小题4分，共计12分） 1．试绘制图中AB 面上的静水压强分布图 2．试绘制图中曲面ABC 上的水平方向静水压强分布图及压力体图 3．容器内充满了液体，测压管液面如图所示，试绘制图中曲面ABC 上的压力体图 六、计算题 （共4题，计50分） 1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s ，平板与下部固定底板的距离为δ=1mm ，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C ，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。 （10分） 解:
水力学作业题答案
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(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 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 -= )(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 ---?=????==π 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
水力学作业答案
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--=== 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 519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3 663.26kg/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 15,20,4s cm h cm h cm ===
水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理
第3章液体一元恒定总流的基本原理题解 3.1如图某水平放置的分叉管路，总管流量Q =40m 3/s ，通过叉管1的流量为Q 1=20m 3/s ， 叉管2的直径d =1.5m 求出管2的流量及断面平均流速。 题3.1图 解：由连续方程可知12Q Q Q =+ 则3 21402020m /s Q Q Q =-=-= 22 22222442011.32m/s 3.14 1.5 Q Q v A d π?====? 3.2有一底坡非常陡的渠道如图所示，水流为恒定流，A 点流速为5m/s ，设A 点距水面的铅直水深H =3.5m ，若以o o -为基准面。求A 点的位置水头。压强水头，流速水头，总水头各为多少？ 题3.2图 解：A 点的位置水头：10m A z = A 点的压强水头为： 2cos 30 3.50.75 2.63m A p H g ρ=?=?= A 点的流速水头： 225 1.27m 229.81 A u g ==? 1
总水头： 2 10 2.63 1.2713.9m 2A A A A p u E z g g ρ=+ +=++= 3.3垂直放置的管道，并串联一文丘里流量计如图所示。已知收缩前的管径 m 0.4=D ，喉管处的直径m 0.2=d ，水银压差计读数△h =3.0cm ，两断面间的水头 损失g v h w 205.02 1=（1v 对应喉管处的流速）求管中水流的流速和流量。 题3.3图 解：以2—2断面为基准面对1—1断面和2—2断面列能量方程有（并取12 1.0αα==） g v g v g p g v g p z 205.02022 12 222111+++=++ρρ整理后得出 g v g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222 122212122211-=+-=-+ρρ （a ） 列出水银压差计上的等压面方程有 []h z z l g p h g gl p m ?+--+=?++)(2121ρρρ 经化简，由于02=z h g p p z ?-=-+6.122 11ρ代入（a ）后可得g v h 289.06.1221=? 从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.94 89.2342 11-?=? ==π 3.4有一水泵，，抽水流量Q =0.02m 3/s,吸水管直径d =20cm ，管长L =5.0m ，泵
电大《环境水利学》2024-2025期末试题及答案
电大《环境水利学》2024-2025期末试题及答案 一、判断题（正确画√，错误打×。每小题3分，小计15分） 1．在推求河流水环境容量时，应选择洪水流量为设计流量。( ) 2．液体中水的表面张力最大。( ) 3．河流水环境容量的特点就是混合稀释相对作用弱，生化作用相对强。( ) 4．功能一级区划中，水质污染严重，现状水质较差的城镇河段应划为开发利用区。( ) 5．环境管理制度已经逐步走向法律化、政策化。( ) 二、单项选择题（每小题3分，小计30分） 1．资源水利的核心是( )。 A．水利工程设施的建设 B．水资源的优化配置 C．注重经济效益，轻视社会效益 D．工程的技术可行性 2．水体中某污染物的本底值就是( )。 A．该物质在当地水体没有受到污染影响时的含量 B．该物质在过去的背景值 C．该物质在规划阶段采用的值 D．该物质在底泥中的含量 3．最容易发生富营养化污染的水体是( )。 A．河流 B．湖泊 C．海洋 D．地下水 4．当研究河段的水力学条件满足( )时，可考虑应用零维水质模型。 A．非恒定非均匀，洪水波 B．恒定非均匀，形成污染带 C．恒定均匀，充分混合 D．恒定均匀，非充分混合 5．用于水环境监测的分析方法可分为两大类：一类是化学分析法，另一类是( )法。 A．称量分析法 B．滴定分析法 C．仪器化学法 D．物理分析法 6．水利建设对环境的负效应有( )。 A. 减轻能源污染 B．创造旅游环境 C．改善生态环境 D．蓄水淹没影响 7．水利水电开发建设工程环境影响评价方法中最基本、最传统、最常用的一种是( A．清单法 B．网络法 C．叠图法 D．投资一效益分析法
水力学 作业汇总
水力学 作业 2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等？ 题2-1图 解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。另外，静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面 （1）在2号柱的水与水银交界面的水平线上，与1号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=112 h p p O H 2212γ+= 则 h p p O H Hg )(212γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以12p p > （2）在3号柱的水与水银面的水平线上，与2号柱该水平线上水面的压强相等，显然,32p p = （3）在4号柱的水与水银面的水平线上，与3号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=334 h p p O H 2434γ+= 则 h p p O H Hg )(234γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以34p p > 因此，1234p p p p >=>。 解这种题目时要注意：公式（1－8）只能应用于连续分布的同一种液体中，我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件，逐步分段计算。在计算过程中，不需要算出每一个具体数值，而只需列出代数式，迭优后再作数值计算。这样可以减少计算量。 2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器，如图所示。已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8 ×103Pa ，容器内水深h=2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
水力学模拟试题及答案(一)
水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（ C ） 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 （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； 答案：b
水力学-在线作业_C
水力学-在线作业_C 一 单项选择题 1. (5.0 分) a 单位重量液体受到的质量力 b 单位质量液体受到的质量力 c 单位体积液体受到的质量力 d 单位面积液体受到的质量力 2. (5.0 分) a 河道中的水流 b 无压涵管中的水流 c 有压涵管水流 d 射流 3. (5.0 分) a 2次方 b 1.85次方 c 1.75次方 d 1次方 4. (5.0 分) a 不变 b 减小 c 增大 在水力学中，单位质量力是指（B ）。 属于有压流动的水流为（ ）。 层流时，沿程水头损失与速度的（ ）成比例。 明渠恒定均匀流，断面比能沿程（ ）。
d 没有确定规律 5. (5.0 分) a 0.385 b 0.75 c 0.3 d 0.502 6. (5.0 分) a 三角堰、梯形堰和矩形堰 b 薄壁堰、实用堰和宽顶堰 c 溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 d 自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 7. (5.0 分) a 惯性力与粘滞力的对比关系 b 惯性力与表面张力的对比关系 c 惯性力与弹性力的对比关系 d 惯性力与重力的对比关系 8. (5.0 分) 宽顶堰流量系数的最大值为（ ）。 根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为（ ）。 佛劳德数表示（ ）。 图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1 ，则 A 、B 两测压管中的液面必为（ ）。
a B 管高于A 管 b AB 两管同高 c A 管高于B 管 9. (5.0 分) a 以上答案均不 对 b 粗糙面 c 光滑面 d 过渡粗糙面 10. (5.0 分) a 溢流坝下游水流收缩断面水深 b 临界水深 c 水跃的跃前水深与跃后水深 d 均匀流水深 11. (5.0 分) a u ＜u0 b u ＞u0 c u ＝u0 d 不确定 12. (5.0 分) a 总水头线与水面线重合 b 过水断面上的流速分布及平均流速沿程不变 紊流中粘滞底层厚度δ比绝对粗糙高度?大得多的壁面称为（ ）。 共轭水深是指（ ）。 渗流模型中渗流流速u 与真实渗流u 0的相对大小为（ ）。 关于明渠均匀流，不正确的表述是（ ）。
水力学课后习题答案
0 绪论 1 水静力学 2 液体运动的流束理论 3 液流型态及水头损失 4 有压管中的恒定流 5 明渠恒定均匀流 6 明渠恒定非均匀流 7 水跃 8 堰流及闸孔出流 9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 10 有压管中的非恒定流 11 明渠非恒定流 12 液体运动的流场理论 14 恒定平面势流 15 渗流 18 相似原理和模型试验基础 0 绪论 0.1 ρ＝816.33kg/m 3 0.2 当y=0.25H 时 H u dy du m 058.1≈ 当y=0.5H 时H u dy du m 84.0≈ 0.4 f = g 0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f ＝184N 0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 2 1 水静力学 1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m 1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 2
1.3h 1=2.86m h 2 =2.14m 侧测压管油面与桶底的垂距为5m，外侧测压管油面与 桶底的垂距为4.28m。 1.4Pc=27.439KN/m2 1.5P M =750.68h KN/m2 1.6P 2-p 1 =218.05N/m2 1.7γ= B A B r A r B A + + 1.8P=29.53KN 方向向下垂直底板 P＝0 1.9W=34.3rad/s W max =48.5rad/s 1.10a= L h H g) ( 2- 1.12 当下游无水 P=331 2.4KN(→) P 2 =862.4KN(↓) 当下游有水 P=3136KN(→) P 2 =950.6KN(↓) 1.13 T=14 2.9KN 1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3 =h 2 =1.73m时 T＝63.7KN 1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m 1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN 1.19 P＝45.54KN 总压力与水平方向夹角φ＝14o28′1.20 P=353KN P=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←) 2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V＝7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3 γ2 p =2.35m 2.4 P K1 =63.8KN/m2 2.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s
大工《水力学》在线作业1满分答案
大工19秋《水力学》在线作业1 一、判断题（共 10 道试题，共 40 分。） 1. 能量方程的应用中，在有水泵时H’前取负号。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A 2. 流线是某一时刻通过流场中的一点画出的一条瞬时空间曲线，在该时刻所有液体质点的流速向量与该曲线相垂直。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A 3. 当用谢才公式计算沿程水头损失时，其谢才系数C可用曼宁公式进行计算。 A. 错误 B. 正确 正确答案：B 4. 渐变流过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同。 A. 错误 B. 正确 正确答案：B 5. 圆管层流的切应力沿径向直线分布。 A. 错误 B. 正确 正确答案：B 6. 伯努利方程不适用于元流极限情况的流线。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A 7. 液流中的剪切变形速度等于位移梯度。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A 8. 恒定总流的连续方程表现出流入系统流量的总和等于流出系统流量的总和。 A. 错误 B. 正确 正确答案：B 9. 恒定总流能量方程应用时，压强标准不可以任意选取，只能选用绝对压强。 A. 错误 B. 正确 正确答案：A
10. 任何一个导出物理量的量纲可以表示为基本物理量量纲的指数乘积形式。 A. 错误 B. 正确 正确答案：B 大工16秋《水力学》在线作业1 二、单选题（共 5 道试题，共 30 分。） 1. 实压力体与液体在曲面()侧，压力体内实有液体，铅垂分力方向()。 A. 异，铅垂向下 B. 同，铅垂向下 C. 同，铅垂向上 D. 异，铅垂向下 正确答案：B 2. 压力表测出的压强是()。 A. 大气压强 B. 绝对压强 C. 相对压强 D. 表面压强 正确答案：C 3. 液体内任意一点处各方向的静水压强()。 A. 背向地心方向的较大 B. 指向地心方向的较大 C. 相等 D. 都不相等 正确答案：C 4. 在流态的判别过程中，采用()作为判别的准数。 A. 上临界雷诺数 B. 下临界雷诺数 C. 平均雷诺数 D. 最大雷诺数 正确答案：B 5. 能量方程中z的物理意义是指单位重量液体的()。 A. 压能 B. 动能 C. 势能 D. 位能 正确答案：D
水力学基础试题九(含答案)
试卷9 一 、填空题：（每空1分，共10分） 1．输水管道的流量和水温一定，当管径减小时，水流雷诺数 随之 。 2.对于紊流有Fr 1、 h h k 、i i k 、h Es ?? 0。 3.满足 条件的堰流是薄壁堰；满足 条件的堰流是实用堰；满足 条件的堰流是宽顶堰。 4明渠均匀流的总水头线、水面线及底坡三者 。 5.一梯形过水断面按水力最佳断面设计，其水深为2m ，边坡系数为1.5，则其底宽为 m 。 二、判断题：（每题2分，共10分） 1因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。（ ） 2只有当相对压强小于零时，才能座及到真空度的概念。（ ） 3在紊流粗糙区中，对于同一种材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。（ ） 4缓流时断面单位能量随水深的增大而增加，急流时断面单位能量随水深的增大而减少。（ ） 5在实际工作中，直接水击是我们应尽力避免的，因为此时阀门处的压强未能达到最大值。( ) 三、说明题（3小题，共20分） 1. （本题6分）说明图中所示管段AB 中的水流在阀门C 开 启的过程中属于恒定流或非恒定流，均 匀流或非均匀流。（6分） C 2．（本题7分）应用水面曲线微分方程来分析下图中b 区水面线的形状。
( ) 1 ) ( 1 2 2 Fr k k i ds dh - - = k i i< < 3. 绘制出尼库拉兹的分区实验图，并指出每一区的沿程阻力系数的影响因素。 四、绘图题（4小题，共25分） 1. （本题5）绘出图中的总水头线和测压管水头线：（5） 2. （本题6）绘图各受压面上的压强分布图：（6） 3．（本题7）绘出图中的压力体：（7）
水力学-在线作业_B
水力学-在线作业_B 一 单项选择题 1. (5.0 分) 均匀流动 层流运动 运动要素只与一个坐标有关的流动 恒定流动 知识点： 3.2 运动液体的分类 用户解答： 运动要素只与一个坐标有关的流动 2. (5.0 分) 1 4 8 2 知识点： 4.1 水头损失的物理概念及其分类 用户解答： 4 3. (5.0 分) 附加切应力的形成 动量传递 粘性底层的存在 涡体的形成 水力学中的一维流动是指（ ）。 有压管道的管径D 与管流水力半径的比值D /R =（）。 紊动使流速分布均匀化的原因是（ ）。
知识点： 4.6 紊流的形成过程与基本特征 用户解答： 动量传递 4. (5.0 分) 5 kN/m2 10 kN/m2 2 kN/m2 1 kN/m2 知识点： 2.4 静水压强的表示方法及意义 用户解答： 2 kN/m2 5. (5.0 分) 非恒定均匀流 恒定非均匀流 恒定均匀流 非恒定非均匀流 知识点： 7.1 概述 用户解答： 非恒定均匀流 6. (5.0 分) 2次方 3/2次方 1次方 1/2次方 液体中某点的绝对压强为100kN/m 2 ，则该点的相对压强为（）。 在明渠中不可以发生的流动是（ ）。 闸孔出流的流量Q 与闸前水头的H （ ）成正比。
知识点： 8.7 闸孔出流的水力计算 用户解答： 1/2次方 7. (5.0 分) 平底 逆坡 正坡 以上都不对 知识点： 6.2 明渠均匀流的基本特征和其产生条件 用户解答： 正坡 8. (5.0 分) 1/2次方 2次方 1次方 3/2次方 知识点： 8.2 堰流的类型及水力计算公式 用户解答： 3/2次方 9. (5.0 分) 1.87m 1.56m 2.11m 2.40m 明渠恒定均匀流只能在（ ）渠道上发生。 堰流的流量Q 与堰前水头的H （ ）成正比。 一长直矩形断面渠道，糙率为0.02，底宽为5米，流量为40立方米/秒，其临界水深为（ ）。