水力学典型例题2
《水力学》练习题1—6
水力学习题1一、单项选择题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·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.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 BB.Q A=Q BC.Q A<Q BD.不能确定4.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 A，两管的水头损失关系为( )A.hfB =hfAB.hfB =2hfAC.hfB =1.41hfAD.hfB =4hfA5.如图所示，水泵的扬程是( )A.z1B.z2C.z1+ z2D.z1+ z2+h w6.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bB.给定宽深比β，求水深h与底宽bC.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽bD.给定水力坡度J，求水深h与底宽b7.断面单位能量e随水深h的变化规律是( )A.e存在极大值B.e存在极小值C.e随h增加而单调增加D.e随h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.vlv2B.v lv2C.v lv22D.vlv二、填空题（不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
水力学例题
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=⎰⎰⎰⎰====Kdhr KdA rKdAr Ku dAr322cos 2πμωαπμωωμμτ=HK Rαπμωcos23而22cos RHH+=α;故：M=2232RHKR+⨯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=⨯=aB kp p 300.18)231(807.9=+⨯=KNp p P BA 050.14112=⨯⨯+=h h Ay I y y C C C C C D 6.160sin 433.112160sin 433.1160sin 121160sin 03=+=⨯⨯+=+=0=D x矩形和圆形的C y 和C I 值矩形：2hy C =123bhI C =圆形：r y C =44rI 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/3mh H A h 3,21313211221=∴⨯==γγ mh H A h 45.2,213232212222=∴⨯==γγm h h h h m h h c 091.22718.0121212=-+==-m Ah J h y c xc c 11.2718.0091.212)718.0(091.2322=⨯+=+=mh H h h m h H c 725.2255.02232=-+==-mAh J h y c xc c 73.2725.212)55.0(725.22333=+=+=mh h h h h h h y m h y 11.22)(31,15.1322121121211=++-+===。
水力学练习题
水力学练习题水力学练习题水力学是研究液体在不同条件下的运动和力学性质的学科。
它在工程领域中有着广泛的应用，涉及到水的供应、排水系统设计、水坝和水电站等方面。
在学习水力学的过程中，练习题是提高理论知识和解决实际问题的有效方法。
本文将通过一些水力学练习题，帮助读者更好地理解和应用水力学的知识。
题目一：流量计算某水厂的进水管道直径为0.5米，流速为2米/秒。
请计算该管道的流量。
解析：流量是单位时间内通过某一横截面的液体体积。
根据流量的定义，我们可以通过以下公式计算流量：Q = A × V其中，Q表示流量，A表示横截面积，V表示流速。
根据题目中的数据，进水管道的直径为0.5米，半径为0.25米。
横截面积可以通过圆的面积公式计算：A = π × r²代入数据，得到横截面积为0.19634954084936207平方米。
流速为2米/秒，代入公式，得到流量：Q = 0.19634954084936207平方米× 2米/秒Q = 0.39269908169872414立方米/秒因此，该管道的流量为0.39269908169872414立方米/秒。
题目二：水头计算某水坝的高度为50米，水面距离坝顶的高度为40米。
请计算水的压力。
解析：水的压力是由于水的重力作用而产生的。
根据水的压力公式，我们可以通过以下公式计算水的压力：P = ρ × g × h其中，P表示压力，ρ表示水的密度，g表示重力加速度，h表示水的高度。
根据题目中的数据，水的高度为40米。
代入公式，我们需要知道水的密度和重力加速度。
水的密度一般取998千克/立方米，重力加速度取9.8米/秒²。
代入公式，得到水的压力：P = 998千克/立方米× 9.8米/秒² × 40米P = 392720帕斯卡因此，水的压力为392720帕斯卡。
题目三：水流速度计算某水流的流量为0.2立方米/秒，管道直径为0.3米。
水力学习题答案第二章
选择题（单选题）2.1静止流体中存在：（a）（a）压应力；（b）压应力和拉应力；（c）压应力和剪应力；（d）压应力、拉应力和剪应力。
2.2相对压强的起算基准是：（c）（a）绝对真空；（b）1个标准大气压；（c）当地大气压；（d）液面压强。
2.3金属压力表的读值是：（b）（a）绝对压强；（b）相对压强；（c）绝对压强加当地大气压；（d）相对压强加当地大气压。
2.4某点的真空度为65000Pa,当地大气压为，该点的绝对压强为：（d）（a）65000Pa；（b）55000Pa；（c）35000Pa；（d）165000Pa。
2.5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：（c））P abs=P+P v ；a b P=P abs+P a ；（c）P V = P a-P abs ；（d）P = P V +P V。
（a2.6在密闭容器上装有U形水银测压计，其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为：（c）a P I> P2 > P3 ；（b）P1= P2= P3 ；（c）P1 < P2 < P3 ；（d）P2 < Pl < P3。
2.7用U形水银压差计测量水管内A、B两点的压强差，水银面高差h P=10cm, p A- p B为:(a); ( b); ( c); (d )。
2.8 露天水池，水深 5 m处的相对压强为：(b)(a) 5kPa; (b) 49kPa; (c) 147kPa; (d) 205kPa。
2.9垂直放置的矩形平板挡水，水深3m,静水总压力P的作用点到水面的距离y D为：(c)(a) 1.25m； ( b) 1.5m; (c) 2m; (d) 2.5m。
2.10圆形水桶，顶部及底部用环箍紧，桶内盛满液体，顶箍与底箍所受张力之比为：(a)(a) 1/2 ; ( b); (c) 2; (d) 3。
2.11在液体中潜体所受浮力的大小：(b)(a)与潜体的密度成正比；(b )与液体的密度成正比；(c)与潜体淹没的深度成正比；(d)与液体表面的压强成反比。
水力学习题及答案
水力学习题及答案水力学习题及答案一、选择题1、下列哪个参数不是水动力学的研究对象？ A. 流量 B. 速度 C. 压力 D. 重量2、一根水平放置的管道，两端开口，当一端进水，另一端出水时，其流速与流量之间的关系为？ A. 反比关系 B. 正比关系 C. 不相关 D. 无法确定3、一水坝的形状为抛物线形，其水头高度为30米，底部宽度为50米，则水坝的顶部的宽度为？ A. 10米 B. 20米 C. 30米 D. 40米4、在没有特殊说明的情况下，通常情况下，所说的水密度是指？ A. 在4摄氏度时的密度 B. 在100摄氏度时的密度 C. 在常温常压下的密度 D. 在海平面的平均密度二、简答题5、请简述水动力学的基本研究方法和主要应用领域。
51、请描述层流和湍流的定义，并解释它们在流体运动中的区别。
511、请阐述水头损失的物理意义和计算方法。
5111、对于一个给定的管径和流速，如何计算管道的流量？请给出计算公式并解释每个公式的物理意义。
三、综合题9、通过数值模拟方法研究流体运动时，有哪些可能遇到的困难和挑战？如何解决这些困难和挑战？91、假设在一个直径为1米的管道中流动的水，其平均流速为1米/秒。
请计算该管道的流量。
再假设在该管道的入口处加入一个水泵，使得管道内的流速增加到2米/秒，请问流量是否会翻倍？为什么？答案：一、选择题1、D。
水动力学主要研究的是流体（包括水）的运动状态和规律，不涉及物体的重量。
因此，重量不是水动力学的研究对象。
2、B。
根据伯努利定理，在不可压缩的稳定流场中，流速与流量成正比。
因此，流速与流量之间存在正比关系。
3、A。
根据抛物线的几何性质，抛物线的顶点位于其对称轴上。
因此，水坝顶部的宽度为底部的1/2，即25米。
又因为题目中给出的底部宽度为50米，所以水坝顶部的宽度为10米。
因此，答案为A。
4、C。
在工程应用中，通常所说的水密度是指常温常压下的密度。
因此，答案为C。
二、简答题5、水动力学的基本研究方法是基于物理学和数学的流体动力学理论和实验方法，研究流体运动的规律和特性。
水力学试卷2及答案
水力学试卷(2)一、填空题（30分，每空1分）1. 液体的主要物理性质为（）、（）、（）、（）、（）、（）。
2. 所谓理想液体就是把水看作绝对（）、（）、（）、（）的连续介质。
3. 作用在液体上的两大力为（）、（）。
4. 现阶段水力学的科学试验主要有三种方式（）、（）、（）。
5. 静止液体中压强的两种计算基准为（）、（）。
6. 描述液体运动的两种方法为（）和（）。
7. 根据下游水深和跃后水深的关系，可将水跃分为（）、（）、（）。
8. 明渠恒定非均匀流的三种流态为（）、（）、（）。
9. 两个流动系统的相似，可以用（）、（）、（）来描述。
10.水流模型的类型包括（）和（）两种。
二、判断（每空1分，共10分）1．要用实际方法解决一个水力学问题，应首先用理论方法确定出各变量之间的关系式，然后进一步通过模型试验确定出问题的完整表达式。
（）2．在水力学上，毕托管用来测流量，而文丘里用来测流速。
（）3．明渠水力最优断面是按流体力学原理定义的，在工程上不一定最优。
（）4．液体运动的两种型态是层流和急流，二者依据下临界雷诺数来判别。
（）5．孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。
（）6．单项力相似准则中两个独立的准则包括重力和惯性力为主要作用力时的弗劳德准则和粘性力和惯性力为主要作用力时的雷诺准则。
（）7．测压管水头线（水面线）沿程不可能上升。
（）8．明渠均匀流一定是恒定流。
（）9．工程上通常按照堰坎厚度与堰顶水头的比值大小和水流的特征，将堰流分为薄壁堰流、窄深堰流和宽顶堰流。
（）10．渗流系数是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的量纲为LT －1 。
（）三、简答题（每题5分，共20分）1．什么是水力学？2．明渠均匀流的水力特性及产生的条件？3．何为有压管路中的水击？水击的类型有哪些？4．何为断面比能？它的表达式及与液体运动的总机械能的区别是什么？四、计算题（共40分）1．一封闭水箱（如图1 所示）自由表面上气体压强p 0 =25kN/m 2 ，h 1 =5m，h 2 ＝2m。
水力学1-7章习题
第1章绪论一、选择题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 . 无大小的几何点；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．作用在流体的质量力包括（）A. 压力；B. 摩擦力；C. 重力；D. 惯性力。
3．单位质量力的国际单位是：（）A . N ；B. m/s；C. N/kg；D. m/s2。
4．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（）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。
5．水的粘性随温度的升高而（）A . 增大；B. 减小；C. 不变；D，无关。
6．气体的粘性随温度的升高而（）A. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变；D，无关。
7．流体的运动粘度υ的国际单位是（）Ａ. m2/s ；B. N/m2；C. kg/m ；D. N·s/ｍ28．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。
9．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（）Ａ. 200001；Ｂ. 100001；Ｃ. 40001。
10．水力学中，单位质量力是指作用在（）Ａ. 单位面积液体上的质量力；Ｂ. 单位体积液体上的质量力；Ｃ. 单位质量液体上的质量力；Ｄ. 单位重量液体上的质量力。
11．以下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. 粘性是在运动状态下流体具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作用；Ｄ. 流体的粘性随温度的升高而增大。
12．已知液体中的流速分布µ－y Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数； Ｃ. τ＝ky 13 Ａ. 液体微团比液体质点大；Ｂ. Ｃ. 14．液体的汽化压强随温度升高而（ Ａ. 增大； Ｂ. 减小；Ｃ. 不变；15．水力学研究中，为简化分析推理， Ａ. 牛顿液体模型； Ｂ. 体模型；Ｅ. 连续介质模型。
水力学典型例题2
−
F2
H2
3 sin α
所以
l0
=
F1H 1 − F2 H 2
3P sin α
= 140346 × 4.5 − 43316 × 2.5 3 × 97030 × 0.707
= 2.54 m
这就是作用在闸门上的总压力的作用点距闸门下端的距离。
【例5】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。
[例4]如图所示，一矩形闸门两面受到水的压力，左边水
深 H1 = 4.5m，右边水深 H2 = 2.5m ，闸门与水面成 α = 450倾 斜角。假设闸门的宽度 b = 1m，试求作用在闸门上的总压力 及其作用点。
[解]作用在闸门上的总压力系左右两边液体总压力之差，
即 F = F1 − F2
因此
l1 P
2 × 0.707
2 × 0.707
= 140346 − 43316 = 97030 Ν
由于矩形平面压力中心坐标
yD
=
yc +
Jc yc A
=
L + b L3 12 2 ( L 2 ) bL
=
2L 3
根据合力矩定理，对通过O点垂直于图面的轴取矩，得
FI 0
=
F1
l1 3
−
P2
l2 3
=
F1
H1
3 sin α
B到G的垂直距离
y = d × cos 60° = 0.25m
2
根据理论力学平衡理论
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因此
压力中心D到B的距离 Jc d Yc + L = Yc + Yc A 2
0 .5 4 π 4 + 0 .5 = H c (π × 0.52 ) sin 60° = 0.51m x = d × cos 60° = 0.5m B到T的垂直距离
d y = × cos 60° = 0.25m B到G的垂直距离 2 根据理论力学平衡理论
【例5】如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面 与水平面成60，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。
α
解：闸门所受水的总压力 P=γhcAx=9.8×4×π×0.5×0.5×sin60=26.66kN
H1 H1 , A1 = b l1 = b ; H c1 = 2 sin α H2 H2 H c2 = 。 , A2 = b l2 = b 2 sin α
H1
P P l0 l 1 1 3
l1
P2
α
H2
l2
Байду номын сангаас
l2 3
所以
9800 × 1 × 4 .5 2 9800 × 1 × 2 .5 2 = 2 × 0 .707 2 × 0 .707 = 140346 43316 = 97030 Ν 由于矩形平面压力中心坐标 Jc 2 L b L 3 12 yD = yc + = + = L 2 ( L 2 ) bL 3 yc A
ρgbH12 ρgbH 22 F = ρghc1 A1 ρghc 2 A2 = 2 sin α 2 sin α
根据合力矩定理，对通过O点垂直于图面的轴取矩，得 l l H1 H2 FI 0 = F1 1 P2 2 = F1 F2 3 3 3 sin α 3 sin α 所以 F1 H 1 F2 H 2 140346 × 4 .5 43316 × 2 .5 l0 = = 2 .54 m = 3 P sin α 3 × 97030 × 0 .707 这就是作用在闸门上的总压力的作用点距闸门下端的距离。
∑M
A
= PL + Gy Tx = 0
PL + Gy = 27.9kN T= x