水力学作业答案
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：0789.83107.4kPac p p gh ρ=+=+⨯=右 （2）107.4980.959m 9.8c 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15,20,4s cm h cm h cm===（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。
11211222gh gh ph 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。
《水力学》作业题参考答案
μ=0.95。现测得水银压差计读数hp=150mm，问此时管中流量Q是多少。
解：
Q K
Hg 油
1 hp
பைடு நூலகம்
d12 2g 0.22 2 9.807
其中： 0.95； K
4
d1 d2
4
1
4
0.2 0.1
4
1
0.0359
hp 0.15 （m）
Q K
Hg 油
1 hp
可第行3章性判定：当
h1
增大时
yC
h1
h212 增大，则
IC yC A
减小，-1即2-
第2章 水静力学
作业 7、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计 读值△h=60cm。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力 的水平分力和铅垂分力。
解：（1）确定半圆中心压强P0
p0 h Hg g g(h2 h1) 76.（1 KPa）
Δh
解：找到基准面
B×
vA
dB dA
2
vB
0.4 0.2
2
1.5
6m
/
s
×A
HA
zA
pA
vA2 2g
0
30 9.807
62 2 9.807
4.89m
HB
zB
pB
vB2 2g
1.5
40 9.807
1.52 2 9.807
5.69m
第3章
18
HB HA BA
-18-
第3章 水动力学
（kPa）
（2）计算水平分量Px Px po A p0 R2 59.74KN
（3）计算铅垂分力Pz
《水力学》试题及参考答案
《水力学》试题及参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、水击现象与调压系统的液面波动都属于（）。
A、恒定流B、渐变流C、非恒定流D、急变流正确答案：C2、堰流及闸孔出流都属于明渠（）。
A、缓流B、均匀流C、渐变流D、急变流正确答案：D3、水力计算中的工程大气压强值是（）千帕。
A、98B、101C、100D、101.293正确答案：A4、与静水压强的量测相似，可以用（）来测量动水压强。
A、测压管B、虹吸管C、比压计D、差压计正确答案：A5、突然扩大管段的测压管水头线沿程。
（）A、保持水平B、不确定C、上升D、下降正确答案：C6、测量液体中某一点的相对压强值可以用（）。
A、测压管B、比压计C、压差计D、差压计正确答案：A7、管道中心处的切应力为（），沿半径方向逐渐增大，管壁处达到最大。
A、0B、0.4PaC、0.3PaD、0.2Pa正确答案：A8、管嘴出流的泄流量( )孔口出流的泄流量。
A、相等B、不确定C、大于D、小于正确答案：C9、有一定大小尺寸的实际水流一般称为（）。
A、元流B、微小流束C、流管D、总流正确答案：D10、均质孔隙介质中渗流流速与水力坡度的一次方成（），并与土的性质有关。
A、对数关系B、反比C、平方关系D、正比正确答案：D11、堰流为自由出流，其淹没系数（）1.0。
A、等于B、小于C、小于等于D、大于正确答案：A12、总水头线与基准面之间的几何高度代表了（）的大小。
A、流速水头B、测压管水头C、总水头D、压强水头正确答案：C13、若压力体为实（）压力体，则作用于曲面上的静水总压力的垂直分力的方向（）。
A、与曲面正交B、铅垂向下C、铅垂向上D、与曲面的切平面正交正确答案：B14、水力坡度是表示单位重量液体在单位流程上的（）。
A、水头损失B、位置升高C、位置降低D、压强降低正确答案：A15、圆管均匀层流的流速分布为（）。
A、抛物线B、指数曲线C、直线D、对数曲线正确答案：A16、水跃函数曲线的上支为增函数，水流为缓流，代表（）。
水力学作业答案
水力学作业答案水力学作业答案第3章一、选择题(略)二、判断题(略)三、简答题1．述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。
答：（略）2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答：①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
（改为：写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。
）答：流函数具有的性质①流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。
②两流线间的函数值之差为为单宽流量。
③平面势流的流函数为一个调和函数。
答：流函数与流速势的关系①流函数与势函数为调和函数。
②等势线与等流函数线正交。
4．什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流速？答：与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5．如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问：(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流？(3)恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？答：（1）是恒定流。
Ⅰ、Ⅲ是均匀流，Ⅱ是非均匀流。
（2）管中为非恒定流。
（3）有。
管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。
四、计算题（解题思路）1．恒定二维流动的速度场为 ay u ax u yx-==,，其中1=a 秒-1。
（1）论证流线方程为C xy =；（2）绘出C ＝0、1及4m 2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
解：（1）流线方程为：yx u dyu dx = 代入数值推导（2）（略） （3）由：yuu x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
y u u xu u tu a yyyxyy ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
《水力学》作业题参考答案
详细描述
流速是影响水头损失的重要因素，流速越大，水流阻力越 大，水头损失也越大。流体性质对水头损失也有影响，例 如水的黏滞性、密度和表面张力等都会影响水头损失。管 道材料和管道形状也是影响水头损失的因素，不同材料的 管道对水流的阻力不同，管道的弯曲、分叉等形状也会影 响水头损失。了解水头损失的影响因素有助于更好地控制 和减少水头损失，提高水流运动的效率。
液体流动的能量平衡特性
液体流动的能量平衡具有守恒性， 即流动过程中各种形式的能量总和 保持不变。 能量平衡与流体的状态变化密切相 关，例如流体从高压状态向低压状 态流动时，压力能会转化为动能。 液体流动的能量平衡特性决定了流 体的运动规律和特性，例如流速、 压强、水位等参数的变化。
液体流动的能量平衡计算
PA R T. 0 2
流体运动
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流体运动的分类
层流运动 湍流运动 过渡流 自由表面流 流体在流动过程中，流层之间互不掺混，呈层状流动。 流体在流动过程中，流层之间有强烈的动量交换，流动呈现紊 乱、无规则状态。 介于层流与湍流之间的流动状态，具有某些层流和湍流的特性。 流体在流动过程中，存在自由表面的流动，如河流、洪水等。
水头损失
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水头损失的概念
总结词
水头损失是指水流在运动过程中，由于克服水流阻力而消耗的能量。
详细描述
水头损失是水流在运动过程中由于克服水流阻力而消耗的能量。水 流在运动过程中会遇到各种阻力，如摩擦阻力、局部阻力等，这些 阻力会导致水流的能量损失，即水头损失。
水头损失的计算
总结词
离有关。
静水压强的特性
静水压强具有方向性，垂直指向作用面， 即垂直指向受压物体表面。
水力学：作业及答案
4．液体中某点的绝对压强为88kN/m2,则该点的相对压强为（b）
a、10 kN/m2b、—10kN/m2c、12 kN/m2d、—12 kN/m2
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
1．管道直径d=10 mm，通过流量Q=20 cm3/s，运动粘度=0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流?若将直径改为d =30 mm，水温、流量不变,问管中水流属何种流态？
2．图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射.若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，管嘴局部水头损失系数=0.2，取动能校正系数=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z.（ 12分）
4．在无坎宽顶堰的计算中没有侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。 （×)
四、问答题（每小题4分，共计8分）
1．简述堰的分类和相应的水流运动特征。
答案：①薄壁堰流.当δ/H＜0.67时,过堰的水舌形状受堰顶厚度δ的影响，水舌下缘与堰顶呈线接触，而且堰顶常做成锐缘形，水面为单一的降落曲线；②实用堰流。当0。67＜δ/H＜2.5时，过堰水流受到堰顶的约束和顶托，水舌与堰顶呈面接触，但水面仍有单一的降落曲线；③宽顶堰流。当2。5＜δ/H＜10时，堰顶厚度对水流的顶托作用更为明显，水流在堰顶进口处出现第一次跌落后，形成与堰顶近乎平行的渐变流段，然后出现第二次跌落(下游水位较低时）。
解:
3．已知如图所示的文丘里管,管路中通过流量Q =10l/s，d1=5 cm，p1=78。4Pa，如果使 断面产生真空压强为6。37kPa，问d2应为多少？（不计水头损失）（12分）
水力学作业1——4作业与答案
水力学作业1(第1、2章）一、单项选择题（每小题3分，共计12分）1.静止液体中同一点各方向的静水压强（ a ）a、大小相等;b、大小不等;c、仅水平方向数值相等;d、铅直方向数值为最大。
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/m2，则该点的相对压强为（b）a、10 kN/m2b、—10kN/m2c、12 kN/m2d、—12 kN/m2二、填空题（每小题3分,共计9分)1.牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿流体。
2。
液体中某点的相对压强值为20kN/m2，则该点的绝对压强值为118kN/m2,真空度为不存在。
3.当压力体与受压面位于同一侧，则铅垂方向作用力的方向是向下。
三、判断题 (每小题3分，共计9分）1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。
（√）2。
图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点C重合。
（×)3.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5分，共计10分）1。
液体的基本特征是什么?答：液体的基本特征是易流动、不易被压缩、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：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,我们把液体的这种特性称为粘滞性；由于粘滞性的存在，液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量,所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。
五、作图题(每小题5分，共计10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题5 – 1 题5 - 2六、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。
水力学习题答案
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31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m 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(002.02y 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 dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 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yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．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yud d μτ=，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。
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水平压力：
方向水平向右。
方向垂直向下。
则 ，因此
当右支管内油水交界面下降25cm时，左支管的液面高度为 ，右支管的液面高度为
则
根据静力学平衡得到
即
1.7盛同一种液体的两容器，用两根U形差压计连接。上部差压计A内盛密度为 的液体，液面高差为 ；下部差压计盛密度为 的液体，液面高差为 。求容器内液体的密度 （用 ， 及 ， 表示）。
解： ； ； ；
①，其中 为容器的截面积。
又有 ②
解①②得 ， 。
（2）轻油测压管在页面处。
，其中 为轻油测压管中液面高度； 为测压管位置距分界面的距离。
1.4在盛满水的容器盖上，加上6154N的载荷 （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求 、 、 、 各点的相对静水压强（尺寸见图）。
解：
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。
1.8一容器内盛有密度 的液体，该容器 为 ，宽 ，液体深度 为 。试计算下述情况下液体作用于容器底部的总压力，并绘出容器侧壁及底部的压强分布图：
（1）容器以等加速度 垂直向上运动；
（2）容器以 的等加速度垂直向下运动。
解：
1.11
1.14一矩形平板闸门AB，门的转轴位于A端，已知门宽3m，门重9800N（门厚均匀），闸门与水平面夹角 为 ， 为1.0m， 为1.73m，若不计门轴摩擦，在门的B端用铅垂方向钢索起吊。试求：
解： ； ； ； ；
；
因此
1.6一U形差压计如图题1.6所示，下端为横截面积等于 的玻璃管，顶端为横截面积 的圆筒，左支内盛水（ ），右支管盛油（ ），左右支顶端与欲测压差处相接。当 时，右支管内的油水交界面在x--x水平面处，试计算右支管内油水交界面下降25cm，（ ）为若干？
解：假设当 时，左支管的液面高度为 ，右支管的液面高度为
（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）
（2）
因此A点存在真空
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 为 ，重油密度 为 ，当两种油重量相等时，求：
（1）两种油的深度 及 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
解：水孔闸门上的水压力为
作用点为
作用点距水面2.257m。
1.18
1.19一弧形闸门，门前水深 为3m， 为 ，半径 为4.24m，试计算1m宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。
解：
水平方向的力：
方向水平向右。
方向垂直向下。
因此门面上所受的静水总压力为45.54kN，方向为 。
1.20由三个半圆弧所连接成的曲面ABCD，其半径 为0.5m， 为1.5m，曲面宽 为2m，试求该曲面所受水压力的水平分力及垂直分力各为多少？并指出垂直水压力的方向。
（1）当下游无水，即 为0时启动闸门所需的拉力 ；
（2）当下游有水， 为 时启动所需的拉力 。
解：（1）
作用点距A点
重力为
对闸门有三个力，这三个力对转轴的力矩为零。
（2）
起作用点在矩形中心处
对闸门有三个力，这三个力对转轴的力矩为零。
1．16在渠道侧壁上，开有圆形放水孔，放水孔直径 为0.5m，孔顶至水面的深度 为2m，试求水孔闸门上的水压力及作用点位置。
水力学作业答案
1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测 Nhomakorabea管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压强 为 ；左管与大气相通。求：
（1）容器内液面压强 ；
（2）左侧管内水面距容器液面高度 。
解：
（2）
1.2 盛有同种介质（密度 ）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 ），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：