水力学 作业汇总
水力学作业答案
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？
最新水力学作业题答案
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。
《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》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。
水力学作业及答案（至5.18）
第一次作业1.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H =5.5 m。
由水箱至喷嘴的水头损失h w = 0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N cm2。
如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。
解：以过喷嘴中心的的水平为基准面，列水箱渐变流断面1-1和喷嘴出口断面2-2的能量方程H+0+0=0+0+V22/2g+0.5得喷嘴的出口流速和流量为：V2=9.9m/s Q=V2A=0.000314m3/s橡胶管内的流速为V3=Q/A3=0.706m/s对于喷嘴建立X方向的动量方程P3A3-R=βρQ(V2x-V3x)(β=1)R=P3A3-ρQ(V2-V3)=187.79(N)水流对喷嘴的冲击力R‘为手握喷嘴的所需动力。
2.如图所示为嵌入式支座内的直角弯段等径输水管，d=250mm,流量Q=0.12/s，支座前压强P1=176.4kPa（相对压强），管道中心都在同一水平面上，求支座所受到的水平力R，忽略水头损失。
解：①取支座前后两段渐变流断面分别为1-1，2-2。
过流断面由1-1,2-2建立能量方程Z1+P1/γ+α1V1/2g=Z2+P2/γ+α2V2/2g+0在水平面内Z1=Z2V1=V2=Q/A=2.466m/s取α1=α 2 P1=P2=1.8*9800=176.4KN②ρQ（0-β1V1）=P1-R XR X =8948.15N③列y方向的能量方程ρQ（β2V2-0）=R y-P2R y=8948.15R'=1254.6N R与R'大小相等，方向相反。
第二次作业11.2.第四次作业1解2解：。
水力学练习题
水力学练习题水力学是研究液体运动规律及其与固体边界相互作用的科学，以下是一些水力学练习题，供学习者练习：1. 静水压力计算某容器底部受到的静水压力为2.4×10^5 Pa，求该容器底部的深度。
2. 伯努利方程应用在一水平管道中，水的流速从2 m/s增加到4 m/s，假设管道的横截面积保持不变，求水的压强变化。
3. 流速和流量的计算已知一河流的横截面积为50 m²，流速为1.5 m/s，求该河流的流量。
4. 雷诺数的计算某管道内水流的直径为0.2 m，流速为2 m/s，水的密度为1000kg/m³，动力粘度为0.001 Pa·s，求该水流的雷诺数。
5. 临界雷诺数的判断给定一管道内水流的雷诺数为2000，判断该水流是层流还是湍流。
6. 水头损失计算在一长为100 m，直径为0.5 m的管道中，水以2 m/s的速度流动，求沿程水头损失。
7. 孔口出流问题一个圆形孔口的直径为0.1 m，水从孔口自由出流，求出流速度和出流量。
8. 明渠流的计算某明渠的底部宽度为2 m，水深为1 m，流速为1 m/s，求明渠的流量和水力半径。
9. 水跃现象分析在一宽为4 m的矩形渠道中，水从上游以2 m/s的速度流入，下游水深为0.5 m，分析是否会产生水跃，并计算水跃的位置。
10. 水力梯度线和能量梯度线在一倾斜的管道中，水流速度从上游的1 m/s增加到下游的2 m/s，求水力梯度线和能量梯度线的变化。
11. 水轮机效率计算已知一水轮机的输入功率为100 kW，输出功率为80 kW，求该水轮机的效率。
12. 泵的扬程计算某泵的流量为50 m³/h，功率为15 kW，求该泵的扬程。
13. 波浪理论应用在一开放海域，波浪高度为 2 m，周期为10 s，求该波浪的波长。
14. 潮汐能计算某海域的潮汐高度差为5 m，平均流速为1 m/s，求该海域的潮汐能。
15. 流体静力学平衡问题一圆柱形容器内装满水，水的深度为3 m，求容器底部的静水压力。
水力学题库
《水力学》习题、试题库一、名词解释1.有压流2.无压流3.流线4.迹线5.渐变流：6.急变流7.水力最优断面8.粘滞性9.膨胀性10.压缩性11.质量力12.表面力13.均匀流14.非均匀流15.佛汝德数16.雷诺数17.棱柱形渠道18.非棱柱形渠道19.理想液体20.圆柱形外管嘴21.长管22.短管23.孔口24.临界水深25.正常水深26.局部水头损失27.沿程水头损失28.连续介质29.恒定流30.非恒流31.基本量纲32.紊流33.层流34.流管35.元流36.总流37.过水断面38.流量39.当地加速度40.迁移加速度41.水力坡度J42.测压管坡度Jp43.正坡44.平坡45.负坡46.逆坡47.临界流48.急流49.缓流50.平均水深h m51.临界坡度i k52.不冲允许流速53.不淤允许流速54.断面比能55. 自由出流56. 淹没出流二、简答题1.请简述“连续介质假设”的内容及其对研究液体运动的意义。
2.什么是均匀流？明渠均匀流有哪些水力特征？3.什么是水力最优断面？4.什么是“佛汝德数”，其物理意义表示什么？5. 什么是理想液体？6. 什么是迹线？7. 什么是棱柱形渠道？8. 什么是“雷诺数”，其物理意义表示什么？9. 什么是圆柱形外管嘴？管嘴的形成条件。
10.简述牛顿内摩擦定律的内容及其物理意义。
11.简述静水压强的特性。
12.简述帕斯卡定律的内容。
13.什么是等压面？它有何性质？14.什么是流线？它有何特点？15.简述明渠均匀流的形成条件。
16.何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质？17.雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？18.欧拉数与韦伯数的物理意义是什么？三、判断题1.恒定流时，流线与迹线重合。
（）2.在相同的水头作用下，孔口的流量比管嘴的流量大。
（）3.相对压强可以大于、等于或小于零。
（）4.等压面不一定与质量力正交。
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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+=112h 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+=334h 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 8.92300m p h ===γ由h p p γ+='0 得，位置A 的绝对压强的水头表示为mh 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aa 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γpz 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 AA =⨯⨯==γ 由1122h h p A γγ-=得2112γγh 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32p p '=', 54p 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3330108.264)]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 0221.010133.28108.93.0332112=⨯⨯⨯-==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=︒=θθ22l p p OH 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 ∆+-∆++=γγA 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 ∆=∆γγ22-8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421422h d h D oilππ⨯=∆所以 2)(2D d h h oil ⨯=∆ 代入（3），得2221)()(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 233333)404(100.9)100.9108.9(108.91010⨯+⨯-⨯⨯⨯⨯=-hmm 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=6.86×103N ／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。