水力学

参考答案：C
[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合参考答案：错误
[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）
A：是紊流转变为层流时的雷诺数
B：是层流和紊流的主要判别参数
C：等于2300
D：对流态判别作用不大
参考答案：D
[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。参考答案：正确
31、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m/s，
3则水箱出流量Q为0.357 m/s。
2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为F=ρQβv (方向水平向右)。
3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。
4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。
5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为等于
。
6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 Pa。
7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙
区→粗糙区。
8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。
9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ?u/?y 。
1、0.357
2、F=ρQβv (方向水平向右)
3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力
4、λ＝64/Re
5、等于
6、1.113×105
7、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区
8、均匀
9、τ＝μ?u/?y
第二次作业
1、下列说法中，正确的说法是（ B ）
A：理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B：理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒
C：理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒
D：理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒
2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（错）
3、水的动力粘度随温度的升高而（B）
A：增大
B：减小
C：不变
D：不定
4、牛顿流体具有（B）
A：扩散并充满整个容器的特性
B：在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性
C：实际上绝对不可压缩的性质
D：切应力与运动状态无关的性质
5、水深相同的静止水面一定是等压面。（错误）
6.层流均匀流断面动量修正系数为２(错误)
论述题：
1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
2、绘出图中的受压曲面AB
3、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A点以上的水深H＝1.2m，
闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。
确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。
解：水平分力Px=pc×Ax=74.48kN
铅垂分力Py=γ×V=85.65kN,
静水总压力P2= Px2+ Py2,
P=113.50kN,
tan?= Py/Px=1.15 ∴?=49°
合力作用线通过圆弧形闸门的圆心
4、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64 m2，长l =50 m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为δ1=0.2，δ2=0.5，δ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。求通过的流量Q ?
解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的
计算断面建立能量方程lv2
H?hw?(? ???)4R2g
计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数
AR??d/4?0.2m , ???0.2?2?0.5?1.0?1.9 ?
将参数代入上式计算，可以求解得到
? v?4.16m/s , Q?vA?2.091m3/s
即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s 。
5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径
d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hw=0.5m。用压力表测得
橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。行近流速v0≈0，取动能、动量修正系
数均为1。
（1）计算通过管道的流量Q；
（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？
解：（1）通过流量
以喷嘴出口中心所在水平面为基准面0—0，选取水箱内接近
管道入口满足渐变流条件的1—1断面、喷嘴出口处的2—2断面
及橡胶管与喷嘴接头处的3—3断面。对1—1与2—2列能量方程：
H?2?2v2
2g?hw
v2?2g(H?hw)?2?9.8?(5.5?0.5)?9.8995 44
（2）手握住喷嘴需要的水平力Q??d2v2???0.022?9.8995m3?3.1100?10?3m3
d2v222?()?9.8995?0.7040 橡胶管流速v3?27.5D
对喷嘴段3—3与2—2间水体列水平方向的动量方程：
?Q(?2v2??3v3)?P3?P2?F
P2
=0
2014西南大学《水力学》作业答案
第三次作业，
D：以上答案都不对，第四次作业，答：明渠均匀流的形成条件：根本（力学）条件：重力沿流向的分量=边壁摩阻力，第五次作业，3、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？，引入可能性：水力学所研究的，答：（1）雷诺数的力学意义：表征惯性力作用与粘性力作用的对比，（2）弗劳德数的力学意义：表征惯性力作用与重力作用的对比，P3?p?4D2?4.9???0.0752
P3?p?
4D2?4.9???0.0752N?216.4754N ?4410
F?P3??Q(v2?v3)
?216.4754N?1000?3.1100?10?3(9.8995?0.7040)N ?187.8771N
答：用手握住喷嘴需要的握力为187.8771N，方向水平向左。
第三次作业
1、在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量(A：大)
2、若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m，其宽度为（D： 2.4m）
填空
①、计算明渠均匀流的公式是：v=C（RJ）?
②、理想液体与实际液体的主要区别是有无粘滞性
③、只受重力作用，静止液体中的等压面是_水平面__。
④、圆管层流实测管轴上流速为4m/s，则断面平均流速为 2 m/s 。
⑤、在铅直管道中有密度ρ=800kg/m3的煤油向下流动，管道直径d=20cm，装有两个压力表读数分别为p1=196kPa，p2=392kPa，假设管中流速不变，不计水头损失，两压力表高差H的长度应为25ｍ。