水力学复习资料

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第零章绪论

0.1水力学的任务与研究对象(了解)

水力学的任务是研究液体(只要是水)的平衡和机械运动的规律及其实际应用. 水力学研究的基本规律有两大主要组成部分:一是关于液体平衡的规律.它研究液体处于静止或相对平衡状态时,作用于液体上各种力之间的关系,这一部分称为水静力学;二是关于液体运动的规律,它研究液体在运动状态时,作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等,这部分称为水动力学.

0.2液体的粘滞性(理想液体与实际液体最大的差别)

粘滞性当液体处于运动状态时,若液体质点之间发生相对运动,则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动,液体的这种性质就称为粘滞性,产生的内摩擦力叫做粘滞力.

0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的内摩擦力(或粘滞力)的大小与速度梯度成正比,同时和液体的性质有关.

即

.

0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述(了解)P7

0.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值,是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的,即温度越高,其值越小(液体的流动性是随温度的升高而增强的)

0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体(符合牛顿内摩擦定律的液体,其特点是温度不变,动力黏度系数就不变P8图0.3)

0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.(水的压缩性很小,一般不考虑)

0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡,使其受到及其微小的拉力(表面张力仅存在于液体表面,液体内部不存在,其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小,并且随液体种类和温度的变化而变化,怎样变化)

0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面上.这就是物理学中所讲的毛细现象.

0.10由实验得知,管的内经越小,毛细管升高值越大,所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,5

0.11连续介质在水力学中,把液体当作连续介质看待,即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.(水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动,但实际上,从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的,但水力学研究的是液体的宏观运动,故将液体看作连续接介质)

0.12把液体看作连续介质的意义

如果我们把液体看作连续介质,则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和时间坐标的连续函数,这样,在研究液体的运动规律时,就可以运用连续函数的分析方法.

0.13理想液体所谓理想液体,就是把液体看作绝对不可压缩,不能膨胀,没有粘滞性,没有表面张力的连续介质.

0.14表面力和质量力

表面力表面力是作用于液体的表面,并于受作用的的表面面积成比例的力. 质量力质量力是指通过所研究液体的每一部分质量而作用与液体的,其大小和液体的质量成比例的力(质量力又称体积力) 课后习题0.2

第一章水静力学

1.1液体在平衡状态下.没有内摩擦力的存在,因此理想液体和实际液体都是一样的,故在静水中没有区分的必要.

1.2静水压力静止(或处于平衡状态)的液体作用在与之接触的表面上的水压力称为静水压力,常以表示.

1.3静水压强取微小面积，令作用在上的静水压力为,则面上单位面积上所受的平均静水压力为称为面上的平均静水压强，当无限趋近与一点时，比值的极限值定义为该点的静水压强.

1.4静水压强的两个重要特性

⑴静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面(若不垂直,则必存在一个与液面平行的分力,这样必会破坏液体的平衡状态;静水压强若不指向受压面而是背向受压面,则必会受到拉力,同样不能保持平衡状态) ⑵作用在同一点上的静水压强相等(推导过程:在平衡液体内分割出一块无限小的四面体,倾斜面的方向任意选取,为简单起见,建立如图所示的坐标系,让四面体的三个棱边与坐标轴平行,并让轴与重力方

向平行,各棱边长为,四面体四个表面上受有周围液体的静水压力,因四个作用面的方向各不相同,如果能够证明微小四面体无限缩小至一点时,四个作用面上的静水压强都相等即可.

令为作用在面上的静水压力, 令

面上的静水压力, 令为作用在面上的静水压力, 令为作用在为作用在面上的静水压力.又假定作用在四面体上单位,则总质量力在三个坐标方向的投影分别质量力在三个坐标方向的投影为

为

…因为液体处于平衡状态,由力的平衡条件

得:+

…将上式都除

以若…以分别表示四面体四个面的面积,

则,并且

有化简可得

,上式中分别表示面上的平均静水压强, ,如

,同理可果微小四面体无限缩小至一点时,均趋近于0,对上式取极限有

证,故作用在同一点上的静水压强相等)

1.5等压面在平衡液体中可以找到这样一些点,他们具有相同的静水压力,这些点连成的面称为等压面(对于静止的液体其等压面是水平面,对于处于相对平衡的液体,其等压面与自由液面平行,例如称有液体的圆柱形容器绕桶轴做等角速度旋转,其等压面就是抛物面)

1.6等压面的两个性质

⑴在平衡液体中等压面即为等势面.

⑵等压面与质量力正交.

1.7绝对压强和相对压强

绝对压强以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强,称为绝对压强.

相对压强把当地大气压作为零点剂量的压强,称为相对压强.

1.8P29图1.11中各字母表示的含义

1.9真空及真空度

真空当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，即相对压强为负值时，就称该点存在真空.

真空度真空度是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值.(例题1.4 1.5 .16)

1.10压强的液柱表示法

1.11水头与单位势能

1.12液体的平衡微分方程式(欧拉平衡微分方程式)的推导过程P20,以及重力作用下静水压强的基本公式的推导过程P24.

1.13压强的测量(各种压差计的计算) 计算中找等压面须注意:①若为连续液体，高度相等的面即为等压面.②若为不连续液体(如液体被阀门隔开或者一个水平面穿过了不同介质，则高度相等的面不是等压面③两种液体的接触面是等压面.

1.14作用于矩形平面上的静水总压力

,为压强分布图面积.(压力中心的位置:当压强为三角形分布时, 压力中心离底部距离为

当压强分布为梯形分布时，压力中心离底部距离为)

1.15作用于曲面上的静水总压力

分为水平方向和竖直方向计算,水平方向方法同作用于矩形平面上的静水总压力(将曲面投影在方向的图形即为矩形，则= 为形心点处的压强),竖直方向需画出压力体(压力体包括六个面:曲面本身,自由液面或者其延长面,曲面四个边延长至自由液面的四个面.这里注意自由液面必须是只受到大气压强作用的液面),则,其中为压力体的体积.

1.16几种质量力同时作用下的液体平衡

1.17作用于物体上的静水总压力,潜体与浮力的平衡及其稳定性

第二章液体运动的流束理论

2.1描述液体运动的两种方法(拉格朗日法和欧拉法)P63

2.2流线和迹线

迹线某一液体质点在运动过程中,不同时刻所流经的空间点所连成的线称为迹线,即迹线就是液体质点运动时所走过的轨迹线流线它是某一瞬时在流场中绘出的一条曲线,在该曲线上所有点的速度向量都与该曲线相切,所以流线表示除了瞬间的流动方向.

流线的基本特性P67

2.3恒定流与非恒定流

恒定流如果在流场中所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流(也就是说,在恒定流的情况下,任一空间点上,无论哪个液体质点通过,其运动要素都是不变的.运动要素仅仅是空间坐标的函数,而与时间无关)

非恒定流如果在流场中所有的运动要素都是随时间而改变的这种水流称为非恒定流.

注：本章只研究恒定流.

2.4流管在水流中任意取一微分面积,通过该面积周界上的每一给点,均可以作一根直线,这样就构成了一个封闭的管状曲面,称为流管.

2.5微小流束充满以流管为边界的一束液流称为微小流束(按照流线不能相交的特性,微小流束内的液体不会穿过流管的管壁向外流动,流管外的液体也不会穿过流管的管壁向流束内流动,当水流为恒定流时,微小流束的形状和位置不会随时间而改变,在非恒定流中,微小流束的形状和位置将随时间而改变.微小流束的很横断面积是很小的,一般在其横断面上各点的流速或动水压强可看作是相等的)

2.6总流任何一个实际水流都具有一定规模的边界,这种有一定大小尺寸的实际水流称为总流(总流可以看作由无限多个微小流束所组成)

2.7过水断面与微小流束或总流的流线成正交的横断面称为过水断面.

2.8流量

2.9均匀流与非均匀流

均匀流当水流的流线为相互平行的直线时,该水流称为均匀流(直径不变的管道中的水流就是均匀流的典型例子)

非均匀流若水流的流线不是相互平行的直线时,该水流称为非均匀流.如果流线虽然相互平行但不是直线(如管径不变的弯管中的水流)或者流线虽直线但不相互平行(如管径沿程缓慢均匀扩散或收缩的渐变管中的水流)都属于非均匀流.

2.10均匀流的特性⑴均匀流的过水断面为平面,且过水断面的形状和尺寸沿程不变⑵均匀流中,同一流线上不同点的流速相等⑶均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压分布规律相同

2.11均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压分布规律相同的推导过程

2.12渐变流和急变流

渐变流当水流的流线虽然不是相互平行的直线,但几乎近于平行直线称为渐变流

急变流若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小,这话水流称为急变流.

2.13恒定总流连续性方程的推导P71

2.14理想液体恒定流微小流束能量方程的推导P72

2.15实际液体恒定总流的能量方程的推导P78

2.15恒定总流动量方程的推导P94

第三章液流形态及水头损失

3.1沿程水头损失和局部水头损失

沿程水头损失在固体边界平直且无障碍物的水道中,单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能叫做沿程水头损失,常用表示.

局部水头损失当固体边界发生改变或液体遇到障碍物时,由于边界或障碍物的作用使液体质点相对运动加强,内摩擦增加,产生较大的能量损失,这种发生在局部范围之内的能量损失叫做局部水头损失,常用表示.(就液体内部的物理作用来说,水头损失不论其产生的外因如何,都是因为液体内部质点之间有相对运动,因粘滞性的作用产生切应力的结果)

当固体边界发生改变或液体遇到障碍物时,为什么会产生局部水头损失(了解)P120

3.2影响水头损失的液流边界条件

3.2.1横向条件(过水段面积,湿周和水力半径)

湿周液流过水断面与固体边界接触的周界线叫做湿周,常用表示.(当过水段面积相等时,周长不一定相等,水与固体边界的接触要长些,故湿周对水损会产生影响,同样,当湿周相等时, 过水段面积不一定相等,通过同样大小的流量水损也不一定相等,故用水力半径来表征过水断面的水力特征)

水力半径过水段面积与湿周的比值称为水力半径,即 .

3.2.2纵向条件P123

3.3均匀流时无局部水头损失，非均匀渐变流时局部水头损失可以忽略不计,非均匀急变流时两种水头损失均有(知道).

3.4均匀流沿程水头损失与切应力的关系,以及半径为r处的（圆管中）切应力计算公式的推导P132

3.5计算均匀流沿程水头损失的基本公式——达西公式

对圆管来说，水力半径,故达西公式也可以写做

达西公式的推导过程应该不会考

3.6层流和紊流

层流当留速较小时,各流层的液体质点是有条不紊的运动,互不混杂,这种形态的流动叫层流.

紊流当流速较大时,各流层的液体质点形成涡体,在流动过程中,相互混杂,这种形态的流动叫紊流.

3.7雷诺试验

雷诺试验数据图形(两点三段.两点即上临界流速—水流从层流刚刚进入到紊流状态的速度和下临界流速—水流从紊流刚刚进入到层流状态的速度.三段即层流,过渡区,紊流所对应的曲线段.)P129

3.8根据雷诺实验的结果,层流时雷诺试验图形为一条直线,

即沿程水损v呈线性的一次方关系,但是由达西公式知与v是平方关系，试解释其原因.P132

3.9雷诺数的物理意义(为什么雷诺数可以判别液流形态)P131

3.10为什么采用下临界雷诺数而不采用上临界雷诺数来判断水流的型态

这是因为经大量试验证明,圆管中下临界雷诺数是一个比较稳定的数值,其值一般维持在2000左右,但上临界雷诺数是一个不稳定数值(一般在12000-2000),在个别情况下也有高达40000-50000.这要看液体的平静程度和来流有扰动而定,凡雷诺数大于下临界雷诺数的,即使液流原为层流,只要有任何微小的扰动就可以是层流变为紊流.在实际工程中扰动总是存在的,所以上下临界雷诺数之间的液流是极不稳定的,都可以看作紊流,因此判别液流型态以下临界雷诺数为标准:实际雷诺数大于下临界雷诺数的是紊流,小于下临界雷诺数的是层流.

3.11雷诺实验虽然都是以圆管液流为研究对象,但其结论对其他边界条件下的液流也是适用的.只是边界条件不同,下临界雷诺数的数值不同而已.例如明渠的雷诺数,其中R为水力半径(知道).

3.12紊流的特征P133(4点，后两个特点很重要)

3.13粘性底层在紊流中并不是整个液流都是紊流,在紧靠固体边界表面有一层极薄的层流存在该层流层叫粘性底层.

3.14沿程阻力系数的变化规律

⑴

⑵即液体处于从层流进入紊流的过渡区,只与雷诺数有关,而与即液体处于层流状态,只与雷诺数有关,而与相对光滑度无关, 且相对光滑度无关.因其范围很窄,实际意义不大.

⑶

关系:

①当较小时粘性底层较厚,可以淹没,抵消管壁粗糙度对水流的影响,从即液流进入紊流状态,这时决定于粘性底层厚度和绝对粗糙度的

而只与雷诺数有关,而与相对光滑度无关.

②继续增大, 粘性底层厚度相应减薄,一直不能完全淹没, 管壁粗糙度

对水流产生影响, 从而既与雷诺数有关,又与相对光滑度有关.

③当增大到一定程度时, 粘性底层厚度已经变得很薄,已经不能再抵消

管壁粗糙度对水流的影响,这时管壁粗糙度对起主要作用,从而只与相对光滑度有关,而与雷诺数无关.(因这时与v是平方关系,故该区又叫做阻力平方区)

3.15谢齐公式和曼宁公式

谢齐公式

曼宁公式

第四章有压管中的恒定流

4.1简单管道

简单管道管道直径不变且无分支的管道.

4.2自由出流和淹没出流

自由出流管道出口水流流入大气,水股四周都受大气压强的作用,称为自由出

流

淹没出流管道出口如果淹没在水下,则称为淹没出流

4.3短管和长管

短管管道中若存在较大的局部水头损失,它在总水损中占的比重较大,不能忽

略不计的管道称为短管. ,其中J为水力坡度,/l ,R水力半径. ,其中n为粗糙系数，简称糙率.

长管若管道较长,局部水损和流速水头可以忽略不计,这样的管道叫做长管.

4.4简单管道的水力计算(以下均属于连续性方程和能量方程的具体应用)

总原则首先确定按长管还是短管计算.若按短管计算,则沿程损失,局损和流速

水头都要计算;若按长管计算,

只需计算沿程损失, 局部水损和流速水头可以忽略不计;在没有把握估计局损

的影响程度时,均按短管计算.

(先按短管计算,求出具体的沿程损失和局损数值,比较后可确定到底如何计算,

若无法确定具体数值一般的,

给水管道按长管计算,虹吸管按短管计算,水泵吸水管按短管计算,压水管根据

情况而定.

4.4.1自由出流和淹没出流的水力计算

自由出流上游存在行近流速,即有一个行近水头,列能量方程需计算在内(但其

值一般很小,在计算结果以忽

略不计,即公式中的).

淹没出流上游存在行近流速,即有一个行近水头,列能量方程需计算在内(但其

值一般很小,在计算结果时可

以忽略不计,即公式中的). 下游也存在一个流速水头,但由于

管道的过水断面积很小,

而下游过水断面积很大,水流速度在下游已经变得很小,可以忽略,不需计入能量方程.

4.4.2几种基本类型

4.4.3虹吸管和水泵装置的水力计算

4.4.4串联管道

整个管道的水头损失等于各支管水损之和.

4.4.5并联管道

并联管道一般按长管计算,各支管的水损相等(各支管的水损相等,只表明通过

每一并联支管的单位重量液体

的机械能损失相等;但各支管的长度,直径及粗糙系数可能不同,因此其流量也

不同,股通过各并联支管的总机

械能损失是不相等的)

4.4.6分叉管道

在分叉处分为若干个串联管道进行计算.

4.5沿程均匀泄流的水力计算

本章的水力计算题均是围绕这能量方程来设计的，所以熟练掌握能量方程的应

用，加上对各个类型的管道

特点的了解，不用背繁琐的公式也可以解决本章的计算题，当然背下来更好

第五章明渠恒定均匀流

5.1明渠恒定均匀流(知道)

明渠恒定均匀流当明渠水流的运动要素不随时间而变化时,称为明渠恒定流.否

则称为明渠非恒定流.明渠

恒定流中,如果流线是一簇相互平行的直线,则水深,断面平均流速和流速分布沿

程不变,称为明渠恒定均流,

否则称为明渠恒定非均匀流.(明渠均匀流中,

摩阻力

与重力沿水流方向的分力

相平衡)

5.2矩形,梯形横断面水力要素的计算

梯形中,

5.3底坡

明渠渠底的纵向倾斜程度称为明渠的底坡, 以符号表示.且,其中为渠为梯形与水平面的夹角.

底线与水平面的夹角.

5.4顺坡,水平和逆坡明渠

当明渠渠底沿程降低时,称为顺坡明渠;沿程不变时称为水平明渠;沿程升高时

称为逆坡明渠.(在水平明渠中, 由于故在其流动过程中，只存在摩阻力；在逆坡明渠中，摩阻力

与重力沿水流方向的分力方向一致,因此这两种情况都不可能产生明渠均匀流;只有在顺坡渠

道中才可能产生明渠均匀

流)

5.5明渠恒定均匀流的特性及其产生条件

5.6明渠均匀流的计算公式(连续性方程和谢齐公式, 谢齐系数采用曼宁公式)

5.7矩形和梯形水力最佳断面的推导过程

5.8允许流速

不冲允许流速能够避免渠道遭受冲刷的流速.

不於流速能够保证水中悬浮的泥沙不淤积在渠槽的流速.

5.9明渠均匀流的水力计算

第六章明渠恒定非均匀流

6.1明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流(知道)

在明渠非均匀流中,若流线是接近于相互平行的直线,或流线间的夹角很小,流线的曲率半径很大,这种水流称为明渠非均匀渐变流.反之为明渠非均匀急变流.(本章着重研究明渠非均匀渐变流的基本特性及其水力要素沿程变化的规律)

6.2正常水深(知道)

因明渠非均匀流的水深沿流程是变化的,为了不致引起混乱,把明渠均匀流的水深称为正常水深.并以表示.

6.3明渠水流的三种形态

一般明渠水流有三种形态,即缓流,临界流和急流.

6.4明渠水流三种形态的判别方法(5种:微波波速法,比能曲线法,Fr法,临界水深法,临界底坡法)

6.4.1微波波速法微波波速的描述（了解）P216

当v<,水流为缓流,干扰波能向上游传播; v=,水流为临界流,干扰波恰不能向上游传播; v>,水流为急流,干扰波不能向上游传播.

要判别流态,必须首先确定微波传播的相对速度,相对速度的推导过程(了解)P217(如图6.3,对平静断面1-1和波峰所在断面2-2列连续性方程和能量方程.1-1断面流速为,2-2断面流速为,最后令即可得出=,这就是

.矩形明渠静水中微波传播的相对速度公式.如果明渠为任意形状时,则有

=

式中为断面平均水深,A为断面面积,B为水面宽度.在实际工程中水流都是流动的,设水流断面平均流速为v

，则微波传播的绝对速度应是静水中的相对波速与水流速度的代数和,

即

水方向)

6.4.2 Fr法

当Fr<1,水流为缓流;

Fr=1,水流为临界流;

Fr>1,水流为急流.

对临界流来说,断面平均流速恰好等于微波相对波速,

即

写为,其中称为弗劳德数,用符号Fr表示. ,该式可改,正号为顺水方向,负号为逆

弗劳德数的两个物理意义P218

6.4.3比能曲线法

断面比能把基准面选在渠底,所计算的单位液体所具有的能量称为断面比能,并以表示.则,在实际应用上,因一般坡底较小

工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)

工程水文水力学思考题和计算题 一、思考问答 1、水文现象是一种自然现象，它具有什么特性，各用什么方法研究？ 答：具有确定性（也可说周期性）与随机性，确定性决定了水文现象的相似性，决定了水文现象的随机性。确定性规律用成因分析发研究，随机性规律用数理统计法研究。 1）成因分析法： 如降雨径流预报法、河流洪水演算法等。 2）数理统计法： 情势预测、预报的方法。如设计年径流计算、设计洪水计算、地区经验公式等。 水文计算常常是二种方法综合使用，相辅相成，例如由暴雨资料推求设计洪水，就是先由数理统计法求设计暴雨，再按成因分析法将设计暴雨转化为设计洪水。 此外，当没有水文资料时，可以根据水文现象的变化在地区分布上呈现的一定规律（水文现象在各流域、各地区的分布规律）来研究短缺和无资料地区的水文特征值。 2、何谓水量平衡？试叙闭合流域水量平衡方程在实际工作中的应用和意义。 答：对任一地区、任一时段进入的水量与输出的水量之差，必等于其蓄水量的变化量，这就是水量平衡原理，是水文计算中始终要遵循的一项基本原理。 依此，可得任一地区、任一时段的水量平衡方程。对一闭合流域：设P 为某一特定时段的降雨量，E 为该时段内的蒸发量，R 为该时段该流域的径流量，则有：P=R+Ec+△U , △U为该时段流域内的蓄水量，△U=U1+U2。 对于多年平均情况，△U ＝0，则闭合流域多年平均水量平衡方程变为：P'=R'+E' 影响水资源的因素十分复杂，水资源的许多有关问题，难于由有关的成因因素直接计算求解，而运用水量平衡关系，往往可以使问题得到解决。因此，

水量平衡原理在水文分析计算和水资源规划的分析计算中有广泛的应用。如利用水量平衡式可以用已知的水文要素推求另外的未知要素。例如：某闭合流域的多年平均降雨量 P'=1020mm ，多年平均径流深R'=420mm，试求多年平均蒸发量E '。E'=P'-R'＝600mm。 3、何谓年径流？它的表示方法和度量单位是什么？径流深度、径流总量、平均流量、径流模数的概念及相互关系。 答：一个年度内在河槽里流动的水流叫做年径流。年径流可以用年径流总量W（m3）、年平均流量Q（m3/s）、年径流深R（mm）、年径流模数M（L/(s ﹒km2)）等表示。 将计算时段的径流总量，平铺在水文测站以上流域面积上所得的水层厚度，称为径流深度径流总量是指在指定时段Δt通过河流某一断面的总水量。 径流模数是单位流域面积上单位时间所产生的径流量。 4、流量的观测与水位流量关系曲线的延长。 答：测站测流时，由于施测条件限制或其他种种原因，致使最高水位或最低水位的流量缺测或漏测，在这种情况下，须将水位流量关系曲线作高、低水部分的外延，才能得到完整的流量过程。 1）根据水位面积、水位流速关系外延：河床稳定的测站，水位面积、水位流速关系点常较密集，曲线趋势较明确，可根据这两根线来延长水位流量关系曲线。 2）根据水力学公式外延：此法实质上与上法相同，只是在延长Z～V曲线时，利用水力学公式计算出需要延长部分的V值。最常见的是用曼宁公式计算出需要延长部分的V值，并用平均水深代替水力半径R。由于大断面资料已知，因此关键在于确定高水时的河床糙率n和水面比降I。 3）水位流量关系曲线的低水延长：低水延长常采用断流水位法。所谓断流水位是指流量为零时的水位，一般情况下断流水位的水深为零。此法关键在于如何确定断流水位，最好的办法是根据测点纵横断面资料确定。 5、流域平均降水量的计算方法。

水力学复习资料重点讲义资料

水力学复习资料 第零章绪论 0.1水力学的任务与研究对象（了解） 水力学的任务是研究液体（只要是水）的平衡和机械运动的规律及 其实际应用.水力学研究的基本规律有两大主要组成部分：一是关于液体平衡的规律?它研究液体处于静止或相对平衡状态时，作用于液体上各种力之间的关系，这一部分称为水静力学；二是关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时，作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等，这部分称为水动力学. 0.2液体的粘滞性（理想液体与实际液体最大的差别） 粘滞性当液体处于运动状态时，若液体质点之间发生相对运动，则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动，液体的这种性质就称为粘滞性，产生的内摩擦力叫做粘滞力. 0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的内摩擦力（或粘滞力）的大小与速度梯度成正比，同时和液体的性质有关. 即 0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述（了解）P7 0.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值，是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的，即温度越高, 其值越小（液体的流动性是随温度的升高而增强的）

0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体（符合牛顿内摩擦定律的液体，其特点是温度不变，动力黏度系数就不变P8图0.3） 0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.（水的压缩性很小，一般不考虑） 0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡，使其受到及其微小的拉力（表面张力仅存在于液体表面，液体内部不存在，其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小，并且随液体种类和温度的变化而变化，怎样变化） 0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面上.这就是物理学中所讲的毛细现象. 0.10由实验得知，管的内经越小，毛细管升高值越大，所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,5 0.11连续介质在水力学中，把液体当作连续介质看待，即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.（水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动，但实际上，从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的，但水力学研究的是液体的宏观运动，故将液体看作连续接介质） 0.12把液体看作连续介质的意义 如果我们把液体看作连续介质，则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和时间坐标的连续函数，这样，在研究液体的运动规律时，就可以运用连续函数的分析方法.

工程流体力学复习题库汇编

一、 是非题。 1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。 （ ） 2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 （ ） 3. 附面层分离只能发生在增压减速区。 （ ） 4. 等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。 （ ） 5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。 （ ） 6. 平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。 （ ） 7. 流体的静压是指流体的点静压。 （ ） 8. 流线和等势线一定正交。 （ ） 9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。 （ ） 10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（ ） 11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。 （ ） 12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（ ） 13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。 （ ） 14. 相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。 （ ） 15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。 （ ） 16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。 （ ） 17. 流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。 （ ） 18. 流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。 （ ） 二、 填空题。 1、1mmH 2O= Pa 2、描述流体运动的方法有 和 。 3、流体的主要力学模型是指 、 和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时 与 的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。串联后总管路的流量Q 为 ，总阻抗S 为 。 6、流体紊流运动的特征是 ，处理方法是 。 7、流体在管道中流动时，流动阻力包括 和 。 8、流体微团的基本运动形式有： 、 和 。 9、马赫数气体动力学中一个重要的无因次数，他反映了 与 的相对比值。 10、稳定流动的流线与迹线 。 11、理想流体伯努力方程=++g 2u r p z 2常数中，其中r p z +称为 水头。 12、一切平面流动的流场，无论是有旋流动或是无旋流动都存在 ，因而一切平面流动都存 在 ，但是，只有无旋流动才存在 。 13、雷诺数之所以能判别 ，是因为它反映了 和 的对比关系。 14、流体的主要力学性质有 、 、 、 和 。 15、毕托管是广泛应用于测量 和 一种仪器。 16、流体的力学模型按粘性是否作用分为 和 。作用与液上的力包 括 ， 。 17、力学相似的三个方面包括 、 与 。 18、流体的力学模型是 模型。 19、理想气体伯努力方程2 u z -z p 2 g 21ργγα+ -+））（（中，） ）（（g 21z -z p γγα-+称 ， 称全压， 称总压。 20、紊流射流的动力特征是 。 21、流体的牛顿内摩擦定律的表达式 ，u 的单位为 。 22、浓差或温差射流的热力特征是 。 23、流体微团的运动是由 运动， 运动， 运动和 运动四种 基本运动形式符合而成。 24、几何相似是力学相似的 ，运动相似是模型实验的 ，动力相似是运动相似

。2018工程水文水力学选择题(74道题)

工程水文水力学选择题 1. 液体某点的绝对压强为58kN/m 2 ，则该点的相对压强为( D ) ? A. 159.3kN/m 2 ? B. 43.3kN/m 2 ? C. －58kN/m 2 ? D. －43.3kN/m 2 . 2. 恒定流就是( B ) ? A. 同一断面各点的流速均相等的流动 ? B. 任一点的运动要素不随时间而变化的流动 ? C. 流态沿流程不变的流动 ? D. 运动要素沿流程不变的流动 3. 伯努利方程中 表示（ C ） ? A. 单位重量流体的势能 ? B. 单位重量流体的动能 ? C. 单位重量流体的机械能 ? D. 单位质量流体的机械能 4. 明渠均匀流的特征是( A )。 ? A. 断面面积、壁面粗糙度沿流程不变 ? B. 流量不变的长直渠道 ? C. 底坡不变、粗糙度不变的长渠 ? D. 水力坡度、水面坡度、河底坡度皆相等 5. 一垂直立于水中的矩形平板闸门，门宽4m ，门前水深2m ，该闸门所受静水总压力为( )，压力中心距自由液面的铅直距离为( B )。 ? A. 60kPa ，1m ? B. 78.4kN ， ? C. 85kN ，1.2m ? D. 70kN ，1m 6. 当动能校正系数α=1.0意味着过水断面上( A ) ? A. 点流速均相等 ? B. 流速分布呈抛物线分布 ? C. 流速分布呈对数分布 ? D. 过水断面上各点流速大小不等 7. 在紊流中( C ) ? A. 液体质点作有秩序的运动 ? B. 一层液体在另一层液体上滑动 ? C. 液体质点作不规则运动 ? D. 粘滞性的作用比动量交换的作用更大 8. 平衡液体中的等压面必为 ( D ) ? A. 水平面 ? B. 斜平面 ? C. 旋转抛物面 ? D. 与质量力相正交的面 9. 在同一管流断面上，动能校正系数α与动量校正系数β的比较是( A ) ? A. α>β ? B. α=β ? C. α<β 2 2p v z g αγ++

工程流体力学复习知识总结

一、 二、 三、是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。（错误） 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。（正 确） 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 （正确） 4.等温管流摩阻随管长增加而增加，速度和压力都减少。（错误） 5.相对静止状态的等压面一定也是水平面。（错 误） 6.平面流只存在流函数，无旋流动存在势函数。（正 确） 7.流体的静压是指流体的点静压。 （正确） 8.流线和等势线一定正交。 （正确） 9.附面层内的流体流动是粘性有旋流动。（正 确） 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度增加，压力减小。（正确） 11.相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。（正 确） 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加，速度减小，压力增加。（正确） 13.壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。（正确） 14.相邻两流线的函数值之差，是此两流线间的单宽流量。（正确） 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。（正 确） 16.处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。（错 误） 17.流体的粘滞性随温度变化而变化，温度升高粘滞性减少；温度降低粘滞性增大。（错误 ) 18流体流动时切应力与流体的粘性有关，与其他无关。（错误） 四、填空题。 1、1mmH2O= 9.807 Pa 2、描述流体运动的方法有欧拉法和拉格朗日法。 3、流体的主要力学模型是指连续介质、无粘性和不可压缩性。 4、雷诺数是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时惯性力 与粘性力的对比关系。 5、流量Q1和Q2，阻抗为S1和S2的两管路并联，则并联后总管路的流量 Q为，总阻抗S为。串联后总管路的流量Q 为，总阻抗S为。

工程流体水力学第四章习题答案

第四章理想流体动力学和平面势流答案 4－1 设有一理想流体的恒定有压管流，如图所示。已知管径12 1 2 d d =，2 1 2 d D =，过流断面1-1处压强p1>大气压强p a。试按大致比例定性绘出过流断面1-1、2-2间的总水头线和测压管水头线。 解：总水头线、测压管水头线，分别如图中实线、虚线所示。 4－2 设用一附有液体压差计的皮托管测定某风管中的空气流速，如图所示。已知压差计的读数h＝150mmH2O，空气的密度ρa =1.20kg/m3，水的密度ρ =1000kg/m3。若不计能量损失，即皮托管校正系数c=1，试求空气流速u0。 解：由伯努利方程得 2 00 2 s a a p u p g g g ρρ += a 2() s p p u g g ρ - =（1） 式中 s p为驻点压强。 由压差计得 0s p gh p ρ += s p p gh ρ -=（2） 联立解（1）（2）两式得 a a 1000 2229.80.15m/s49.5m/s 1.2 gh h u g g g ρρ ρρ ===???= 4－3 设用一装有液体（密度ρs=820kg/m3）的压差计测定宽渠道水流中A点和B点的流速，如图所示。已知h1 =1m，h2 =0.6m，不计能量损失，试求A点流速u A和B点流速u B。水的密度ρ=1000kg/m3。

解：（1）1229.81m/s 4.427m/s A u gh ==??= （2）由伯努利方程可得 22A A A u p h g g ρ+= （1） 22B B B u p h g g ρ+= （2） 式中A h 、A p 和B h 、B p 分别为A 点和B 点处的水深和驻点压强。由（1）、（2）式可得 2222A B A B A B p p u u h h g g g ρ-=+-- （3） 由压差计得，22ρρρρ--++=A A s B B p gh gh gh gh p ，所以 220.82A B A B p p h h h h g ρ-=+-- (4) 由（3）式、（4）式得 222 2 4.427(10.82)0.6(10.82)0.8922229.8 B A u u h g g =--=--=? 29.80.892m/s 4.18m/s B u =??=。 4－4 设有一附有空气－水倒U 形压差计装置的皮托管，来测定管流过流断面上若干点的流速，如图所示，已知管径d =0.2m ，各测点距管壁的距离y 及其相应的压差计读数h 分别为：y =0.025m ，h =0.05m ；y =0.05m ，h =0.08m ；y =0.10m ，h =0.10m 。皮托管校正系数c =1.0，试求各测点流速，并绘出过流断面上流速分布图。 解：因2u c gh =，所以 112129.80.05m/s 0.99m/s u c gh ==???= 222129.80.08m/s 1.25m/s u c gh ==???= 332129.80.10m/s 1.40m/s u c gh ==???= 过流断面上的流速分布如图所示。 4－5 已知2222 ,,0,x y z y x u u u x y x y -===++试求该流动的速度势函数，并检查速度势函数是否满足拉普拉斯方程。 解：(1)在习题3－19中，已判别该流动为有势流，所以存在速度势函数Φ。

水力学2复习资料(长理港航)

水力学（二）复习资料 第一部分：判断题 1、当水头H 降低，宽顶堰可能转化为实用堰。（ ） 2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j h 的影响。（ ） 3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。 （ ） 4、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ ） 5、均匀流一定是势流。 （ ） 6、做圆周运动的液体一定是有涡流。（ ） 7、对明渠非恒定流而言，当0??S Q 时将产生涨水波。（ ） 8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。 （ ） 9、流网中每个网格的对角线应该正交。 （ ） 10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。 （ ） 11、边界层内的液体型态只能是紊流 （ ） 12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。（ ） 13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。 （ ） 14、理想液体的流动不一定是有势流动。 （ ） 15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。 （ ） 16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a 区或b 区。 （ ） 17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。 （ ） 18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。 （ ） 19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。 （ ） 20. 底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。 （ ） 21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。 （ ） 22.无旋运动必须满足y x u u x y ??=??。 （ ） 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。 （ ） 24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。 （ ） 25.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ ＜2.5时的堰流为实用堰流 。 （ ）

水力学考试试题与答案

1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） 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。 答案：c （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

昆明理工大学839水力学专业课考研真题(2019年)

以梦为马 不负韶华 昆明理工大学2019年硕士研究生招生入学考试试题(A 卷) 考试科目代码：839 考试科目名称 ：水力学（建工学院） 考生答题须知 1． 所有题目（包括填空、选择、图表等类型题目）答题答案必须做在考点发给的答题纸上，做在本试题册上无效。请考生务必在答题纸上写清题号。 2． 评卷时不评阅本试题册，答题如有做在本试题册上而影响成绩的，后果由考生自己负责。 3． 答题时一律使用蓝、黑色墨水笔或圆珠笔作答（画图可用铅笔），用其它笔答题不给分。 4． 答题时不准使用涂改液等具有明显标记的涂改用品。 一、是非判断题（每小题2分，共18分。正确的打√，错误的打×） 1.一元流和数学中的一元函数是一致的。（ ） 2.静水总压力的压力中心就是受压面面积的形心。（ ） 3.在同样的边界条件下，紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。（ ） 4.速度越大，液体的内摩擦力越大。（ ） 5.二向曲面上静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。（ ） 6.急变流不可能是恒定流。（ ） 7.雷诺数很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。（ ） 8.断面比能沿流程总是减小的。 （ ） 9.当下游水位高于薄壁堰堰顶时，一定是淹没出流。（ ） 二、选择题（每小题3分，共30分） 1.在恒定流中（ ）。 （A ）流线一定是平行直线； （B ）断面平均流速沿程不变； （C ）不同瞬时流线有可能相交； （D ）同一点处不同时刻的动水压强相等。 2.一管道均匀层流，当流量增加时，下列答案错误的是（ ）。 （A ）沿程阻力系数λ增大； （B ）沿程水头损失增大； （C ）边界切应力增大； （D ）水力坡度增大。 3.在研究水击时，认为（ ）。 （A ）水是可压缩的，管道是刚体； （B ）水是不可压缩的，管道是弹性体； （C ）水是不可压缩的，管道是刚体； （D ）水和管道都是弹性体。 4. A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度、管径、壁面粗糙度、雷诺数均相同，则沿程水头损失（ ）。

水力学复习资料汇总

第零章绪论 0.1水力学的任务与研究对象(了解) 水力学的任务是研究液体(只要是水)的平衡和机械运动的规律及其实际应用. 水力学研究的基本规律有两大主要组成部分:一是关于液体平衡的规律.它研究液体处于静止或相对平衡状态时,作用于液体上各种力之间的关系,这一部分称为水静力学;二是关于液体运动的规律,它研究液体在运动状态时,作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等,这部分称为水动力学. 0.2液体的粘滞性(理想液体与实际液体最大的差别) 粘滞性当液体处于运动状态时,若液体质点之间发生相对运动,则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动,液体的这种性质就称为粘滞性,产生的内摩擦力叫做粘滞力. 0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的 内摩擦力(或粘滞力)的大小与速度梯度成正比,同时和液体的性质有关.即 . 0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述(了解)P7 0.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值,是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的,即温度越高,其值越小(液体的流动性是随温度的升高而增强的) 0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体(符合牛顿内摩擦定律的液体,其特点是温度不变,动力黏度系数就不变P8图0.3) 0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.(水的压缩性很小,一般不考虑) 0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡,使其受到及其微小的拉力(表面张力仅存在于液体表面,液体内部不存在,其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小,并且随液体种类和温度的变化而变化,怎样变化) 0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由 于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面 上.这就是物理学中所讲的毛细现象. 0.10由实验得知,管的内经越小,毛细管升高值越大,所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,5 0.11连续介质在水力学中,把液体当作连续介质看待,即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.(水力学所研究的液体运动是连续介质的 连续流动,但实际上,从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的,但水力学研究的是液体的宏观运动,故将液体看作连续接介质) 0.12把液体看作连续介质的意义 如果我们把液体看作连续介质,则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和 时间坐标的连续函数,这样,在研究液体的运动规律时,就可以运用连续函数的 分析方法.

32学时工程流体力学复习题与答案

32学时流体力学课复习题 一、填空题 1、流体是一种受任何微小的剪切力作用时都会产生连续变形的物质。 2、牛顿内摩擦定律=μ其中的比例系数称为动力黏性系数(动力粘度) 。 3、作用于流体上的力按其性质可以分为表面力力和质量力 4、水力学中，单位质量力是指作用在单位_质量_ 液体上的质量力。 5、单位质量力的量纲是L/T2。 6、对于不同的流体，体积弹性系数的值不同，弹性模量越大，流体越不易被压缩。 7、某点处的绝对压强等于该处的大气压强减去该处的真空度。 8、某点处的真空等于该处的大气压强减去该处的绝对压强。 9、某点处的相对压强等于该处的绝对压强减去该处的一个大气压。 10、根据粘性的大小，粘性流体的流动状态可分为层流和紊流。 11、根据流体是否有粘性，流体可分为粘性流体和理想流体。 12、根据流动参数随时间的变化，流体流动可分为定常流动和非定常流动。 13、连续性方程是质量守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 14、总流伯努利方程是机械能守恒定律在流体力学上的数学表达形式。 15、计算局部阻力的公式为：；计算沿程阻力的公式为：。 16、相似条件包括几何相似、运动相似和动力相似。 17、沿程阻力主要是由于流体内摩擦力引起的，而局部阻力则主要是由于流动边界局部形状急剧变化引起的。 18、连续性方程表示控制体的__质量_____守恒。 19、液体随容器作等角速度旋转时，重力和惯性力的合力总是与液体自由面_垂直。 20、圆管层流中断面平均流速等于管中最大流速的1/2

二、简答题 1、简述液体与气体的粘性随温度的变化规律，并说明为什么？ 答: 温度升高时液体的黏性降低，因为液体的粘性主要是分子间的内聚力引起的，温度升高时，内聚力减弱，故粘性降低，而造成气体粘性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越强烈，所以粘性就越大 2、请详细说明作用在流体上的力。 作用在流体上的力按其性质可分为表面力和质量力，表面力是指作用在所研究流体表面上的力，它是由流体的表面与接触的物体的相互作用差生的，质量力是流体质点受某种力场的作用力，它的大小与流体的质量成正比 3、简述连续介质假说。 连续介质假设将流体区域看成由流体质点连续组成，占满空间而没有间隙，其物理特性和运动要素在空间是连续分布的。从而使微观运动的不均匀性、离散性、无规律性与宏观运动的均匀性、连续性、规律性达到了和谐的统一。（宏观无限小微观无限大） 4、何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？ 除某些特殊流动问题，工程实际中将液体看作是密度等于常数的不可压缩流体，当气体的速度小于70m/s 且压力和温度变化不大时也可近似地将气体当作不可压缩流体处理 5、流体静压力有哪两个重要特征？ 特征一：在平衡的流体中，通过任意一点的等压面，必与该点所受的质量力互相垂直。 特征二：当两种互不相混的液体处于平衡时，它们的分界面必为等压面。 6、不同形状的敞开的贮液容器放在桌面上，如果液深相同，容器底部的面积相同，试问作用于容器底部的总压力是否相同？桌面上受到的容器的作用力是否相同？为什么？ 容器底部的总压力=液体压强x面积，而压强由液深决定（同种液体），所以作用于容器底部的总压力相同； 桌面上所受力是整个储有液体容器的重力，桌面上受到的容器的作用力因容器总重量不同而不同。 本题目也有漏洞：不同形状的敞开的贮液容器，体积关系不能确定，其总重量不一定相同或也不一定不同。 7、相对平衡的液体的等压面形状与什么因素有关？ 质量力（在平衡点流体中，通过任意一点的等压面必须与该店所受的质量力互相垂直） 8、静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？ 流体处于静止或相对静止状态时，各流体质点间没有相对运动，速度梯度等于零，切向应力也等于

西南大学网络教育学院年月土木工程专业《水力学》大作业试卷及答案

西南大学网络与继续教育学院 [0744]《水力学》 课程类型：专业选修课考试方式：大作业单项选择题 1、 流线和迹线重合的条件为（）。 1. F. 非恒定均匀流 2.恒定流 3.非恒定流 4.缓流 2、相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。（） 1.真空压强； 2.当地大气压； 3.标准大气压； 4.工程大气压。 3、S2 型水面曲线是发生在 ( )

1. 陡坡渠道中的急流 2.缓坡渠道中的缓流 3. 陡坡渠道中的缓流 4. 缓坡渠道中的急流 4、 流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。 1.能量守恒 2.力的平衡 3.动量守恒 4.质量守恒 5、在明渠渐变流中 ( ) 1.总水头线一定平行于底坡线 2.测压管水头线与自由水面一致 3.总水头线与自由水面相重合 4.水面线与底坡线平行 6、共轭水深是指（）

1. 临界水深 2. 溢流坝下游水流收缩断面水深 3. 水跃的跃前水深与跃后水深 4. 均匀流水深 7、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于（ ） 1. 2 2. 2000 3. 3 4. 1 8、在平衡液体中，质量力与等压面 1. 平行 ； 2. 正交。 3. 无法判断 4. 重合； 9、压力中心是 ( )

1. 压力体的中心 2.淹没面积的中心 3. 总压力的作用点 4.受压面的形心 10、 连续介质假设认为流体（）连续。 1.在微观上 2.原子间 3.分子间 4.在宏观上 11、 液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。 1.任意曲面 2.斜平面 3.水平面 4.旋转抛物面 12、 总流伯努利方程适用于（）。

水力学期末复习整理

水力学期末复习整理 第一章绪论 1.液体质点：微观上充分大，宏观上充分小的液体微团。 2.连续介质：液体和气体充满一个空间时，分子间没有间隙，其物理性质和运动要素都是连续分布的。 3.液体的易流动性：静止时，液体不能承受切力及抵抗剪切变形的特性。 4.液体的粘滞性：在运动状态下，液体所具有抵抗剪切变形的能力。（理想液体无粘滞性） 5.作用在液体上的力按作用特点分为质量力（主力，惯性力）和表面力（压力，切力）。 6.牛顿液体：凡τ与 dy du 呈过原点的正比例关系的液体 第二章 水静力学基础 1.静水压强特点：①作用线垂直于作用面；②同一点处，静水压强各向等值。 2.等压面特性：质量力与等压面互相垂直。 常见等压面：自由液面；同种相连通液体水平面；不相混溶液体交接面。 3.位置水头z ：计算点的位置高度，即计算点距计算基准面的高度。 第三章 水动力学基础 1.描述液体运动的两种方法：拉格朗日法；欧拉法。 2.欧拉法的基本概念： 流线：同一时刻与流场中各质点运动速度矢量相切的曲线。 流线的性质：①不相交或不突然转折；②光滑连续；③与恒定流流线重合；④与均匀流流线平行。 流管：在流场中取一封闭几何曲线，在此曲线上各点作流线，则可构成一管状流动界面。 流股：流管内的液流，又称为流束。 过水断面：垂直于流线簇所取的断面。 元流：过水断面无限小的流股。 总流：无数元流的总和。 3.流量Q ：单位时间内流经过水断面的液体体积。Q<0流进；Q>0流出。 4.液流分类：①恒定流与非恒定流：运动要素不随时间变化的流动称为恒定流； ②均匀流与非均匀流：流线簇彼此呈平行直线的流动称为均匀流。 非均匀流中又分为渐变流和急变流。 ③有压流与无压流 5.毕托管测流速；文丘里管（有压管）测流量。 第四章 水流阻力与水头损失 1.水头损失类型：沿程水头损失hf ；局部水头损失hj 。 2.黏性底层：在实际液流中，由于液体与管壁间的附着力作用，在管壁上会有一层极薄的液体贴附在管壁上不动，其流速为零。厚度λ δRe 81.32d = 。 3.绝对粗糙度Δ：管壁粗糙突出的平均高度。 4.绝对粗糙度对水流运动的影响：①Δ<δ，管壁绝对粗糙度被黏性底层淹没，Δ对紊流结构基本上没有影响，黏性底层成了紊流流核的天然光滑壁面，称为“水力光滑管”；②Δ>δ，管壁绝对粗糙度突出于黏性底层之外，并深入到紊流的流核之中，可使液流产生旋涡，加剧紊流的脉动，称为“水力粗糙管”。 5.当量粗糙度：和工业管道沿程阻力系数相等的同直径人工均匀粗糙管道的绝对粗糙度。 6.局部边界条件急剧改变是引起局部水头损失的直接原因。 水流的影响有：①导致液流中产生旋涡，加大水流的紊乱与脉动，增大液流的能量损失；②造成液流断面流速重新分布，加大流速梯度及紊流附加切应力，导致局部较集中的水头损失。 第五章 有压管流与孔口﹑管嘴出流 1.有压管路的类型：简单管路；复杂管路（串联，并联，管网）；长管与短管。 短管：必须同时计算管路沿程水头损失，局部水头损失及流速水头的管路。(L/d<1000) 长管：管路流速水头及局部水头损失可以忽略不计的管路。(L/d>1000) 第六章 明渠水流 1.棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程不变的渠道（过水面积只随水深h 变化，与断面位置无关）； 非棱柱形渠道：断面形状及尺寸沿程变化的渠道（过水面积与水深h 及断面位置有关）。 2.明渠均匀流发生的条件：属于恒定流，流量沿程不变；长直形的棱柱形顺坡（i>0）渠道；渠道糙率n 及坡底i 沿程不变。 明渠均匀流的水力特性：是一种等深，等速直线运动，断面流速沿程不变；总水头线﹑测压管水头线及渠底线三者平行，因此水力坡度J ﹑测压管坡度Jp 及渠底坡度i 三者相等。 3.明渠底坡（渠道底坡i ）：渠道沿程单位长度内的渠底高程变化值，又称比降。 按底坡几何特征分为：i>0,顺坡渠道；i=0，平坡渠道；i<0，逆坡渠道。 明渠水力最佳断面：渠道过水断面面积A ，糙率n 及渠道坡底一定时，Q 最大的断面形状。（A 一定，Q 最大；Q 一定，A 最小）

水力学第四版复习资料整理

水力学 一、概念 1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的 任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其 实际应用。 2.水力学：分为水静力学和水动力学。 3.水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或 相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。 4.水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时， 作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体的运动 特性与能量转换等。 5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相 对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种 性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。 6.连续介质：一咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。 7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘 滞性、没有表面张力的连续介质。 8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、 其大小与液体的质量与比例的力。如重力、惯性力。 9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。 10.绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点 计量的压强。p’>0

11.相对压强：把当地大气压Pa作为零点计量的压强。p 12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对 压强为负值时，则称该点存在真空。也称负压。真空的大小用真空度Pk表示。 13.恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时 间而改变，这种水流称为恒定流。 14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时 间而变化的，这种水流称为非恒定流。 15.流管：在水流中任意取一微分面积dA，通过该面积周界上 的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。 16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。 17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。 18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。 19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。Q 20.均匀流：流线为相互平行的直线的水流 21.非均匀流：流线不是互相平行的直线的水流。按流线不平 行和弯曲的程度，可分为渐变流和急变流两种类型。 22.渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近 于平行直线时称为渐变流（或缓变流）。所以渐变流的情况就是均匀流。 23.急变流：若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径

《工程流体力学》综合复习资料全

《工程流体力学》综合复习资料 一、 单项选择 1、实际流体的最基本特征是流体具有 。 A 、粘滞性 B 、流动性 C 、可压缩性 D 、延展性 2、 理想流体是一种 的流体。 A 、不考虑重量 B 、 静止不运动 C 、运动时没有摩擦力 3、作用在流体的力有两大类，一类是质量力，另一类是 。 A 、表面力 B 、万有引力 C 、分子引力 D 、粘性力 4、静力学基本方程的表达式 。 A 、常数=p B 、 常数=+γ p z C 、 常数=+ +g 2u γp z 2 5、若流体某点静压强为at p 7.0=绝，则其 。 A 、 at p 3.0=表 B 、Pa p 4 108.93.0??-=表 C 、 O mH p 27=水 真 γ D 、 mmHg p 7603.0?=汞 真 γ 6、液体总是从 大处向这个量小处流动。 A 、位置水头 B 、压力 C 、机械能 D 、动能 7、高为h 的敞口容器装满水，作用在侧面单位宽度平壁面上的 静水总压力为 。 A 、2 h γ B 、 2 2 1h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动，在过流断面1和2截面()21d d >上 流动参数关系为 。 A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< A 、2121,p p V V >> B 、2121,p p V V << C 、2121,p p V V <> D 、2121,p p V V >< 9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。 A 、各管的水头损失之和 B 、较长管的水头损失

工程水力学复习资料

工程水力学 复习要点 液体的主要物理性质 连续介质、密度、粘滞性、压缩性、表面张力 一、水跃复习要点 1.棱柱体水平明渠的水跃方程 2.共轭水深的计算 3.水跃跃长的计算 1、一、水跃的概念 水跃（hydraulic jump）：是明槽水流从急流状态过渡到缓流状态时水面突然跃起的局部水力现象。 水跃的分区旋滚区：水跃区域的上部呈饱搀空气的表面旋滚似的水涡。 主流区：水跃区域下部为在铅直平面内急剧扩张前进的水流。 水跃区的几个要素 跃前水深——跃前断面（表面旋滚起点所在过水断面）的水深； 跃后水深——跃后断面（表面旋滚终点所在过水断面）的水深；水跃高度a=h“-h’水跃长度——跃前断面与跃后断面之间的距离 二、水跃的基本方程 1. 水跃函数

2.水跃的基本方程 式中、分别为跃前水深、跃后水深，称为共轭水深，即对于某一流量Q，具有相 同的水跃函数的那两个水深，即为共轭水深 三、水跃的形式 临界水跃：当时，水跃的跃首刚好发生在收缩断面上，跃后水深等于下游水深，称为临界水跃。 远离式水跃：当时，水跃发生在收缩断面之后，跃后水深大于下游水深，称为远离式水跃。 淹没水跃：当时，当下游水深大于临界水跃的跃后水深时，水跃淹没收缩断面，称为淹没水跃。 二、堰流及闸孔出流复习要点 1、概述 堰和堰流：无压缓流经障壁溢流时,上游发生壅水,然后水面跌落,这一局部水力现象称为堰流（Weir Flow）;障壁称为堰。 堰流的基本特征量 1.堰顶水头H；

2.堰宽b； 3.上游堰高P、下游堰高P1； 4.堰顶厚度δ； 5.上、下水位差z； 6.堰前行近流速υ0。 堰的分类 堰流及孔流的界限 堰流：当闸门启出水面，不影响闸坝泄流量时。 孔流：当闸门未启出水面，以致影响闸坝泄流量时。 堰流和孔流的判别式 2、堰流的基本公式 式中:m——堰流流量系数，m= 堰流公式 式中: ——淹没系数，≤1.0； ——侧收缩系数，≤1.0 。 m0——计及行近流速的流量系数。

工程流体力学复习资料

工程流体力学复习资料 第一章绪论 1.流体(Fluid)：能够流动的物质叫流体，包括液体和气体。 液体——无形状，有一定的体积；不易压缩，存在自由（液）面。 气体——既无形状，也无体积，易于压缩。 自由（液）面——液体和气体的交界面。 2.流体力学定义：研究流体平衡和运动规律及其应用的一门科学。 研究任务：流体所遵循的宏观运动规律以及流体和围物体之间的相互作用。研究法：1）理论分析法: 根据实际问题建立理论模型涉及微分体积法、速度势法、保角变换法；2）实验研究法: 根据实际问题利用相似理论建立实验模型，选择流动介质，设备包括风洞、水槽、水洞、激波管、测试管系等；3）数值计算法：根据理论分析的法建立数学模型，选择合适的计算法，包括有限差分法、有限元法、特征线法、边界元法等，利用商业软件和自编程序计算，得出结果，用实验法加以验证。 流体力学可分为理论流体力学（流体力学）和应用流体力学（工程流体力学）；流体力学研究的容可包括静力学——研究流体的平衡规律以及在平衡状态下流体和固体的作用力和动力学——研究流体的运动规律以及在运动状态下流体和固体的作用力。 3.流体：能够流动的物质叫流体（通俗定义） 在任微小的剪切力的作用下都能够发生连续变形的物质称为流体（力学术语定义） 固体和流体的区别：在受到剪切力持续作用时，固体的变形一般是微小的(如

金属)或有限的(如塑料)，但流体却能产生很大的甚至无限大(作用时间无限长)的变形；当剪切力停止作用后，固体变形能恢复或部分恢复，流体则不作任恢复；固体的切应力由剪切变形量(位移)决定，而流体的切应力与变形量无关，由变形速度(切变率)决定；任意改变均质流体微元排列次序，不影响它的宏观物理性质，任意改变固体微元的排列无疑将它彻底破坏。 4.连续介质模型：将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质，这就是1755年欧拉提出的“连续介质模型”。 在连续性假设之下，表征流体状态的宏观物理量如速度、压强、密度、温度等在空间和时间上都是连续分布的，都可以作为空间和时间的连续函数。 流体质点：包含有足够多流体分子的微团。在宏观上，流体微团的尺度和流动所涉及的物体的特征长度相比充分的小，小到在数学上可以作为一个点来处理；在微观上，流体微团的尺度和分子的平均自由程（一个分子与其它分子相继两次碰撞之间，经过的直线路程。对个别分子而言，自由程时长时短，但大量分子的自由程具有确定的统计规律，大量分子自由程的平均值称为平均自由程）相比又要足够大。 6.密度：单位体积流体所具有的质量，表征流体在空间的密集程度