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 。 （ ）
26.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。（）
27.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。
28.流网存在的充分必要条件是恒定渗流。（）
29.达西定律中的流速是真实渗流的流速。
30、由于渗流模型中不存在孔隙介质，所以模型的渗流量大于实际渗流量。（）
31、平面势流的流函数是非调和函数。（）
32. 闸孔出流的过流能力与闸门的相对开启度无关。（）
33. 在自由出流的情况下，下游水位的变化不会影响堰的过流能力。（）
34. 闸孔出流与堰流的判别方法是用相对开启度来进行判别。（）
35. 只要是平面液流，都存在流函数。（）
36. 在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦
小。（）
37. 渗流模型中,认为过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面
平均流速相等。（）
38. 正坡地下河槽中的浸润线可存在于a区或b区。（）
39. 在考虑运用底流式消能时，泄水建筑物下游若发生淹没式水跃衔接，则不必修建消能设施。（）
40.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（）
41.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻
出现。（）
42.边界层的脱离一般是从加速区开始发生的。（）
43.对于底流式消能池，池深与池长的设计流量不一定相等。（）
44.杜比公式表明：在渐变渗流中，过水断面上各点的渗流流速相等
并等于此断面平均流速。（）
45.满足连续方程的流动都是无旋流动。（）
46.无侧收缩和有侧收缩的实用堰，当水头、堰型和其它条件相同时，后者同的流量比前者大。（）
47.无涡流必然是层流。（）
48.在无坎宽顶堰的计算公式中没有侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。（）
49.区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。（）
50. 无旋运动必须满足y x u u x y
??=?? （ ） 51.底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。 （ ）
52.无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。 （ ）
53. 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。 （ ）
54.底流式消能池中产生的水跃应为淹没系数为1.05～1.10的弱淹没水跃。 （ ）
55.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。 （ ）
56.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 。 （ ）
57.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。 （ ）
58.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。 （ ）
59. 流网存在的充分必要条件是恒定渗流。 （ ）
60、堰流的水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。（ ）
61.渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。( )
62.边界层内的液流型态只能是紊流。 （ ）
63、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。 （ √ ）
64、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。 （ ╳ ）
65、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u 应比该断面实际渗流的真实断面
平均流速u 小。 （ √ ）
66、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。 （ ╳ ）
67、当下游水位高于薄壁堰顶时，一定是淹没出流。 （ √ ）
68、不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。（ ╳ ）
69.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。 （ ）
70.无坎宽顶堰的流量计算公式没有包括侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。（ ）
71.当堰上水头为2米，堰宽为0.6米时，该堰为实用堰。 （ ）
72.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的长度也最大。 （ ）
73.无旋流就是无涡流。 （ ）
74.实际液体的流场中总是存在流函数和速度势函数。 （ ）
75. 无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。 （ ）
76.平面势流的流网是流线和等势线组成的正交网。 （ ）
77. 其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。 （ ）
78. 渗流模型中的阻力应与实际渗流相等。 （ ）
79.达西定律适用于所有的渗流。 （ ）
80.恒定流时没有时变加速度和位变加速度。 （ ）
81.实际液体流动中任一点的动水压强各方向是相等的。 （ ）
82.如果某流动区域的流线是直线，则流动为无旋运动。 （ ）
83. 闸孔出流的泄流量与闸前水头的1／2次方成正比。 （ ）
84. 只要下游水位低于宽顶堰堰顶，必定是自由出流。 （ ）
85.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。 （ ）
86.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦
小。 （ ）
87、渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面平均
流速相等。 （ ）
88、正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a 、c 两区。 （ ）
89、平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （ ）
90、边界层内的液流型态只能是紊流。 （ ）
91、平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （ ）
92、达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。 （ ）
93、在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻
出现。 （ ）
第二部分：选择题
1、如果10>H δ
，则过流建筑物顶部水流属于
（1）薄壁堰流
（2）实用堰流
（3）宽顶堰流
（4）明渠流
2、两流函数值)./(2.131m s m =ψ，)./(8.132m s m =ψ
则其单宽流量为
（1） )./(2.13m s m
（2）)./(8.13m s m
（3）)./(6.03m s m
3、设计良好的底流式消能池内的水跃属于
（1）淹没式水跃
（2）临界式水跃
（3）远驱式水跃
4、直立挡水平面闸门突然关闭时，闸门下游出现的非恒定流波属于
（1）涨水顺波
（2）落水逆波
（3）涨水顺波
（4）落水顺波
5、如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，
k 为常量，则流速势函数为
（1）k =?
（2）为任意积分常数c c x ,+=?
（3）x =?
（4）为任意积分常数c c x k ,+=?
6、 在明渠恒定渐变流的能量方程式：J = J W +J V +J f 中，J w 的物理意义是：
A ：波动坡度
B ：动能坡度
C ：水面坡度
D ：摩阻坡度
7、 土的渗透特性主要有以下二方面。
A ：渗透系数和透水度
B ：透水性和给水度
C ：透水性和凋萎系数
D ：渗透系数和给水度
8、 因分析水流的模型不同，探索液体运动基本规律有两种不同的途径：
A：边界层理论和流场理论 B：边界层理论和流束理论
C：流束理论和流场理论 D：流束理论和渗流理论
9、对理想液体动水压强的特性描叙正确的是：
A：与静水压强的特性不一样 B：有的与静水压强的特性一样 C：不能与静水压强的特性比较 D：与静水压强的特性一样10、流场中，液体质点的基本运动形式有：
A：平移、绕流、角变形、旋转
B：加速、圆周、线变形、平移、
C：平移、线变形、角变形、旋转
D：平移、加速、绕流、旋转
11、判定流体流动是有旋流动的关键是看（）
A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线
B．流体微团运动轨迹是曲线
C．流体微团运动轨迹是直线
D．流体微团自身有旋转运动
12、描述流体运动的拉格郎日方法
a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；
b.研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；
c.采用随体坐标系来确定和区分质点；
d.采用空间坐标系来确定空间位置；
13、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中
A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加
C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关
14．判定流体流动是有旋流动的关键是看（）
A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线
B．流体微团运动轨迹是曲线
C．流体微团运动轨迹是直线
D．流体微团自身有旋转运动
15、描述流体运动的拉格郎日方法
a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；
b. 研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；
c. 采用随体坐标系来确定和区分质点；
d.采用空间坐标系来确定空间位置；
16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中
A ．随压强增加而增加
B ．随压强减小而增加
C ．随体积增加而减小
D ． 压强变化无关
17、静止液体中同一点各方向的压强 （ （1） ）
（1）数值相等
（2）数值不等
（3）仅水平方向数值相等
（4）铅直方向数值最大
18、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ （2） ）。
（1）相交
（2）正交
（3）共轭
（4）斜交
19. 已知流场的流速为：22x u x y x =-+，(2)y u xy y =-+，该流动（ ）
A 不存在
B 为有涡流动
C 为有势流动
D 为非恒定流
20.如果7=H δ
，则过流建筑物顶部水流属于 （ ）
A.薄壁堰流
B.实用堰流
C.宽顶堰流
D.明渠流
21. 流场中，液体质点的基本运动形式有： （ ）
A.平移、线变形、角变形、旋转
B.加速、圆周、线变形、平移、
C.平移、绕流、角变形、旋转
D.平移、加速、绕流、旋转
22. 如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，k 为常量，则流速势函数为:
A 、k =?
B 、为任意积分常数c c x ,+=?
C 、x =?
D 、为任意积分常数c c x k ,+=?
23.消力池水力计算时，出池水流近似属于（ ）。
A 、宽顶堰流
B 、薄壁堰流
C 、明渠均匀流
D 、实用堰流
24.已知某流动的流速分布为c u x =，0==z y u u ，则该流动（ ）。
A 、存在流速势函数，不存在流函数
B 、存在流函数，不存在流速势函数
C 、既存在流速势函数又存在流函数
D 、既不存在流速势函数又不存在流函数
25.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ ）
A 、相交
B 、正交
C 、共轭
D 、斜交
26.闸坝下有压渗流的流网形状与下列哪个因素有关（ ）。
A 、上游水位
B 、渗流系数
C 、上下游水位差
D 、边界几何形状
27.平底矩形棱柱体渠道有一闸孔出流，其下游有一水跃，闸后收缩断面水深为c h ，跃后断
面水深为c 3h ，若下游实际水深为c 5.2h h t =，则该水跃的形式为（ ）。
A 、远驱式水跃
B 、临界式水跃
C 、淹没式水跃
D 、无法确定
28.当实用堰水头H 大于设计水头d H 时，其流量系数m 与设计流量系数d m 的关系是（ ）
A d m m =
B d m m >
C d m m <
D 无法判定
29.在恒定平面势流中，等流函数线与等势线（ ）
A 、正交
B 、斜交
C 、平行
D 、呈45o角
30.WES 型实用堰（高堰）的流量系数m 与d H H 和d
H P 1（1P 为堰高），的关系是( )。 A 、与d H H 有关，与d H P 1无关 B 、与d H H 无关，与d
H P 1有关 C 、与
d H H 和d H P 1均有关 D 、与d H H 和d H P 1均无关 31.消力池水力计算时，出池水流近似属于（ ）。
A 、宽顶堰流
B 、薄壁堰流
C 、明渠均匀流
D 、实用堰流
32.满足连续方程的流速势函数是（）。
A 、22y x +=?
B 、3y y x +-=?
C 、)ln(y x +=?
D 、y x +=?
33.在平面流动中，两条流线的流函数之差等于（ ）。
A 、两条流线间的切应力之差
B 、两条流线间的压强之差
C 、两条流线间的流速差
D 、两条流线间的单宽流量
34.液体无旋流动是（ ）。
A 、所有质点作直线运动的流动
B 、所有质点流速相等的流动
C 、有流速势函数存在的流动
D 、在边界上流速必为零的流动
35.下述堰的分类哪个正确（ ）
A 、δ/H >0.67 薄壁堰
B 、0.67<δ/H <10.0 宽顶堰
C 、0.67<δ/H <2.5 实用堰
D 、δ/H >2.5 薄壁堰
36.平底渠道闸孔出流，其闸下游出现远驱式水跃，则收缩断面水深c h 与跃前水深1h 的关系是（ ）。
A 、1h h c >
B 、1h h c =
C 、1h h c <
D 、不法判断
37.液体无旋流动是（ ）。
A 、所有质点作直线运动的流动
B 、所有质点流速相等的流动
C 、有流速势函数存在的流动
D 、质点做圆周运动的流动
38.已知某流动的流速分布为c u x =，0==z y u u ，则该流动（ ）。
A 、存在流速势函数，不存在流函数
B 、存在流函数，不存在流速势函数
C 、既存在流速势函数又存在流函数
D 、既不存在流速势函数又不存在流函数
39.渗流研究的是（ ）的运动规律。
A 、重力水；
B 、毛细水；
C 、气态水；
D 、薄膜水。
40.与地面水流相比，地下水流中不存在的流动状态时是（ ）。
A 、恒定流
B 、均匀流
C 、层流
D 、急流
41.恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ ）
A 、相交
B 、正交
C 、共轭
D 、斜交
42.闸坝下有压渗流的流网形状与下列哪个因素有关（ ）。
A 、上游水位
B 、渗流系数
C、上下游水位差
D、边界几何形状
第三部分：填空题 (每题分)
1、流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，
，，四种。
2、土的渗透恃性由：，二方面决定。
3、水击类型有：，两类。
4、泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，
三种。
5、构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。
6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。
7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8、在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，
复变函数法，数值解法等。
9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。
10、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的????????次方成正比。10、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的????????次方成正比。
11、作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有压力，质量力有重力。
12、宽顶堰式闸孔出流。当下游发生远驱式水跃或临界式水跃时，为闸孔自由出流；当下游发生淹没式水跃时，闸孔淹没出流。
13、液体质点的运动形式有平移、变形、旋转。
14、渗流系数k与液体及土壤透水性质有关，它的物理意义是J=1时的渗流流速。
第四部分：简答题 (每题分)
1、泄水建筑物下游有几种水流衔接与消能形式?它们的消能原理是什么?各应用在什么条件
下？
2、如图所示三个溢流坝，它们的上游坝高P均相同，堰上水头H相同，试问:
图(a)～(c)中的哪个收缩断面水深最小？
3、对于简单剪切流动，因其流线平行，流体质点作直线运动，所以该流动是无涡流。这种判断是否正确？为什么？
4、土壤的哪些性质影响渗透能力?何为渗流模型?为什么要引人这一概念？
5、渗流中所指的流速是什么流速？它与真实流速有什么联系?
6、试比较达西定律与裘皮幼公式的异同点及应用条件。
7、棱柱形底坡渠道水面曲线有十二条，而地下河槽中水面曲线只有四条，为什么?
8、有下面几种地下棱柱形河槽的水面曲线，试指出错误之处，并说明其错误原因;
并画出各种底坡上正确的水面曲线。
9、浸润线是流线还是等势线?为什么?
10、根据对液体微团运动的分析，地下水层流运动应该是有旋运动，那么，又为什么将地下水的渗流运动看作为势流？
11、怎样解释流网中出现三角形和五边形等情况?它对渗流计算有无影响？
12、如图所示为某透水地基上的建筑物，1—1, 2—2为两条等水头线，试问:
（1)如果以1——1为基准面,2——2、3——3两等水头线的总水头值为多少?
(2)如果以2-2为基准面，1——1、3——3两等水头线的总水头值又为多少？
(3)如果以水面3一3为基谁面，1——1、2——2两等水头线的总水头值又为多少?
13、简述渗流模型取代实际渗流的基本原则。
14、何谓流网，流网具有哪些性质？
15、什么情况下，堰闸下游需要修建消能池？如何确定消能池的深度和长度。
16、何谓有势流？有势流与有涡流本质区别是什么？
17、渗流能否发生水跃？为什么？
18、简要说明泄水建筑物下游水流的特点及消能措施。
第五部分：计算题 (每题 分)
1、 已知某流场的流速势为：
φ=k(x 2- y 2
)/2
式中k 为常数，试求：u x 及u y ；
2、某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m 2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t =3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。 （E 0=h c +q 2/2g?2h c 2）
3. 设有一平面流场，其流速为θθsin ,cos v u v u y x ==，其中θ,v 均为常数，（1）证明该平面流场是连续的无涡流流动；（2）求该流动的流函数和速度势函数；（3）求出流线方程及和等势线方程。
4. 为引水灌溉，在一缓坡河道上修滚水坝以抬高水位。河道沁面近似矩形，坝宽与河宽大致相等，B=B 0=12.0m ，坝高1p p =m 0.14=。当堰顶水头H=3.4m 时，坝的流量系数为m=0.485。试求此时：①经堰顶下泄的单宽流量及全水头；②判断堰流与明渠水流的衔接形式；③是否需要建消力池，如需要，请初步估算消力池深度。
5. 已知不透水层坡度3105.2-?=i ，土壤渗流系数s cm k /103.44
-?=，均匀渗流水深m h 120=，求单宽渗流量q 。
6. 已知流体运动的速度场为：
?????==-=.
0,)(,)(z y x u x r f u y r f u 式中22y x r +=，试确定：1）流线的形状；2）角变形率；3）角变形率等于零时的)(r f ；
4）旋转角速度；5）无旋流动时的)(r f 。
7、下图为某溢流堰的基础轮廓和已绘出的流网图H=10米，渗透系数k = 5x105
m/s, 已知相应于该网格的流线平均长度?s=2.0米，试求图中A 点的渗流流速，B 点的动水压强。
8、已知液体作平面流动的流场为：
u x = y 2–x 2
+2x
u y = 2xy –2y
试问：① 此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之；
② 此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。
9. 已知有一液流
?????0222
2=+=+-
=z y x u y x kx u y x ky
u 试分析液体运动的特征：（1）是恒定流还是非恒定流；（2）液体运动有无变形运动；
（3）液体微团有无旋转运动；（4）求其流线方程。
10.某河中筑一单孔溢流坝，坝剖面按WES 曲线设计。已知坝上下游河底高程m z 00.1001=，堰顶高程m z 50.1162=，相应于设计流量s m Q /4283
=时的上游水位m z 00.1203=，下游水位m z 50.1154=，侧收缩系数98.0=ε。要求：（1）判别是否淹没出流？ （2）求堰顶宽度b 。
11.某渠道与河道平行（如图），中间隔以渗透系数k=2×310-cm/s 的细砂土岗，不透水层底坡i=0.025。当水渠沿的含水层厚度1h =2m 时，河沿的含水层厚度2h =4m ，河渠间距l =303m 。求：渠道因渗漏所损失的单宽渗流量；
12. 已知液体运动表示为22y x ay u x +-=，22y
x ax u y += a 为不等于零的常数，请分析液体质点的运动形式，如有流速势函数则求之。
13、某WES 剖面的溢流坝采用闸门控制流量，坝宽100米，坝高10米，如图所示。当m H 2.3=，s m Q /6003=,收缩断面水深m h c 42.0=，下游水深m h t 05.3=。
（1） 试判别下游衔接方式。
（2） 如果要修建降低护坦式消能池，请初估该流量下的池深d
14、已知液体运动表示为?????==-=0
z y x u kx u ky u ，k 为常数，请分析液体质点的运动。
15. 已知一平面流动的流速场为x y x u x +-=22，y xy u y --=2。试判别该流场是否满足流速势函数φ和流函数ψ的存在条件，若存在则求出φ和ψ的表达式。
16. 在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深m H 8=，闸门开度m e 5.2=，闸下游水深m h t 5.4=，闸门宽度m b 8=，（闸门垂向收缩系数625.02=ε，堰流的流量系数34.0=m ，闸孔出流的流量系数H e /18.060.0-=μ），不计行进流速，试求：
（1）通过水闸的流量；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。
H e h t
17.下图为某溢流堰的基础轮廓和已绘出的流网图H=12米，渗透系数k = 4.5x 10-5
m/s, 已知相应于该网格的流线平均长度?s=2.0米，试求图中A 点的渗流流速，B 点的动水压强。 ＋＋◎
18. 已知流体运动的速度场为：t
x u x +=1，y u y =，0=z u ，试求在0t t =瞬间，通过()000,,z y x A 的流线方程。
19、边界层内流速分布如为布拉休斯假定0
0δy U u x =，求排挤厚度、动量损失厚度及能量损失厚度。
20、已知平面势流流函数为2
222y x -=ψ，求流速势函数，并求点（2，3）处的流速。
21、水闸闸基流网如图，上下游水深分别为H=13米，h=2米，
渗流系数s cm k /105.23-?=,A 点m 2S =?，求闸底板A 点渗流流量及动水压强。
22、已知液体作平面流动的流场为：
u x = y2–x2+2x
u y = 2xy–2y
试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之；
②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。
23、设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少?
其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
24、在不可压缩流场中流函数ψ=kx2-ay2，式中k为常数。试证明流线与等势线相互垂直。
25、如图所示两水库之间为一座山，经地质勘探查明有一个透水层，上层为细砂，渗透系数k1=0.001cm/s，下层为中砂，渗透系数k2=0.01cm/s，各层厚度a均为2m，宽度b＝500m, 长
度L == 2000m ，A 水库水位为130m ， B 水库水位为100m ，试求:由A 水库向B 水库的渗透流量Q 及单宽渗透流量q 。
答:Q=1.65 x 10-3m 3
/s.
26、如图所示正堰式溢洪道，堰下游为一段梯形断面的混凝土渠道，已知:堰上水头H ＝3m,堰宽B=5m,渠宽与堰宽相等，堰高P2=7m ,堰的流量系数m=0.45,流速系数φ=0.95,闸前行近流速v0=1m/s;梯形渠道底宽b=5m ，边坡系数m=1.5试求:当堰上单孔闸门全开时，堰下收缩断面水深hc=0.72m
27、已知恒定流场中的流速分布是
3122
1==-=u ax u ax u （a ≠0）
求此流场中的流线和迹线。
【答案：流线和迹线重合，方程为C x x =+2221】
28、已知定常流场中的流速分布为
0,,32
221122
2212
1=+=+-=u x x ax u x x ax u
)0(,0,021≠=>>const a x x
求其线变形率，角变形率和旋转角速度。试判断其是否为有势流。 【222212221122221212222212111)
()(,2,2x x x x a x x x ax x x x ax ++=+-=+=θεε0=ω，为有势流】 29、已知不可压平面无旋流动的流函数22
2121x x x x -+=ψ，求其速度势函数。 【答案：C x x x x +--=21222
122/1）（?】 30、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B ＝18m ，流量Q ＝265m 3
/s ，坝下收缩断面处水深h c =1.1m ，当坝下游水深h t =4.7m 时，问：
1）坝下游是否发生水跃？
2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？
3) 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。
31、已知二元恒定势流的流速势函数φ=x(2y-1),试计算点(3m,4m)处的流速及流函数。
32、已知二元流场势函22y x -=?，求（1）求流速Y X U U ,并验证是否满足连续条件和无旋条件；（2）求流函数，并求通过（1，0）（1，1）两点的两条流线之间的单宽流量。
33、已知用欧拉法表示的流速场为ux=2x+t 。uy=-2y+t,试绘t=0时的流动图形。
水力学第二章课后习题测验答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h =1.8m ，液体的密度为850kg/m 3，求液面压 强。 解：08509.807 1.8a a p p gh p ρ=+=+?? 相对压强为：15.00kPa 。 绝对压强为：116.33kPa 。 答：液面相对压强为15.00kPa ，绝对压强为116.33kPa 。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2，压力表中心比A 点高0.4m ，A 点在水下1.5m ，， 求水面压强。 解：0 1.1a p p p g ρ=+- 4900 1.110009.807a p =+-??
5.888a p =-（kPa ） 相对压强为： 5.888-kPa 。 绝对压强为：95.437kPa 。 答：水面相对压强为 5.888-kPa ，绝对压强为95.437kPa 。 解：（1）总压力：433353.052Z P A p g ρ=?=??=（kN ） （2）支反力：()111333R W W W W g ρ==+=+??+??总水箱箱 980728274.596W =+?=箱kN W +箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体g ρ?。而支座反力与水体 重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积g ρ?。 答：水箱底面上总压力是353.052kN ，4个支座的支座反力是274.596kN 。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A ，直径d =0.4m ，容器底的直径D =1.0m ，高h =1.8m ， 如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力。
《水力学》课后习题答案
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3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m 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(-+==Θ 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμΘ 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(002.02 y 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 dy du -=Θ )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 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
y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．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y u d d μ τ=，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。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2 53310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ N A h u F R 01.110024.510 05.05002.053=????==∴--μ 1-7．两平行平板相距0.5mm ，其间充满流体，下板固定，上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动， 求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律，得 y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y
水力学作业答案
水力学作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1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： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2） 107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--= == 1.2 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1.2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 15,20,4s cm h cm h cm ===
519.995366.18Pa B A p p =+=- 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？ （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。 11211222 gh gh p h 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。 ()1112110.747 2.860.72m h h h h ρρ?? '+-=-=-?= ??? 1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A 、B 、C 、D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。 解：461547839.49Pa 3.1411 A B G p p A ?== ==?? 37839.491109.81227.46kPa C D A p p p gh ρ==+=+???= 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。
水力学第二章课后答案.docx
1 ２ 6 11答案在作业本 2.12 （注:书中求绝对压强）用多管水银测压计测压,图中标高的单位为m,试求 水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- ()()5 2.5 1.4 3.0 1.4Hg p g g ρρ=+--- ()()()()2.3 1.2 2.5 1.2 2.5 1.4 3.0 1.4a Hg Hg p g g g g ρρρρ=+---+--- ()()2.3 2.5 1.2 1.4 2.5 3.0 1.2 1.4a Hg p g g ρρ=++---+-- ()()2.3 2.5 1.2 1.413.6 2.5 3.0 1.2 1.4a p g g ρρ=++--?-+--???? 265.00a p =+(k Ｐa ） 答：水面的压强0p 265.00=ｋPa 。 2-1２形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2ｍ,宽b ＝1ｍ，形心点水深c h ＝2ｍ，倾角α=?45,闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。
l b α B A T h c 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=(kN ） 3 22221222 2.946 122sin sin 4512sin 45sin C C D C C C bl I h y y h y A bl αα=+=+=+=+=??
2-13矩形闸门高h =３ｍ,宽b =2m ，上游水深1h ＝6m,下游水深2h ＝4.５m ，试求:（1)作用在闸门上的静水总压力；（２)压力中心的位置。 解：（１)图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? ()12h h g ρ=-
水力学第二章课后习题答案
2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m ,液体的密度为850kg/m 3,求液面 压强。 解：P o = P a ，gh = P a 850 9.807 1.8 相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。 答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。 2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m 2,压力表中心比A点高0.4m , A点在水下 1.5m，，求水面压强。 P0 1.5m 1 0.4m A
解: P0 = P a P -1.1 'g 二P a 4900 -1.1 1000 9.807 二p a「5.888 （kPa） 相对压强为：_5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。 答: 水面相对压强为-5.888kPa,绝对压强为95.437kPa。 3m 解：（1）总压力：Pz=A p=4「g 3 3 = 353.052 （kN） （2）支反力：R 二W总二W K W箱二W箱;?g 1 1 1 3 3 3 =W箱 9807 28 =274.596 kN W箱 不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体Qg。而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积Eg。 答：水箱底面上总压力是353.052kN，4个支座的支座反力是274.596kN。 2.14 盛满水的容器，顶口装有活塞A，直径d =0.4m，容器底的直径D=1.0m，高h
=1.8m ,如活塞上加力2520N （包括活塞自重），求容器底的压强和总压力 解: （1）容器底的压强： P D =P A'gh =252°9807 1.8 =37.706（kPa）（相对压强） /-d2 4 （2）容器底的总压力： P D二Ap D D2 p D12 37.706 10 = 29.614（kN） 4 4 答：容器底的压强为37.706kPa，总压力为29.614kN 。 2.6用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m，试求水面的压强P0。
《水力学》题集1-3章答案
第一章绪论 第一题、选择题 1. 理想液体是（B ） （A）没有切应力又不变形的液体；（B）没有切应力但可变形的一种假想液体；（C）切应力与剪切变形率成直线关系的液体；（D）有切应力而不变形的液体。 2. 理想液体与实际液体最主要的区别是（D） A. 不可压缩； B ?不能膨胀；B?没有表面张力； D.没有粘滞性。 3. 牛顿内摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（ C ） A动力粘度和速度 B动力粘度和压强C动力粘度和速度梯度D动力粘度和作用面积 4. 下列物理量中，单位有可能为 m i/s的系数为（A ） A.运动粘滞系数 B. 动力粘滞系数 C.体积弹性系数 D. 体积压缩系数 6. 影响水的运动粘度的主要因素为（A ） A. 水的温度； B. 水的容重； B. 当地气压； D. 水的流速。 7. 在水力学中，单位质量力是指（C ） A、单位面积液体受到的质量力 B、单位面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 8. 某流体的运动粘度v=3X10-6m/s，密度p =800kg/m3，其动力粘度卩为（B ） A. 3.75 X 10-9Pa?s B.2.4 X 10-3Pa?s C. 2.4 X 105Pa ?s D.2.4 X 109Pa ?s 第二题、判断题 1. 重度与容重是同一概念。（V） 2. 液体的密度p和重度丫不随温度变化。（X） 3. 牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。（X） 4. 黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。（V） 5. 水的粘性系数随温度升高而减小。（V） 7. 一般情况下认为液体不可压缩。（V） 8. 液体的内摩擦力与液体的速度成正比。（X ） 9. 水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。（X ） 10. 静止液体有粘滞性，所以有水头损失。（X ） 12. 表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。（V） 13. 摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。（X）
武大水力学习题第2章 水静力学
第二章水静力学 1、相对压强必为正值。 ( ) 2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 ( ) 3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 ( ) 4、二向曲面上的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。 ( ) 5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。则该平面上的静水总压力P=ρgy D A sinα。(y D为压力中心D的坐标，ρ为水的密度，A 为斜面面积) （） 6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( ) 9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B 两点静水压强不等，水银液面一定会显示出?h 的差值。 ( ) 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 ( ) 11、选择下列正确的等压面: ( ) (1) A ? A (2) B ? B (3) C ? C (4) D ? D
12、压力中心是( ) (1) 淹没面积的中心； (2) 压力体的中心；(3) 总压力的作用点；(4) 受压面的形心。 13、平衡液体中的等压面必为( ) (1) 水平面； (2) 斜平面； (3) 旋转抛物面； (4) 与质量力相正交的面。 14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。 15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体； (3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。 16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器A B 壁面上的静水压强分布图应 为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d 17、液体某点的绝对压强为 58 kP a，则该点的相对压强为 ( ) (1) 159.3 kP a； (2) 43.3 kP a； (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。 18、图示的容器a 中盛有重度为ρ1的液体，容器b中盛有密度为ρ1和ρ2的两种液体，则两个容 器中曲面AB 上压力体及压力应为 ( ) (1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。
水力学第二章课后答案
1 2 6 11答案在作业本 2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m ， 试求水面的压强0p 。 解： ()04 3.0 1.4p p g ρ=-- 265.00a p =+（kPa ） 答：水面的压强0p 265.00=kPa 。 2-12形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l =2m ，宽b =1m ，形心点水深c h =2m ，倾角α=?45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力T 。 解：（1）解析法。 10009.80721239.228C C P p A h g bl ρ=?=?=????=（kN ） 2-13矩形闸门高h =3m ，宽b =2m ，上游水深1h =6m ，下游水深2h =4.5m ，试求： （1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。 解：（1）图解法。 压强分布如图所示： ∵ ()()12p h h h h g ρ=---???? 14.71=（kPa ） 14.713288.263P p h b =??=??=（kN ） 合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面(1.5m,)2 b 处。 （2）解析法。 ()()111 1.56 1.5980732264.789P p A g h hb ρ==-?=-???=（kN ） ()120.250.75 4.6674.5 =?+=（m ） ()222 1.539.80732176.526P p A g h hb ρ==-?=???=（kN ） ()22211111130.75 3.253 C C D C C C C I I y y y y A y A ??=+=+=+= ???（m ） 合力：1288.263P P P =-=（kN ） 合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： 1.499=（m ） 答：（1）作用在闸门上的静水总压力88.263kN ；（2）压力中心的位置在闸门的
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题 2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强 2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z) 2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。 绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa. 绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。某点负压大小等于该点的相对压强。Pv=p'-pa 2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面 的高度。关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。 2-5.等压面是压强相等的点连成的面。等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。 2-6。图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。 2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同
压强的传递有所改变。当施加外力时，液面压强增大了A p ?，水面以下同一高度的各点压强都增加A p ?。 2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。 （2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p. 图2-8 2-9.选择A 2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。因为水作用面的面积不相等，而且作用面的形心点压强大小不同。所以静水压力Pa>Pb. (2)图c 和图d 静水压力大小相等。以为两个面上的压强分布图是相同的，根据梯形压强分布图对应的压力计算式可知大小相等，作用点离水面距离相等。 2-11.（1）当容器向下作加速运动时，容器底部对水的作用力为F=m*(g-a),由牛顿第三定律知水对容器的压力也等于F ，根据p=F/A,知底部的压强 p=)(*)()(a g h h V a g m A a g m -==--ρ水面上相对压强为0，所以作图如a 。 (2)当容器向上作加速运动时，水对容器底部的压力大小为)(a g m F +=，则底部压强大小)()(h g h p A a g m +==+ρ，水面压强为0，作图如b 。 P P
水力学练习题及答案
水力学练习题及参考答案 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×) 1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中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。(×) 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。(×) 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。(√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×） 6、达西定律适用于所有的渗流。（×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。（√） 8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。(√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。(√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。(√) 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。(×) 14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们 的正常水深不等。(√) 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×) 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。(√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×) 19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×) 21、缓坡上可以出现均匀的急流。(√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。(√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。(√) 26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√) 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。(×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√) 30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。(×)
水力学闻德荪习题答案第二章
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0.1MPa,该点的绝对压强为：（d ） （a ）65000Pa ；（b ）55000Pa ；（c ）35000Pa ；（d ）165000Pa 。 2.5 绝对压强abs p 与相对压强p 、真空度V p 、当地大气压a p 之间的关系是：（c ） （a ）abs p =p +V p ；（b ）p =abs p +a p ；（c ）V p =a p -abs p ；（d ）p =V p +V p 。 2.6 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 ）1p >2p >3p ；（b ）1p =2p =3p ；（c ）1p <2p <3p ；（d ）2p <1p <3p 。 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, A p -B p 为： （b ）
（a）13.33kPa；（b）12.35kPa；（c）9.8kPa；（d）6.4kPa。 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 D y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）1.0；（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。 2.12正常成人的血压是收缩压100~120mmHg，舒张压60~90mmHg，用国际单位制表示是 多少Pa? 解：∵1mm 3 101.32510 133.3 760 ? ==Pa ∴收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa 舒张压：6090mmHg8.00 =kPa12.00kPa 答：用国际单位制表示收缩压：100120mmHg13.33 =kPa16.00kPa；舒张压：
水力学第四版课后答案
?第一章 绪论 １-２．２0℃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3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1－4．一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为若干? [解］ 在地球上静止时： g f f f z y x -===；0 自由下落时: 00=+-===g g f f f z y x ； 第二章 流体静力学 ２—1．一密闭盛水容器如图所示,U 形测压计液面高于容器内液面h ＝1.5m,求容器液面的相对压强。 ［解］ gh p p a ρ+=0 kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=??==-=∴ρ ２—３．密闭水箱,压力表测得压强为4900P ａ.压力表中心比Ａ点高０．5ｍ，A 点在液面下1.5ｍ.求液面的绝对压强和相对压强.
［解] g p p A ρ5.0+=表 Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=?-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000 =+-=+=' 2．８绘制题图中AB 面上的压强分布图。 h 1 h 2 A B h 2 h 1 h A B 解: B ρgh 1 ρgh 1 ρgh 1 ρgh 2
A B ρg(h2-h1) ρg(h2-h1) B ρgh
水力学第二章思考题答案
2.1.恒定流：如果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。非恒定流：如果在流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化。均匀流：水流的流线为相互平行的直线。非均匀流：水流的流线不是相互平行的直线。渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近于平行的直线。急变流：水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小。按运动要素是否彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流，而非均匀流按流线的不平行和弯曲程度又分为渐变流和急变流。渐变流重要性质为：过水断面上近似服从静压分布：Z+P/y=C 2.2.此时的A?υ?=A?υ?符合连续方程。两个断面无支流，且上游水位恒定，则下游通过的流量一定，则流量保持平衡，满足该公式。 2.3能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’。Ζ?：位置水头；Ρ?/ρg：压强水头；（μ?）2/2g：流速水头；Ζ?：单位位能；Ρ?/ρg：单位压能；（μ?）2/2g：单位动能；hw’：水头损失。能量意义：在总流中任意选取两个过水断面，该两断面上液流所具有的总水头若为H?和H?，则：H?=H?+hw。 2.4这些说法都不对。对于理想液体来说，在无支流进去的情况下，其各断面的流量总和是相等的，根据能量方程：Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g=Ζ?＋Ρ?/ρg＋α?（μ?）2/2g＋hw’，及连续方程：A?υ?=A?υ?。可以看出：只要其流量不改变，能量的总和就不会变。则水是由流速大地方向流速小的地方流这种说法就是错误的。总流的动量方程：ΣF=ρQ（Β?υ?-Β?υ?），也说明了这一点。 2.5总水头线：把各断面H=Ζ＋Ρ/ρg＋α（μ）2/2g描出的点子连接起来得到的线就是总水头线；测压管水头线：把各断面的（Ζ＋Ρ/ρg）值的点子连接起来得到的线就是测压管水头线。水力坡度：总水头线沿流程的降低值与流程长度值比；测压管坡度：测压管水头线沿流程的降低值与流程长度值比。均匀流的测压管水头线和总水头线相等。 2.6⑴ΣF中包括表面力和质量力。⑵若果由动量方程求得的力为负值则说明所求的方向与规定的方向相反。
水力学第二章课后答案
12611答案在作业本 2.12（注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为m， 试求水面的压强。 解： （kPa） 答：水面的压强kPa。 2-12形平板闸门，一侧挡水，已知长=2m，宽=1m，形心点水深=2m，倾角=，闸门上缘处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸门所需拉力。 解：（1）解析法。 （kN） 2-13矩形闸门高=3m，宽=2m，上游水深=6m，下游水深=，试求：（1）作用在闸门上的静水总压力；（2）压力中心的位置。 解：（1）图解法。 压强分布如图所示： ∵ （kPa） （kN） 合力作用位置：在闸门的几何中心，即距地面处。 （2）解析法。 （kN） （m） （kN） （m） 合力：（kN） 合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩）： （m） 答：（1）作用在闸门上的静水总压力kN；（2）压力中心的位置在闸门的几何中 心，即距地面处。 2-14矩形平板闸门一侧挡水，门高=1m，宽=，要求挡水深超过2m时，闸门即可 自动开启，试求转轴应设的位置。 解：当挡水深达到时，水压力作用位置应作用在转轴上，当水深大于时，水压 力作用位置应作用于转轴上，使闸门开启。 （kPa） （m） ∴转轴位置距渠底的距离为：（m） 可行性判定：当增大时增大，则减小，即压力作用位置距闸门形越近，即 作用力距渠底的距离将大于米。 答：转轴应设的位置m。
2-16一弧形闸门，宽2m，圆心角=30，半径R=3m，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和 方向。 2-18球形密闭容器内部充满水，已知测压管水面标高=，球外自由水面标高=，球直径=2m，球壁重量不计，试求：（1）作用于半球连接螺栓上的总压力；（2） 作用于垂直柱上的水平力和竖向力。 解：（1）取上半球为研究对象，受力如图所示。 ∵ （kN） ∴（kN） （2）取下半球为研究对象，受力如图。 ∵（kN） 答：（1）作用于半球连接螺栓上的总压力为kN；（2）作用于垂直柱上的水平力 和竖向力。 2-19密闭盛水容器，水深=60cm，=100cm，水银测压计读值=25cm，试求半径=的半球形盖所受总压力的水平分力和铅垂分力。 解：（1）确定水面压强。 （kPa） （2）计算水平分量。 （kN） （3）计算铅垂分力。 （kN） 答：半球形盖所受总压力的水平分力为kN，铅垂分力为kN。
水力学思考题
Ⅰ思考题： 0.1 质量、重量、密度、容重的定义，密度和容重间存在着什么关系？各物理 量的量纲和量测单位是什么？ 0.2 什么叫做粘滞性？粘滞性对液体运动起什么作用？ 0.3 固体之间的磨擦力与液体之间的内磨擦力有何原则上的区别？何谓牛顿内 磨擦定律，该定律是否适用于任何液体？ 0.4 什么是理想液体？理想液体与实际液体的根本区别何在？ 0.5为什么可以把液体当作“连续介质”？运用这个假设对研究液体运动规律有 何意义？ 0.6 作6作用于液体上的力可以分为哪两类？二者有何区别？试举例说明之。 思考题： 1.1静水压强有哪些特性？静水压强的分布规律是什么？ 1.2 试分析图中压强分布图错在哪里？ 图1.2 1.3 何谓绝对压强，相对压强和真空值？它们的表示方法有哪三种？它们之间 有什么关系？ 1.4 图示一密闭水箱，试分析水平面A－A，B－B，C－C是否皆为等压面？何 谓等压面？等压面的条件有哪些？
图1.4 1.5一密闭水箱（如图）系用橡皮管从C点连通容器Ⅱ，并在A、B两点各接一 测压管问。 （1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点压强是否相等？（2）把容器Ⅱ提高一些后，p0比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如 何？ 图1.5 1.6 什用6什么叫压力体？如何确定压力体的范围和方向？ 思考题： 2.1 “恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等三个 概念是如何定义的？它们之间有么联系？渐变流具有什么重要的性质？ 2.2 图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图（b）表示一水管正在打开阀门 放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是否符合A1V1＝AaVa 的连续方程？为什么？
水力学第二章答案(吕宏兴__裴国霞等)
2-1 解： （1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以 p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度： p A=γ水·h 所以 h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m 2-3 解：
P A-γh=p B-γ(h1+h2+h)+γH h1 所以，p A-p B=γH h1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa 2-6
解： p A=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kp a 2-7 解： （1）左支： 绝对：p c'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa （2）右支：
p c'=p a+γ水h；h=（p c'-p a）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：p A=0.6p a=0.6×98=58.8kp a （1）左支：p A=γh1 h1=p A/γ=58.8/9.8=6m （2）右支：p A+γh=γH h2 h2=（p A+γh）/γH=0.456m 2-10 解：设管嘴内的绝对压强为p',则 p'+γh= p a
P v=p a- p'=γh=9.8×0.6=5.886kp a 2-12 解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析： 由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出 p·s+γ·s·h=ρ·s·h·a p=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)
水力学第四版课后答案教案资料
水力学第四版课后答 案
第一章 绪论 1-2．20℃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 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=? 1-4．一封闭容器盛有水或油，在地球上静止时，其单位质量力为若干？当封闭容器从空中自由下落时，其单位质量力又为若干？ [解] 在地球上静止时： g f f f z y x -===；0 自由下落时： 00=+-===g g f f f z y x ； 第二章 流体静力学 2-1．一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ，求容器液面的相对压强。 [解] gh p p a ρ+=0 kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=??==-=∴ρ
2-3．密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力表中心比A点高0.5m，A点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。 [解] g p p A ρ5.0 + = 表 Pa g p g p p A 4900 8.9 1000 4900 5.1 - = ? - = - = - =ρ ρ 表 Pa p p p a 93100 98000 4900 = + - = + = ' 2.8绘制题图中AB面上的压强分布图。 B h1 h2 A B h2 h1 h A B 解：
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吴持恭版水力学-第二章-思考题答案
第二章 2.1 “恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等三个概念是如何定义的？它们之间有么联系？渐变流具有什么重要的性质？ 恒定流：如果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。 非恒定流：如果在流场中有任何一个运动要素是随时间而改变的，这种水流称为非恒定流。 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。 非均匀流：当水流的流线不是相互平行的直线，该水流称为非均匀流。 渐变流：当水流的流线虽然不是相互平行直线，但几乎近于平行直线时称为渐变流。 急变流：当水流的流线之间的夹角很大或流线的曲率很小，这种水流称为急变流。 联系：恒定流和非恒定流均可以是均匀流或非均匀流，非均匀流中又包括渐 变流和急变流。 渐变流具有的重要性质：过水断面上的压强近似服从静水压强分布： 2.2 图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图（b ）表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是否符合A 1V 1＝AaVa 的连续方程？为什么？ 图2.2 否，因水流均属非恒定流 p z c g ρ+=
2.3 能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么？ （1）各项的几何意义： 从几何观点，式中 分别为位置水头、压强水头、流 速水头和两断面间的水头损失。 （2） 各项的能量意义： 分别代表单位重量液体的 平均位能、平均压能、平动能和能量损失。 2.4 关于水流去向问题，曾有以下一些说法如“水一定是从高处向低处”，“水 是由压力大的地方向压力小的地方流”，“水是由流速大的地方向流速小的地方流”这些说法对吗？试用基本方程式论证说明。 都不对。由能量方程知：任一断面的总机械能是由位能、压能和动能三部分 组成的，它们间可相互转化，但不能分割。水流总是从总机械能大的1-1断面流向总机械能小的2-2断面，其差值用来克服两断面间的总水头损失。 2.5 什么叫总水头线和测压管水头线？水力坡度和测压管坡度？均匀流的测压 管水头线和总水头线的关系怎样？ 各断面总能量值 连接起来的曲线或直线称总水头线，把各断面的 值的点连接起来的线称测压管水头线。 总水头线沿流程的降低值与流程长度之比称为水力坡度，即 或 。测压管水头线沿流程的降低值与流程长度之比称为测压管坡度，即 均匀流时，总水头线与测压管水头线是相互平行的直线。 2.6 总流的动量方程式为∑F ＝ρQ （2β2V －1β1V ），试问： （1）∑F 中都包括哪些力？ 221112221222p v p v z z h g g g g ωααρρ++=+++211112p v z h g g ωαρ、、、211112p v z h g g ωαρ、、、22p v H z g g αρ??=++ ???12H H J L -=dh dH J dL dL ω=-=p z g ρ??+ ???1212p p z z g g J L ρρ???? +-+ ? ?????=测
水力学第二章课后答案(20210203080748)
1 2 6 11 答案在作业本 2.12 （注：书中求绝对压强）用多管水银测压计测压，图中标高的单位为 m 试求水面的压强P o 。 P a 265.00 (kPa ) 答：水面的压强P o 265.00kPa 。 2-12形平板闸门AB ，一侧挡水，已知长l=2m 宽b=1m 形心点水深h c =2m 倾 角=45，闸门上缘A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力，试求开启闸 门所需拉力T o △ 1.4 解： P 0 P 4 3.0 1.4 g P 5 2.5 1.4 Hg g 3.0 P a 2.3 1.2 Hg g 2.5 P a 2.3 2.5 1.2 1.4 P a 2.3 2.5 1.2 1.4 1.4 g 1.2 g 2.5 1.4 Hg g 3.0 1.4 g Hg g 2.5 3.0 1.2 1.4 g 13.6 2.5 3.0 1.2 1.4 g g
解：(1)解析法 P P c A h e g bl 1000 9.807 2 1 2 39.228 (kN) bl3 y D y c I c h c12 2 22 2 2 2 2.946 h c r 12 2 y C A sin bl sin 45 12 sin p sin 45， (m) a 对A点取矩，当开启闸门时，拉力厂满足’ # 户(打—儿)一丁 240 1 Z C6S0 /- 9 =31 007 (kN) 4 当TE3L007妙L时，可以开启闸门…
（2）图解法。a 压强分布如图所示，卩 p」=；屁sin45。=12.68 (kPa)， A?+〒si￡J45Q ；0g = 26.55 (kPa) … z、lb (12.68+26.55)x2x1 ““ Z1、 P =(P^P B>~ = ~---------- -- ——= 39.23 (kN) 对A点取矩，有P. AD^P^.lD.-T.AP -cos 45° — 0亠 ] 1 2 血?人5?卞+(丹一乙)?八牙乂几牙/ /. T= ---------------- 2 ----------- ? --- 门 / ? cos 45° 12.68x1x1 + (26.55-12.68) xlxj cos 45° = 31.009 (kN) d 答；开启闸门所 需拉力r=S1.009kNo
《水力学》第二章答案
第二章:水静力学 一：思考题 2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强 2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z) 2-3答：水头是压强的几何意义表示方法，它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。 绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强，绝对压强是以0为起点，而相对压强是以当地大气压为基准测定的，所以两者相差当地大气压Pa. 绝对压强小于当地大气压时就有负压，即真空。某点负压大小等于该点的相对压强。Pv=p'-pa 2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中，z 表示某点在基准面以上的高度，称为位置水头，g p ρ表示在该点接一根测压管，液体沿测压管上升的高度，称为测压管高度或压强水头，g p z ρ+称为测压管水头，即为某点的压强水头高出基准面的高度。关系是：（测压管水头）=（位置水头）+（压强水头）。 2-5.等压面是压强相等的点连成的面。等压面是水平面的充要条件是液体处于惯
性坐标系，即相对静止或匀速直线运动的状态。 2-6。图中A-A 是等压面，C-C,B-B 都不是等压面，因为虽然位置高都相同，但是液体密度不同，所以压强水头就不相等，则压强不相等。 2-7.两容器内各点压强增值相等，因为水有传递压强的作用，不会因位置的不同压强的传递有所改变。当施加外力时，液面压强增大了A p ?，水面以下同一高度的各点压强都增加 A p ?。 2-8.（1）各测压管中水面高度都相等。 （2）标注如下，位置水头z,压强水头h,测压管水头p. 图2-8 2-9.选择A 2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。因为水作用面的面积不相等，而且作用面