第七章 相似原理与因次分析 7－1 20℃的空气在直径为600 mm 的光滑风管中以8 m/s 的速度运动，现用直径为60 mm 的光滑水管进行模拟试验，为了保证动力相似，水管中的流速应为多大？若在水管中测得压力降为450 mmH 2O ，那么在原型风管中将产生多大的压力降？ 已已知知：：d a ＝600mm ，u a ＝8m/s ，ρa ＝1.2kg/m 3，νa ＝15.0×10－6m 2/s ，d w ＝60mm ，ρw ＝998.2kg/m 3， νw ＝1.0×10－ 6m 2/s ；Δp w ＝450mmH 2O 。 解析：(1) 根据粘性力相似，有Re w ＝Re a ，即 w w w a a a ννd u d u = 则水管中的流速应为 m/s 33.5)10 0.15100.1)(60600(8))((6 6a w w a a w =???==--ννd d u u (2) 根据压力相似，有Eu a ＝Eu w ，即 2 w w w 2a a a u p u p ρ?ρ?= 则在原型风管中将产生的压力降为 Pa 95.1181.9450)33 .58)(2.9982.1())(( 2 w 2w a w a a =??=?=?p u u p ρρ 7－2 用20℃的空气进行烟气余热回收装置的冷态模型试验，几何相似倍数为1/5，已知实际装置中烟气的运动粘度为248×10－ 6m 2/s ，流速为2.5m/s ，问模型中空气流速为多大时，才能保证流动相似？ 已已知知：：l C ＝1/5，ν＝248×10－6m 2/s ，νm ＝15×10－ 6m 2/s ，u ＝2.5m/s 。 解析：根据雷诺数相等，即 m m m νν d u d u = ，得 m/s 76.05.2)10 2481015(5))((6 6m m m =????==--u d d u νν 只有模型中空气的流速为0.76m/s 时，才能保证流动相似。 7－3 用直径为25mm 的水管模拟输油管道，已知输油管直径500mm ，管长100m ，输油量为0.1m 3/s ，油的运动粘度为150×10－ 6m 2/s ，水的运动粘度为1.0×10－ 6m 2/s ，试求： (1) 模型管道的长度和模型的流量； (2) 若在模型上测得压差为2.5cm 水柱，输油管上的压差是多少？ 已已知知：：d ＝500mm ，d m ＝25mm ，l ＝100m ，Q ＝0.1m 3/s ，ν＝150×10－6m 2/s ，νm ＝1.0×10－ 6m 2/s ； (Δp/γ)m ＝2.5cmH 2O 。
1． 已知平面流场的速度分布为xy x u x +=2，y xy u y 522+=。求在点（1，-1）处流体 微团的线变形速度，角变形速度和旋转角速度。 解：（1）线变形速度：y x x u x x +=??=2θ 54+=??=xy y u y y θ 角变形速度：()x y y u x u x y z +=??? ? ????+??=222121ε 旋转角速度：()x y x u x u x y z -=???? ????-??=222 121ω 将点（1，-1）代入可得流体微团的1=x θ，1=y θ；23/z =ε；21/z =ω 2．已知有旋流动的速度场为z y u x 32+=，x z u y 32+=，y x u z 32+=。试求旋转角速度，角变形速度和涡线方程。 解：旋转角速度：2 121=???? ????-??=z u y u y z x ω 2 121=??? ????-??=x u z u z x y ω 2121=???? ????-??=y u x u x y z ω 角变形速度：2521=??? ? ????+??=z u y u y z x ε 2 521=??? ????+??=x u z u z x y ε 2 521=???? ????+??=y u x u x y z ε 由z y x dz dy dx ωωω==积分得涡线的方程为： 1c x y +=，2c x z += 3．已知有旋流动的速度场为22z y c u x +=，0=y u ，0=z u ，式中c 为常数，试求流 场的涡量及涡线方程。
解：流场的涡量为： 0=??-??=z u y u y z x Ω 22z y cz x u z u z x y +=??-??= Ω 22z y cy y u x u x y z +-=??-??=Ω 旋转角速度分别为：0=x ω 222z y cz y +=ω 222z y cy z +-=ω 则涡线的方程为：c dz dy z y +=??ωω 即c y dz z dy +-=?? 可得涡线的方程为：c z y =+22 4．求沿封闭曲线2 22b y x =+,0=z 的速度环量。（1）Ax u x =，0=y u ；（2）Ay u x =，0=y u ；（3）0=y u ，r A u =θ。其中A 为常数。 解：（1）由封闭曲线方程可知该曲线时在z =0的平面上的圆周线。 在z =0的平面上速度分布为： Ax u x =，0=y u 涡量分布为：0=z Ω 根据斯托克斯定理得：0==?z A z s dA ΩΓ （2）涡量分布为：A z -=Ω 根据斯托克斯定理得：2b A dA z A z s πΩΓ-==? （3）由于0=r u ，r A u =θ 则转化为直角坐标为：22b Ay y r A u x -=-=，2b Ax u y =
流体力学课后答案第七章 案场各岗位服务流程 销售大厅服务岗： 1、销售大厅服务岗岗位职责： 1)为来访客户提供全程的休息区域及饮品; 2)保持销售区域台面整洁; 3)及时补足销售大厅物资,如糖果或杂志等; 4)收集客户意见、建议及现场问题点； 2、销售大厅服务岗工作及服务流程 阶段工作及服务流程 班前阶段1）自检仪容仪表以饱满的精神面貌进入工作区域 2）检查使用工具及销售大厅物资情况，异常情况及时登记并报告上级。 班中工作程序服务 流程 行为 规范 迎接 指引 递阅 资料 上饮品 （糕点） 添加茶水工作1）眼神关注客人，当客人距3米距离侯客迎询问客户送客户
注意事项 15度鞠躬微笑问候：“您好！欢迎光临！”2）在客人前方1-2米距离领位，指引请客人向休息区，在客人入座后问客人对座位是否满意：“您好！请问坐这儿可以吗？”得到同意后为客人拉椅入座“好的，请入座！” 3）若客人无置业顾问陪同，可询问：请问您有专属的置业顾问吗？，为客人取阅项目资料，并礼貌的告知请客人稍等，置业顾问会很快过来介绍，同时请置业顾问关注该客人； 4）问候的起始语应为“先生-小姐-女士早上好，这里是XX销售中心，这边请”5）问候时间段为8:30-11:30 早上好11:30-14:30 中午好 14:30-18:00下午好 6）关注客人物品，如物品较多，则主动询问是否需要帮助（如拾到物品须两名人员在场方能打开，提示客人注意贵重物品）； 7）在满座位的情况下，须先向客人致
待； 阶段工作及服务流程 班中工作程序工作 要求 注意 事项 饮料（糕点服务） 1）在所有饮料（糕点）服务中必须使用 托盘； 2）所有饮料服务均已“对不起，打扰一 下，请问您需要什么饮品”为起始； 3）服务方向：从客人的右面服务； 4）当客人的饮料杯中只剩三分之一时， 必须询问客人是否需要再添一杯，在二 次服务中特别注意瓶口绝对不可以与 客人使用的杯子接触； 5）在客人再次需要饮料时必须更换杯 子； 下班程 序1）检查使用的工具及销售案场物资情况，异常情况及时记录并报告上级领导； 2）填写物资领用申请表并整理客户意见；3）参加班后总结会； 4）积极配合销售人员的接待工作，如果下班
第十章堰流 堰流就是明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象。本章主要介绍各类堰流的水力特征、基本公式、应用特点及水力计算方法。 概述 一、堰与堰流 堰:在明渠缓流中设置障壁,它既能壅高渠中的水位,又能自然溢流,这障壁就称为堰。 堰流(weir flow):缓流越过阻水的堰墙溢出流动的局部水流现象称为堰流。 选择:堰流特定的局部现象就是: A、缓流通过障壁; B、缓流溢过障壁; C、急流通过障壁; D、急流溢过障壁。 研究堰流的主要目的: 探讨流经堰的流量Q及与堰流有关的特征量之间的关系。 堰流的基本特征量(图10-1) 1、堰顶水头H; 2、堰宽b; 3、上游堰高P、下游堰高P1; 图10-1 4、堰顶厚度δ; 5、上、下水位差Z; 6、堰前行近流速υ0。 二、堰的分类 1、根据堰壁厚度d与水头H的关系,如图10-2: 图10-2
图10-3 2、根据上游渠道宽度B与堰宽b的关系,图10-4: 3、根据堰与水流方向的交角: 图10-4 4、按下游水位就是否影响堰流性质: 5、按堰口的形状: 堰可分为矩形堰、梯形堰、三角堰。 三、堰流及孔流的界限 1、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。 2、堰流与孔流的判别式 (1)宽顶堰式闸坝 堰流: e/H ≥0、65 孔流: e/H <0、65 (2)实用堰式闸坝(闸门位于堰顶最高点时) 堰流: e/H ≥0、75 孔流: e/H <0、75 式中: e——闸门开启高度; H——堰孔水头。
判断:从能量角度瞧,堰流与闸孔出流的过程都就是一种势能转化为动能的过程。对 第一节堰流的基本公式 一、堰流基本公式推导(图10-7) 由大孔口的流量公式(7-6) 及,并考虑上游行近流速的影响,令图10-6 得堰流的基本公式: (10-1) 式中:m——堰流流量系数,m=。 二、堰流公式图10-7 若考虑到侧收缩影响及淹没影响,则堰流公式为: (10-2) (10-3) 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 第二节薄壁堰 薄壁堰(如图10-8)主要用途:用作量水设备。薄壁堰口的横断面形状不同,相应的流量系数也不同。 图10-8 一、矩形薄壁堰 1、基本公式
第七章不可压缩流体动力学基础在前面的章节中，我们学习了理想流体和粘性流体的流动分析，按照水力学的观点，求得平均量。但是，很多问题需要求得更加详细的信息，如流速、压强等流动参数在二个或三个坐标轴方向上的分布情况。本章的内容介绍流体运动的基本规律、基本方程、定解条件和解决流体问题的基本方法。 第一节流体微团的运动分析 运动方式：①移动或单纯的位移（平移）②旋转③线性变形④角变形。位移和旋转可以完全比拟于刚体运动，至于线性变形和脚变形有时统称为变形运动则是基于液体的易流动性而特有的运动形式，在刚体是没有的。 在直角坐标系中取微小立方体进行研究。
一、平移：如果图（a ）所示的基体各角点的质点速度向量完全相同时，则构成了液体基体的单纯位移，其移动速度为z y x u u u 、、。基体在运动中可能沿直线也可能沿曲线运动，但其方位与形状都和原来一样（立方基体各边的长度保持不变）。 二、线变形：从图（b ）中可以看出，由于沿y 轴的速度分量，B 点和C 点都比A 点和D 点大了 dy y u y ??，而 y u y ??就代表1=dy 时液体基体运动时，在单位时间内沿 y 轴方向的伸长率。 x u x ??，y u y ??，z u z ?? 三、角变形（角变形速度） d d d D C A B C D B A
dt y u dy dt dy y u d x x ??=???=α dt x u dx dt dx x u d y y ??=???=β θβθα+=-d d 2 βαθd d -= ∴ 角变形： ???? ????+??=+=-=x u y u d d d y x z 212βαθαθ ?? ? ????+??= x u z u z x y 21θ ???? ????+??=y u z u z y x 21θ 四、旋转（旋转角速度） ??? ? ????-??=-=y u x u x y z 21θω ??? ? ????-??=z u y u y z x 21ω 即， ?? ? ????-??=x u z u z x y 21ω z y x u u u z y x k j i ??????= 21ω 那么，代入欧拉加速度表达式，得： z x x x x x x z y y z z y y y y y y y x z z x x z z z z z z z y x x y y x x y du u u u u u u u dt t x u u u u u u u u dt t y u u u u u u u u dt t z αθθωωαθθωωαθθωω??? = =++++-???? ????==++++-???? ????==++++-? ??? 各项含义： （1） 平移速度 （2）线变形运动所引起的速度增量
第七章 粘性流体动力学 7-1 油在水平圆管内做定常层流运动，已知75=d （mm ），7=Q （litres/s ），800=ρ (kg/m 3)，壁面上480=τ（N/m 2），求油的粘性系数ν。 答：根据圆管内定常层流流动的速度分布可得出2 08 1m u λρτ=； 其中：λ是阻力系数，并且Re 64= λ； m u 是平均速度，585.1075.014.325.01074 123 2=???==-d Q u m π（m/s ）。 由于阻力系数2 8m u ρτλ=，因此02 02886464Re τρτρλm m u u ===； 即： 2 8τρν m m u d u = ； 所以油的粘性系数为401055.3585 .18008075 .0488-?=???== m u d ρτν（m 2/s ）。 7-2 Prandtl 混合长度理论的基本思路是什么？ 答：把湍流中流体微团的脉动与气体分子的运动相比拟。 7-3无限大倾斜平板上有厚度为h 的一层粘性流体，在重力g 的作用下做定常层流运动，自由液面上的压力为大气压Pa ，且剪切应力为0，流体密度为ρ，运动粘性系数为ν，平板倾斜角为θ。试求垂直于x 轴的截面上的速度分布和压力分布。 答：首先建立如图所示坐标系。 二维定常N-S 方程为： ???? ????+??+??-=??+??22221y u x u x p f y u v x u u x νρ ??? ? ????+??+??-=??+??22221y v x v y p f y v v x v u y νρ 对于如图所示的流动，易知()y u u =，()y p p =，0=v ，θsin g f x =，θcos g f y -=；
流体动力学fluid dynamics 连续介质力学mechanics of continuous media 介质medium 流体质点fluid particle 无粘性流体nonviscous fluid, inviscid fluid 连续介质假设continuous medium hypothesis 流体运动学fluid kinematics 水静力学hydrostatics 液体静力学hydrostatics 支配方程governing equation 伯努利方程Bernoulli equation 伯努利定理Bernonlli theorem 毕奥-萨伐尔定律Biot-Savart law 欧拉方程Euler equation 亥姆霍兹定理Helmholtz theorem 开尔文定理Kelvin theorem 涡片vortex sheet 库塔-茹可夫斯基条件Kutta-Zhoukowski condition 布拉休斯解Blasius solution 达朗贝尔佯廖d''Alembert paradox 雷诺数Reynolds number 施特鲁哈尔数Strouhal number 随体导数material derivative 不可压缩流体incompressible fluid 质量守恒conservation of mass 动量守恒conservation of momentum 能量守恒conservation of energy 动量方程momentum equation 能量方程energy equation 控制体积control volume 液体静压hydrostatic pressure 涡量拟能enstrophy 压差differential pressure 流[动] flow 流线stream line 流面stream surface 流管stream tube 迹线path, path line 流场flow field 流态flow regime 流动参量flow parameter 流量flow rate, flow discharge 涡旋vortex
1． 已知平面流场的速度分布为xy x u x +=2,y xy u y 522+=。求在点(1,-1)处流体微团的 线变形速度,角变形速度与旋转角速度。 解:(1)线变形速度:y x x u x x +=??=2θ 54+=??=xy y u y y θ 角变形速度:()x y y u x u x y z +=???? ????+??=222 121ε 旋转角速度:()x y x u x u x y z -=???? ????-??=222 121ω 将点(1,-1)代入可得流体微团的1=x θ,1=y θ;23/z =ε;21/z =ω 2.已知有旋流动的速度场为z y u x 32+=,x z u y 32+=,y x u z 32+=。试求旋转角速度,角变形速度与涡线方程。 解:旋转角速度:2 121=???? ????-??=z u y u y z x ω 2 121=??? ????-??=x u z u z x y ω 2 121=???? ????-??=y u x u x y z ω 角变形速度:2 521=???? ????+??=z u y u y z x ε 2 521=??? ????+??=x u z u z x y ε 25 21=???? ????+??=y u x u x y z ε 由z y x dz dy dx ωωω==积分得涡线的方程为: 1c x y +=,2c x z += 3.已知有旋流动的速度场为22z y c u x +=,0=y u ,0=z u ,式中c 为常数,试求流场的涡量 及涡线方程。 解:流场的涡量为:
流体力学（明渠水流、堰流与渗流）历年真题试卷汇编1 (总分：56.00，做题时间：90分钟) 一、名词解释题(总题数：1，分数：2.00) 1.(西安建筑科技大学2009年考研试题)临界底坡。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：正常水深与该流量下的临界水深相等，相应的渠道底坡称为临界坡度。) 解析： 二、解答题(总题数：3，分数：6.00) 2.(西安建筑科技大学2010年考研试题)要使流量Q=0．64m 3／s的水通过一按水力最优断面设计的矩形渠道，渠道断面尺寸b、h应为多大?已知渠底坡度i=0．009，粗糙系数n=0．020。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：由于矩形断面水力最优时其宽深比β==2，即b=2h。代入得：b=0．254(m)，h=0．127(m)) 解析： 3.(西安建筑科技大学2009年考研试题)如图10一14所示为一边长a=10cm的正方形管，长l=100cm，连通两贮水容器，管中填充均质各向同性的细砂与粗砂。上导细砂的渗透系数k 1 =0．002cm／s，下层粗砂 的渗透系数k 2 =0．05cm／s，两容器中水深H 1 =100cm，H 2 =50cm。求管中的渗透流量。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：由题意可知，水里坡度为：，A 1 =A 2 =0．5a 2在细沙中： Q 1 =k 1 A 1 J=0．002×0．5a 2×0．5=0．05(ml／s) 在粗沙中： Q 2 =k 2 A 2 J=0．05×0．5a 2×0．5=1．25(ml ／s) 则可知所求流量： Q=1．3(ml／s)) 解析： 4.(西安建筑科技大学2008年考研试题)梯形断面渠道，边坡系数m=1．5，底坡i=0．0005，粗糙系数n=0．025，设计流量Q=1．5m 3／s。按水力最优条件设计渠道断面的尺寸。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：设矩形断面宽为b，高为h联立式①、式②、式③，并代入数据，得：b=0．61m，h=1．04m) 解析： 三、简答题(总题数：3，分数：6.00) 5.(西安建筑科技大学2008年考研试题)简述明渠均匀流发生的条件和特征。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：明渠均匀流发生的条件是，明渠均匀流只能出现在底坡不变，断面形状、尺寸、壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。明渠均匀流的流线是相互平行的直线，因此具有以下特征： (1) 过水断面的形状，尺寸及水深沿程不变。 (2)过水断面上的流速分布，断面平均流速沿程不变。 (3)总水头线、水面线及渠底线相互平行。所以，总水头线坡度(水力坡度)J、水面线坡度(测压管水头线坡度)J p和渠道底坡i彼此相等，即J=J p =i。)
流体力学（明渠水流、堰流与渗流）历年真题试卷汇编4 (总分：58.00，做题时间：90分钟) 一、简答题(总题数：2，分数：4.00) 1.(东南大学2005年考研试题)简述渗流模型的实质。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：设想流体作为连续介质充满渗流区的全部空间，包括土壤颗粒骨架所占的空间，渗流的运动要素可作为渗流全部空间的连续函数来研究。) 解析： 2.(武汉大学2009年考研试题)试简述断面比能曲线特性及意义。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：比能曲线的特点及意义： (1)比能曲线是一条二次抛物线，曲线下端以E s轴为渐进线，上端以45°直线为渐进线，曲线两端向右方无限延伸，中间必然存在极小点。 (2)断面比能E s最 小时对应的水深为临界水深。(3)曲线上支，随着水深h的增大，断面比能E s值增大，为增函数， ＞0，F r＜1，表示水流为缓流，即比能曲线的上支代表着水流为缓流。在曲线下支，随着水深h的增大， 断面比能E s值减小，为减函数，＜0，则有F r＞1，表示水流为急流，即比能曲线的下支代表着水流为急流。而极值点对应的水流就为临界流。 (4)比能曲线的上支和下支分别代表不同的水流流态，而比能曲线上上支和下支的分界点处的水深又为临界水深，显然，也可以用临界水深来判别水流流态。h＞h k，相当于比能曲线的上支，水流为缓流；h＜h k，相当于比能曲线的下支，水流为急流；h=h k，相当于比能曲线的极值点，水流为临界流。) 解析： 二、填空题(总题数：8，分数：16.00) 3.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。（分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 解析： 4.(武汉大学2009年考研试题)设泄水建筑物闸门下泄流量一定，闸后泄流收缩断面处水深为h c=3．5h c，则泄水建筑物下游将会发生_________水跃。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：4h c远离) 解析： 5.(武汉大学2009年考研试题)堰壁厚度和堰顶水头满足_________的堰称为薄壁堰。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：δ＜0．67H) 解析： 6.(武汉大学2009年考研试题)从水跃发生的位置、水跃的稳定性以及消能效果综合考虑，底流消能的水跃型态以__________为佳．应该避免___________。 （分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：稍有淹没的水跃远离水跃) 解析：
流体力学（明渠水流、堰流与渗流）历年真题试卷汇编5 (总分：56.00，做题时间：90分钟) 一、判断题请判断下列各题正误。(总题数：6，分数：12.00) 1.(天津大学2005年考研试题)对于明渠均匀流，总水头线、水面线、底坡线三者相互平行。 （分数：2.00） A.正确√ B.错误 解析： 2.(河海大学2006年考研试题)在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。（分数：2.00） A.正确 B.错误√ 解析：解析：在无压渗流的自由表面线(又称为浸润线)上，各点的压强相等。因为断面总能量E s 虽然各点压强相等，但由于势能不同，故不是等水头线。 3.(河海大学2005年考研试题)地下水中无压渐变渗流的流速分布为对数分布。 （分数：2.00） A.正确 B.错误√ 解析：解析：地下水无压非均匀(渐变)渗流的流速成矩形分布 4.(武汉大学2009年考研试题)明渠中进化论是发生M 3、S 3、H 3、A 3型水面线中的哪一种，其佛洛德数都是大于1的。 （分数：2.00） A.正确√ B.错误 解析： 5.(武汉大学2009年考研试题)对于矩形断面的明渠，断面比能的最小值是临界水深的1．5倍。 （分数：2.00） A.正确√ B.错误 解析： 6.(武汉大学2008年考研试题)在缓坡上发生的棱柱体明渠恒定渐变流动，一定是缓流。 （分数：2.00） A.正确 B.错误√ 解析： 二、多项选择题(总题数：3，分数：6.00) 7.多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。（分数：2.00） __________________________________________________________________________________________ 解析： 8.(天津大学2004年考研试题)在实验室做实验时，当矩形长水槽的流量Q、粗糙系数n一定时，在底坡i ＞0的情况下，调整底坡的大小，可以出现( )。 （分数：2.00） A.非均匀流 B.非恒定流
第七章 孔口、管嘴出流及堰流 7-1. 一水箱中水经薄壁孔口定常出流。已知出流量/s cm 2003 =Q ， 孔直径cm 1=d ，问该水箱充水高度H 为多少？ 解：取).~.(.600580600=μ m 9200101436089210 200162164 2 2 6 4 2 2 2.) .(...) (d g Q H =??????= = -πμ。 7-2. 一孔口直径10 =d 厘米，水头3=H 米，量得收缩断面处的流 速7=c v 米/秒，流量36=Q 升/秒，试求： （1）孔口之流速系数? 及收缩系数ε 各为若干？ （2）若在孔口壁上加一流量系数82 0.=μ的圆柱形外管嘴，其流 量应为若干？ 解：（1）7 10 363 -?==c c v Q A ， 4 ) 10 (4 2 2 2 -?π= π= d A 所以 65 0) 10(74 10362 2 3.A A c =?π???== ε-- 因为ε? =μ 所以 gH A Q 2ε?= 即31892)2 10 10( 65010 362 -2 3 ??? ??π??=?-..， 从而有920.=?。 （2） 3 1892)2 10 10( 82022 -2 ??? ??π?=μ='..gH A Q 49.2L/s /s m 10 2493 3 =?=-. 7-3. 一封闭容器，内盛高度7850=γ牛/米3 的液体，在O O -面 位置上装有一直径mm 30=d ，长mm 100=l 的圆柱形外管嘴，如图所示。 若压力表在O O -面以上0.5米，读数4 10 94?=.P M 帕，求管嘴开始出 流时的流速与流量。
第七章习题答案 选择题（单选题） 7.1比较在正常工作条件下，作用水头H ，直径d 相等时，小孔口的流量Q 和圆柱形外管嘴的流量n Q ：（b ） （a ）Q >n Q ；（b ）Q
1 （a ）fAB h =1f h +2f h +3f h ；（b ）fAB h =1f h +2f h ；（c ）fAB h =2f h +3f h ；（d ） fAB h =1f h =2f h =3f h 。 7.6长管并联管道各并联管段的：（c ） （a ）水头损失相等；（b ）水里坡度相等；（c ）总能量损失相等；（d ）通过的流量相等。 7.7并联管道阀门为K 全开时各段流量为1Q 、2Q 、3Q ，现关小阀门K ，其他条件不变，流量的变化为：（c ） Q （a ）1Q 、2Q 、3Q 都减小；（b ）1Q 减小，2Q 不变，3Q 减小；（c ）1Q 减小，2Q 增加，3Q 减小； （d ）1Q 不变，2Q 增加，3Q 减小。 7.8 有一薄壁圆形孔口，直径d 为10mm ，水头H 为2m 。现测得射流收缩断面的直径c d 为 8mm ，在32.8s 时间内，经孔口流出的水量为0.013 m ，试求孔口的收缩系数ε，流量系 数μ，流速系数?及孔口局部损失系数ζ。 解： 2 2 80.6410c A A ε= == ∵ V Q T μ==
第十章堰流 堰流是明渠缓流由于流动边界急剧变化而引起的明渠急变流现象。本章主要介绍各类堰流的水力特征、基本公式、应用特点及水力计算方法。 概述 一、堰和堰流 堰：在明渠缓流中设置障壁，它既能壅高渠中的水位，又能自然溢流，这障壁就称为堰。 堰流（weir flow）：缓流越过阻水的堰墙溢出流动的局部水流现象称为堰流。 选择：堰流特定的局部现象是： A.缓流通过障壁； B.缓流溢过障壁； C.急流通过障壁； D.急流溢过障壁。 研究堰流的主要目的： 探讨流经堰的流量Q及与堰流有关的特征量之间的关系。 堰流的基本特征量（图10-1） 1.堰顶水头H； 2.堰宽b； 3.上游堰高P、下游堰高P1；图10-1 4.堰顶厚度δ； 5.上、下水位差Z； 6.堰前行近流速υ0。 二、堰的分类 1.根据堰壁厚度d与水头H的关系，如图10-2： 图10-2
图10-3 2.根据上游渠道宽度B与堰宽b的关系，图10-4： 3.根据堰与水流方向的交角： 图10-4 4.按下游水位是否影响堰流性质： 5.按堰口的形状： 堰可分为矩形堰、梯形堰、三角堰。 三、堰流及孔流的界限 1.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。 2.堰流和孔流的判别式 （1）宽顶堰式闸坝 堰流：e/H ≥0.65 孔流：e/H <0.65 （2）实用堰式闸坝（闸门位于堰顶最高点时） 堰流：e/H ≥0.75 孔流：e/H <0.75
式中：e——闸门开启高度； H——堰孔水头。 判断：从能量角度看，堰流和闸孔出流的过程都是一种势能转化为动能的过程。对 第一节堰流的基本公式 一、堰流基本公式推导（图10-7） 由大孔口的流量公式（7-6) 及，并考虑上游行近流速的影响，令图10-6 得堰流的基本公式： （10-1） 式中:m——堰流流量系数，m=。 二、堰流公式图10-7 若考虑到侧收缩影响及淹没影响，则堰流公式为： （10-2） （10-3） 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 第二节薄壁堰 薄壁堰（如图10-8）主要用途：用作量水设备。薄壁堰口的横断面形状不同，相应的流量系数也不同。 图10-8