水力学复习题目
一、选择题
1、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（A）
A 数值相等;
B 数值不等;
C 仅水平方向数值相等;
D 铅直方向数值最大。
2、已知水流的沿程水力摩擦系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（D）
A 层流区；
B 紊流光滑区；
C 紊流过渡粗糙区；
D 紊流粗糙区。
3、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（B）
A 1 kN/m2
B 2 kN/m2
C 5 kN/m2
D 10 kN/m2
4、长管的总水头线与测压管水头线（A）
A相重合；B相平行，呈直线；
C相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。
5、渗流的达西公式只能适用于（A）
A 恒定均匀层流
B 恒定均匀紊流C恒定均匀流；D非恒定流。
6、紊流粗糙区的水头损失与流速成（B）
A 一次方关系；
B 二次方关系；
C 1.75～2.0次方关系。
7、在平衡液体中，质量力与等压面（C）
A重合；B平行；C正交。
8、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(C )
A 急流和缓流；
B 均匀流和非均匀流；
C 层流和紊流；
D 恒定流和非恒定流。
9、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1，则A、B 两测压管中的液面必为(B)
A B 管高于A 管； B A 管高于B 管； C AB 两管同高。
10、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为 p a 和 p b 。若两容器内水深相等，则 p a 和p b 的关系为 （A ）
A p a > p b
B p a < p b
C p a = p b
D 无法确定
二、填空题（在空格中填写正确答案）
1．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = 2750m 3/s .
2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 –2.5m 3．当液流为 恒定流 流时，流线与迹线重合。
4．直径为1m 的管道中的水流，其水力半径为 0.25m 。
三、作图题(
1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
2、定性绘出图示曲面A 和铅垂方向压力体。
3、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。
4、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
5、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)
四、简答题
1．有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？
解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。
2. 试述液体静力学的基本方程z p
g
C +
=ρ及其各项的物理意义。 解：物理意义：
z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。
p
g
ρ：单位重量液体具有的压强势能，简称压能。 Z+
p
g
ρ:单位重量液体具有的总势能。 Z+
p
g
ρ=C ：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。
3. 如图所示，一倒置U 形管，上部为油，其密度ρoil =800kg/m 3，用来测定水管中的A 点流速u A ，若读数△h=200mm ，求该点流速μA 。 解：根据元流伯努利方程，如图，有：
p g p
A g A
B g ρμρ+=22 μρ
A B A p p =
-2
() p p g g h B A oil -=-()ρρ? =(1-0.8)???1098023.. =392Pa μA =
?2392
1000
=0.885m/s
答：A 点流速为0.885m/s 。
4. 如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?
解：用临界雷诺数作为流态的判别标准 对于管流：
若 Re Re =
<=vd
v c 2300或2000，流动为层流 若 Re Re =>=vd
v
c 2300或2000，流动为紊流 对于非圆管道，特征长度为水力半径R ，雷诺数
Re =
vR
v
，此时，相应的临界雷诺数为575和500 Re Re =
<=vR
v c 575或500，流动为层流 Re Re =>=vR
v
c 575或500，流动为紊流
若特征长度取为当量直径，则Re c 仍为2300或2000。 五、
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 P x =p c ×A x =74.48kN
铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2,
P=113.50kN,
tan α= P y /P x =1.15 ∴ α=49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 六、
图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，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 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量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
g
v R l h H w 2)4(2
∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数
9.10.15.022.0
, m 2.04/=++?====
∑ξχ
d A
R
将参数代入上式计算，可以求解得到
/s m 091.2 , m /s 16.4 3
===∴
vA Q v 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。
七、
某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路内流速v 1=0.706m/s 。求水流对喷
嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1)
解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：
得喷嘴流量和出口流速为：
s
m
00314.03
11==A v Q s m 9.92
2==
A Q
v
对于喷嘴建立x 方向的动量方程
)(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN
水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。
八、
有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。进口处槽底高程Z 1=52.16m ，出口槽底高程Z 2＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。
解： i=（Z 1-Z 2）/L =0.001
55.2==bh A m 2
9.42=+=h b x m
52.0==
x
A
R m s /m 06.6412161
==R n
C
v=C (Ri )0.5＝1.46m/s Q= vA=3.72m 3/s 。
九、
如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角o 30=θ，渐变段长L=10m ，渐变段中水体重
量G=2KN ，进水管直径m d 2.01=，流速s m V /11=，形心点相对压强水头m p 50/1
=γ水柱高，出水管直径m d 1.02=，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力x R 和y R 。 解：
s m V d d V /4)/(12212==， s m A V Q /0314.0311==
以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程：
g
V p z g V p z 222222221111αγαγ++=++ 取121==αα
6
.19430sin 106.191500222++?=++γp o ，
得m p 23.44/2=γ水柱，即22/5.43323.448.9m KN p =?=
而21/490508.9m KN p =?=，
取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为x R 和y R ，（水流方向为x 轴，与水流方向垂直为y 轴） x 方向大的动量方程：
)(30sin 112202211V V Q R G A p A p x ββρ-=--- 取121==ββ
)(30sin 122211V V Q G A p A p R o x ----=ρ 1000/)14(0314.010005.0200785.05.4330314.0490-?-?-?-?= KN 9.109.014.393.15=---=
y 方向的动量方程： 030cos 0=-G R y
KN G R y 73.1866.0230cos 0=?==
水流对管壁的作用力与x R 和y R 大小相等，方向相反。
十、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。
L
y
1
1
2
2
H
e
h t
解： （1）由于e/H=2.5/8=0.3125<0.65，所以为闸孔出流
假定为自由出流
s m gH be Q /2.13686.195.28)3125.018.06.0(23=?????-==μ
m e h c 563.15.2625.02=?==ε
sm m b Q q /03.17/3==
m gh q h h c c c 42.5)1563.18.903.1703.1781(2563.1)181(2332=-???+=-+=''
由于c
t h h ''>，所以闸孔为自由出流，假设正确。 （2）
m g q h k 09.38.9/03.171/3
232=?==α
由于k c h h <，所以出闸水流为急流，又k t h h >，所以下游河道为缓流 则下游水流衔接形式为远驱式水跃 要设消能工。
一、压强的两种计量基准
绝对压强：是以绝对真空状态下的压强（绝对零压强）为基准计量的压强，用
表示，总是正值。
相对压强：是以当地同高程的大气压强作为零点计量的压强，用p表示，可正可负。
二者相差一个大气压强，
真空及真空度：当液体某点的绝对压强小于当地大气压强时，该点相对压强为负
值，称为负压，或说该点存在真空，大小用表示，
例1 一铅直矩形闸门，已知h1=1m，h2=2m，宽b=1.5m，求总压力及
其作用点。
例1：
已知：???
??=+-=+=0
z y x u t y u t x u 求：t ＝0 时，A （－1，1）点流线的方程。 解： t y dy t x dx +-=
+
积分：ln(x+t)=-ln(-y+t)+C → (x+t) (-y+t)=C` 当t ＝0时，x ＝－1，y ＝1，代入上式得： C`＝1 所以，过A （－1，1）点流线的方程为：xy ＝－1 例2、伯努利方程式的应用实例 例2－1 : 一般水力计算问题
有一喷水装置如图示。已知h 1＝0.3m ，h 2＝1.0m ，h 3＝2.5m ，求喷水出口流速，及水流喷射高度h （不计水头损失）。
解：① 以3－3断面为基准面，列1－1、3－3两断面的能量方程：
()3
20
320000h h p p h h +=?
++
=+++γ
γ
以2－2断面为基准面，列2－2、4－4两断面的能量方程：
()g V h h p 20002
4120
+
++=++γ
所以，
()()()[]
()s
m h h h h g h h g p g
V /57.63.05.28.922221232120
4=-??=+-+=+-=γ
② m
g V h 20.2224=
=
例3：水头线（局部损失不计）
例4:
已知：Q ＝0.001m 3/s ，D ＝0.01m H w 吸＝1m ，h w 排＝25m 求：H ＝？p B ＝？N 泵＝？ 解：
取1－1、2－2断面列伯努利方程：
O mH h z z H w 21232)(=+-=
取1－1、B 断面列伯努利方程：
W QH N Pa
p s
m V VA Q h p B w B
6.31332001.09800108.9/74.122g
V 7.0042
=??==?-=∴=?=
++
+
=γγ
泵吸
例5：动量方程
已知：一个水平放置的90o弯管输送水 d 1＝150mm ，d 2＝75mm p 1＝2.06×105Pa ，Q ＝0.02m 3/s
求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失） 分析：
1－1： p 1（√）， V 1（可求）， z 1（√） 2－2： p 2（？）， V 2（可求）， z 2（√）
解：
s m d Q
A Q V /132.142
111===
π
s m d Q A Q V /527.4422
22===
π
取1-1、2-2两断面列伯努利方程
对选取的控制体列动量方程： x 方向：)0(111V Q R A p x -=-ρ y 方向：)0(222-=-V Q A p R y ρ
所以，
N R N
R y x 9583663==
N
R R R y x 37862
2=+=
66.14==x
y R R arctg
θ
所以，水流对弯管壁的作用力为F 的反作用力F`，大小相等，方向相反。
第5章 孔口、管嘴出流与有压管路
例1
某水罐1液面高度位于地平面以上z 1＝60m ，通过分支管把水引向高于地平面z 2＝30m 和z 3＝15m 的水罐2和水罐3，假设l 1=l 2=l 3=2500m, d 1=d 2=d 3=0.5m, 各管的沿程阻力系数均为λ＝0.04。试求引入每一水罐的流量。
解：取1-1、2-2两液面列伯努利方程：
2
121f f h h z z ++=
g V d L h g
V
d L h f f 222
2
2222
2
1
1111λλ==
所以，
41.42221=+V V （1） 取1-1、3-3两液面列伯努利方程：
3
131f f h h z z ++=
所以，
94.22321=+V V （2） 又
??
?==+=3
21321d d d Q Q Q ? 321V V V += （3）
得 ???
??===s m V s
m V s m V /39.0/28.1/67.1321 ?
???==s m Q s m Q /0765.0/251.03332 例2
水从封闭水箱上部直径d 1=30mm 的孔口流至下部，然后经d 2=20mm 的圆柱行管嘴排向大气中，流动恒定后，水深h 1=2m ，h 2=3m ，水箱上的压力计读数为 4.9MPa ，求流量Q 和下水箱水面上的压强p 2，设为稳定流。
6.01=μ，82.02=μ。
解：经过孔口的流量Q 1
2
因为稳定流，所以Q 1＝Q 2
整理得：Pa p 4
21034.4?=
例3
最大水击压强。
处的水击？并求阀门前断面击是直接水击还是间接试判断管中所产生的水，间为，若完全关闭阀门的时流，阀门关闭前管流为稳定。，水的弹性系数钢管的弹性系数，管壁厚，直径长一水电站的引水钢管，s s m Q cm N E cm N E cm e cm D m L 1/14.3/1006.2/1006.21,1007003025270=?=?====
s
m E E e D E c /101511001006.21006.2110001006.21/75
9
0=??+?=+=ρ流中的传播速度解：水击压强波在该管
所以：
。
所以水击属于直接水击s s c L 138.11015
70022>=?=
Pa
cV p s m A
Q V 600
01006.4410151000/4:?=??==?==ρ压力为
于是所产生的最大水击正常流速为阀门未关闭前管中水的
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。( )
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(-+== 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(002.02 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 -= )(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 ---?=????==π 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
水力学模拟试题及答案（一） 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 （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 答案：d （12）渗流研究的对象是（）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 答案：a
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
水力学与水泵复习题 1、 绝对压强、相对压强、真空压强的定义及它们之间的关系。 1.1以设想完全没有大气存在的绝对真空为零计量的压强称为绝对压强p‘； 1.2以当地大气压作为零点计量的压强是相对压强p ，若当地大气压强用绝对压强表示为 pa ，则相对压强与绝对压强的关系为：p= p ＇- pa 当液面与大气相连通时，根据相对压强的定义，液面压强可表示为：p0 = 0 静止液体中某点的相对压强为：p=γh 1.3 当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，该点的相对压强为负值，则称该点存在真 空。负压的绝对值称为真空压强： 2、 掌握水泵的分类？掌握离心泵的工作原理及工作过程。 2.1 水泵按其作用原理可分为以下三类： (1)叶片式水泵：它对液体的压送是靠装有叶片的叶轮高速旋转而完成的。属于这一类 的有离心泵、轴流泵、混流泵。以叶片式水泵结构简单，维修方便，在实际应用中最为广泛。叶片式水泵中： 离心泵的特点小流量、高扬程。 轴流泵的特点大流量、低扬程。 混流泵的特点界于离心泵和轴流泵之间。 (2)容积式水泵：它对液体的压送是靠泵体工作室容积的改变来完成的。 容积式泵分为往复式和回转式二大类 (3)其它类型水泵：这类泵是指除叶片式水泵和容积式水泵以外的特殊泵。属于这一类 螺旋泵、射流泵、水锤泵、水轮泵以及气升泵。 2.2 离心泵的工作原理 离心泵在启动之前，应先用水灌满泵壳和吸 水管道，然后，驱动电机，使叶轮和水作高速旋转运动，此时，水受到离心力作用被甩出叶轮，经蜗形泵壳中的流道而流入水泵的压水管道，由压水管道而输入管网中去。在这同时，水泵叶轮中心处由于水被甩出而形成真空，吸水池中的水便在大气压力作用下，沿吸水管而源源不断地流入叶轮吸水口，又受到高速转动叶轮的作用，被甩出叶轮而输入压水管道。这样，就形成了离心泵的连续输水 。 3、 离心泵主要零部件中的叶轮类型、轴封装置、减漏环的作用，设置位置。 3.1 叶轮 叶轮一般可分为单吸式叶轮与双吸式叶轮两种 叶轮按其盖板情况分封闭式叶轮（单吸和双吸属这种）、敞开式叶轮和半开式叶轮3种形式. 3.2 轴封装置：泵轴与泵壳间，有填料密封和机械密封 填料密封(压盖填料型填料盒)包括5部分：轴封套；填料；水封管；水封环；压盖 填料：阻水或阻气的密封作用，用压盖来压紧，压得太松达不到效果，压得太紧机械磨损大，消耗功率大；一般以水封管内水能通过填料缝隙呈滴状渗出为宜。 3.3 减漏环(承磨环)：叶轮吸入口的外圆与泵壳内壁的接缝处 ' p p p a v -=
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.
水力学自测练习题之试题3
水力学自测练习题之试题(三) 一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”） （本大题分17小题，每小题1分，共17分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（） 2、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（） 3、谢才系数C的单位是m。（） 4、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（） 5、公式既适用于层流，也适用于紊流。（） 6、当H=2m，δ=30m，如图所示的建筑物为宽顶堰。（） 7、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。（） 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。（） 9、渗流压强与基准面的选择有关。（） 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。（） 11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（） 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。（） 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。（） 14、长直棱柱形正坡（i＞0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均匀流。 （） 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。（） 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流，也适用于非恒定流。（） 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流（无旋流）。（） 二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分）
1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（） （1）pa ＞pb （2）pa ＜pb （3）pa = pb （4）无法确定 2、静水压力的方向（） （1）与受力面平行（2）与受力面斜交 （3）与受力面外法线方向一致（4）与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合（） （1）对数分布（2）直线分布 （3）抛物线分布（4）椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ（h′）与θ（h″）的关系是（） （1）θ（h′）=θ（h″）（2）θ（h′）＞θ（h″） （3）θ（h′）＜θ（h″）（4）无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是（） （1）缓流（2）缓变流 （3）急流（4）临界流 6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d=10cm，则属于小孔口出流的相应水 头为（） （1）0.5m （2）0.7m （3）0.9m （4）1.2m 7、宽顶堰流量系数m的最大值为（） （1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75 8、流函数（） （1）在等势面上为常量（2）只有无旋流动中才存在 （3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系 三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分4小题，每空1分，共8分）
水力学重修复习题 1.如图，试由多管压力计中水银面高度的读数确定压力水箱中A 点的相对压强。（所有读数均自地面算起，其单位为米）（参考分数：8分） 解：由连通器原理可知（均采用相对压强） p A +γ水（2.5－0.9）= p 1 p 2 +γ水银（2.0－0.9）= p 1 p 3－γ水（2.0－0.7）= p 2 p 3 =γ水银（1.8－0.7） 由上解得 p A = 27m 水柱 2. 以U 型管测量A 处水压强，h 1=0.15m ，h 2=0.3m ，水银的γ＝133280N 3/m ，当时当地大气压强298000/a P N m =，求A 处绝对压强p 。 a
解：由γ +p 水 γ +1h 水银 a p h =2，有-=a p p γ 水 -1h γ 水银 22/565463.013328015.0980098000m N h =?-?-= 3. 如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成60o，铰接于B 点并可绕B 点转动，门的直径d=1m ，门的中心位于上游水面下4m ，门重G=980N 。当门后无水时，求从A 处将门吊起所需的力T 。（其中J cx =πr 4/4）（参考分数：14分） 解：闸门所受水的总压力 P=γh c A=9.8×4×π×0.5×0.5 =30.79kN 压力中心D 到B 的距离 ()m H d Y A Y J Y L c c c c c 51.05.05.060sin 45.02 24 =+?????? ????= +-+ =ππ B 到T 的垂直距离 m d x 5.060cos =??= B 到G 的垂直距离 m d y 25.060cos 2 =??= 根据理论力学平衡理论 kN x Gy PL T Tx Gy PL M A 230 =+==-+=∑
水力学复习题附答案 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。） 1.发生xx的充分必要条件是4 ① 从层流过渡到紊流② 从陡坡过渡到缓坡③ 从缓流过渡到急流④ 从急流过渡到缓流 2.对于正坡（i＞0）明渠非均匀流，当水深h→∝时4①dh →0 ds dh ③ →∝ ds②dh →+∝ ds dh →i④ ds 3.圆管紊流中的上临界雷诺数4 ① 是紊流转变为层流时的雷诺数② 是层流和紊流的主要判别参数③ 等于2300 ④ 对流态判别作用不大 4.图示 A、B 两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为hf1，管2沿程水头损失为hf2，则hf1与hf2的关系为2 ① h f 1 h f 2 ② hf1 = hf 2③ h f 1 h f 2 ④无法确定5.粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4① 光滑面② 过渡粗糙面③ 粗糙面④ 以上答案均不对6.管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2① 增大② 减小③ 不变④ 不定7.图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面AA 内外两侧的 1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为 3①h1>h2②h1=h2③h1 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） (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,贝U该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b 2 kN/m2c、5 kN/m2d、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=Iooom/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速V Q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HVHk 激流 a、缓流；b急流；C临界流；答案：b （11）闸孔出流的流量 [0744]《水力学》第一次作业 [单选题]一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A―A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为 A： h1>h2 B：h1=h2 C：h1 2、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 3、 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ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=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 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算，可以求解得到 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/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。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： （2）手握住喷嘴需要的水平力 橡胶管流速 对喷嘴段3―3与2―2间水体列水平方向的动量方程： P2=0 单选题（共10题，共40分） 1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体运动的基本规律。（） A 水静力学 B 水动力学 C 土动力学 D 土静力学 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 2. 静止液体中同一点各方向的压强 A 大小相等 B 大小不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 3. 在均质、连通的液体中，水平面是等压面，这就是___原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力，其大小等于该物体所排开的同体积的水重，这是著名的_____原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案：D；考生答案：D；试题分数：4；考生得分：4 5. 理想液体的总水头线是一条 A 抛物线 B 水平线 C 曲线 D 斜直线 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 6. 总流的动量方程为，如果由动量方程求得的力为负值说明______（） A 说明原假设的力的方向不对，反向即可。 B 说明方程中流速的取值出现错误。 C 说明方程中流量的取值出现错误。 D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数 A 均匀流与非均匀流 B 层流与紊流 C 急流与缓流 D 明流与管流 参考答案：B；考生答案：B；试题分数：4；考生得分：4 8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 A 紊流粗糙区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 层流区 参考答案：A；考生答案：A；试题分数：4；考生得分：4 《水力学章节复习题及答案》 第一章 选择题（单选题） 1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ） （a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 1.2 作用于流体的质量力包括：（c ） （a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。 1.3 单位质量力的国际单位是：（d ） （a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。 1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ） （a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。 1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ） （a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。 1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ） （a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ?。 1.7 无黏性流体的特征是：（c ） （a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合 RT p =ρ 。 1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ?，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。 解：60.005 5.88210850 μνρ-= ==?（m 2 /s ） 答：其运动黏度为65.88210-?m 2/s 。 1.12 有一底面积为60cm ×40cm 的平板，质量为5Kg ，沿一与水平面成20°角的斜面下 滑，平面与斜面之间的油层厚度为0.6mm ，若下滑速度0.84/m s ，求油的动力黏度μ。 U G G T F s 0.6m m 20° 解：平板受力如图。 水力学总复习题+答案 论 一、选择题 1、按连续介质的概念，流体质点是指（） A 、流体的分子； B、流体内的固体颗粒； C 、无大小的几何点； D、几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 2、作用在流体的质量力包括（） A、压力； B、摩擦力； C、重力； D、惯性力。 3、单位质量力的国际单位是：（） A 、 N ； B、 m/s； C、 N/kg； D、 m/s2。 4、与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（）Ａ、切应力和压强； B、切应力和剪切变形速率； C、切应力和剪切变形。 5、水的粘性随温度的升高而（） A 、增大； B、减小； C、不变。 6、气体的粘性随温度的升高而（） A、增大；Ｂ、减小；Ｃ、不变。 7、流体的运动粘度υ的国际单位是（）Ａ、 m2/s ； B、 N/m2 ； C、 kg/m ； D、N·s/ｍ 28、理想流体的特征是（）Ａ、粘度是常数； B、不可压缩； C、无粘性； D、符合pV=RT。 9、当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（）Ａ、；Ｂ、；Ｃ、。 10、水力学中，单位质量力是指作用在（）Ａ、单位面积液体上的质量力；Ｂ、单位体积液体上的质量力；Ｃ、单位质量液体上的质量力；Ｄ、单位重量液体上的质量力。 11、以下关于流体粘性的说法中不正确的是（）Ａ、粘性是流体的固有属性；Ｂ、粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切 变形速率能力的量度Ｃ、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；Ｄ、流体的粘性随温度的升高而增大。 12、已知液体中的流速分布μ－y如图所示，其切应力分布为（）Ａ、τ＝０；Ｂ、τ＝常数；Ｃ、τ＝ky (k为常数)。 13、以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（）Ａ、液体微团比液体质点大；Ｂ、液体微团包含有很多液体质点；Ｃ、液体质点没有大小，没有质量；Ｄ、液体质点又称为液体微团。 14、液体的汽化压强随温度升高而（）Ａ、增大； Ｂ、减小；Ｃ、不变； 15、水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（）Ａ、牛顿液体模型；Ｂ、理想液体模型；Ｃ、不可压缩液体模型；Ｄ、非牛顿液体模型；Ｅ、连续介质模型。 16、以下哪几种流体为牛顿流体（）Ａ、空气；Ｂ、清水；Ｃ、血浆；Ｄ、汽油；Ｅ、泥浆。 17、以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是（） Ａ、液体的温度升高则汽化压强增大；Ｂ、液体的温度升高则汽化压强减小；Ｃ、液体的汽化压强随海拔高度而变化；Ｄ、20oC的水的汽化压强为１atm；Ｅ、100oC的水的汽化压强为１atm；Ｆ、水在常温下不会沸腾；Ｇ、液体中的压力越大则汽化压强越大。 水力学 一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。） 1. 发生水跃的充分必要条件是4 ① 从层流过渡到紊流 ② 从陡坡过渡到缓坡 ③ 从缓流过渡到急流 ④ 从急流过渡到缓流 2. 对于正坡（i ＞0）明渠非均匀流，当水深h →∝时4 ① 0→ds dh ② ∝+→ds dh ③ ∝-→ds dh ④ i ds dh → 3. 圆管紊流中的上临界雷诺数4 ① 是紊流转变为层流时的雷诺数 ② 是层流和紊流的主要判别参数 ③ 等于2300 ④ 对流态判别作用不大 4. 图示A 、B 两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为h f1，管2沿程水头 损失为h f2，则h f1与h f2的关系为2 ① 21f f h h ? ② 21f f h h = ③ 21f f h h ? ④无法确定 5. 粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4 ① 光滑面 ② 过渡粗糙面 ③ 粗糙面 ④ 以上答案均不对 6. 管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2 ① 增大 ② 减小 ③ 不变 ④ 不定 7. 图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A —A 内外两侧的1、2两点处各装一根测 压管，则两测压管水面的高度h 1与h 2的关系为3 ① h 1>h 2 ② h 1=h 2 ③ h 1 ①p B1＝p B2 ②p B1＜p B2 ③p B1＞p B2 ④无法确定 9. 平衡液体中的等压面必为4 ①水平面②斜平面 ③旋转抛物面④与质量力相正交的面 10. 牛顿流体具有2 ①扩散并充满整个容器的特性 ②在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性 ③实际上绝对不可压缩的性质 离δ=5mm，油的动力粘度μ=0.1Pa·s，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为( 3 ) ①. 10Pa ②. 15Pa ③. 20Pa ④. 25Pa 一、判断题（每题2分，共计20分）（请在你认为正确的题后划√，错误的题后划×） 1、理想液体就是没有粘滞性的液体。（√） 2、静水压强的大小由表面气体压强和液体重量共同构成。（） 3、流线上某一点的流速方向与该点的位置无关。（） 4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（√） 1、静止的液体由于没有相对运动，因此没有粘滞性。（） 2、静水压强的方向与受压面的外法线方向一致。（） 3、即使是在恒定层流中，液体运动要素的时均值和瞬时值也是不相等的。（） 4、长直管道中产生沿程水头损失的根本原因在于液体具有粘滞性。（） 1、理想液体就是不考虑表面张力的液体。（） 2、静水压强的大小与作用的方向无关。（） 1、理想液体就是忽略液体粘滞性的液体。（） 2、若某轴向存在质量力，则该轴向一定存在静水压强的变化。（） 3、欧拉法主要研究特定质点在某一段时间内的运动规律。（） 4、若液体作恒定流动，则其流线与迹线必定重合。（） 5、处于紊流运动状态的液体内部，将不可能出现层流流动。（） 6、简单长管的作用水头等于其沿程水头损失。（） 7、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（） 8、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。（） 9、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。（） 10、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。（） 3、欧拉法不研究液体质点的运动特性。（） 4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（） 5、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。（） 1、因为实际液体存在粘滞性，故实际液体在任何情况下都存在内摩擦力。（） 2、只要静水总压力的作用点与受压面的形心点重合，则该受压面必为水平面。（） 3、在连续、均质、静止的液体中，液体内部各点的测压管水头保持相等。（） 1、牛顿内摩擦力定律适用于急流。（） 2、若静水中某一点的相对压强小于0，则其绝对压强一定小于当地大气压。（） 3、静水中由压强相等的各点所组成的面统称为等压面。（） 4、流线与迹线重合时，表明液体质点的运动要素不随时间而变化。（） R与液体的流速v有关，且随流速的增大而增大。（）5、雷诺数 e 6、可以忽略局部水头损失的管道称为长管。（） 7、明渠均匀水流的动能修正系数和流速水头沿程保持不变。（） 四川大学期考试试题 （200 ——200 学年第二学期） 课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名： 三、思考题（4×8=32分） 1．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，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？ 答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。 2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？ 答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线： 2 2 ()2s Q E h f h gA α=+ = 二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45° 角直线为渐近线h →∞，Es →∞； 2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ； 3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态： （1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h 3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？ 答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？ 长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题（2×6=12分） 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3 N 2 N 1N 1K b 1 c 1 a 2 c 2 N 2 b 2 =0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线 第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失 1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 3、紊流中存在各种大小不同的涡体。 4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 6、' 'y u x u ρτ -=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。 7、临界雷诺数随管径增大而增大。 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 12、公式gRJ ρτ= 即适用于管流，也适用于明渠水流。 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。 17、粘性底层的厚度沿流程增大。 18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ 与断面平均流速 v 的平方成正比。 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 20、紊流的脉动流速必为正值。 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。 26、当雷诺数 Re 很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 27、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而 （ ） ⑴ 增大 ； ⑵ 减小 ； ⑶ 不变 ； ⑷ 不定 。 28、按普朗特动量传递理论， 紊流的断面流速分布规律符合 1 对数分布 ； 2 椭圆分布 ； 3 抛物线分布 ； 4 直线分布 。 29、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 30、其它条件不变，液体雷诺数随温度的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 31、谢才系数 C 与沿程水头损失系数 的关系为 1 C 与 成正比 ； 2 C 与 1 成正比； 3 C 与 2 成正比； 4 C 与 λ1 成正比 。 32、A 、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A 管为热水，B 管为冷水，则两管流量 1 qvA > qvB ; 2 qvA ＝ qvB ; 3 qvA < qvB ； 4 不能确定大小 。 33、圆管紊流附加切应力的最大值出现在 1 管壁 ； 2 管中心 ； 3 管中心与管壁之间 ； 4 无最大值 。 34、粘滞底层厚度 随 Re 的增大而 1 增大 ； 2 减小 ； 3 不变 ； 4 不定 。 35、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力0τ的相互关系如下，如果沿程阻力系数也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下： 1 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 ； 2 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 3 τ0圆 τ0方 τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； 4 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 q v 方 q v 矩 。水力学期末复习整理
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