第三章水动力学基础
1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( )
2、急变流不可能是恒定流。 ( )
3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( )
4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( )
5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( )
6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( )
7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( )
8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( )
9、总流连续方程 v1A1 = v2A2对恒定流和非恒定流均适用。 ( )
10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( )
11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( )
12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 ( )
13、液流流线和迹线总是重合的。 ( )
14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( )
15、测压管水头线可高于总水头线。 ( )
16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( )
17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( )
18、恒定总流的能量方程z1 + p1／g + v12／2g = z2 +p2／g + v22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( )
(1) 单位体积液体所具有的能量；(2) 单位质量液体所具有的能量；
(3) 单位重量液体所具有的能量；(4) 以上答案都不对。
19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 ( )
(1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定
20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( )
(1) h1＞h2 (2) h1＜h2 (3) h1 = h2 (4) 无法确定
21、对管径沿程变化的管道 ( )
(1) 测压管水头线可以上升也可以下降(2) 测压管水头线总是与总水头线相平行
(3) 测压管水头线沿程永远不会上升(4) 测压管水头线不可能低于管轴线
22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( )
(1) 恒定均匀流 (2) 非恒定均匀流 (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流
23、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应 ( ) (1) 逐渐升高(2) 逐渐降低 (3) 与管轴线平行 (4) 无法确定
24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( )
(1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。
25、液体运动总是从 ( )
(1) 高处向低处流动； (2) 单位总机械能大处向单位机械能小处流动；
(2) 压力大处向压力小处流动； (3) 流速大处向流速小处流动。
26、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U形管水银差计，判定压差计中水银液面为( )
(1) A高于B； (2) A低于B； (3)A、B齐平； (4) 不能确定高低。
27、恒定总流动量方程写为_______________________,方程的物理意义为
______________________________________________________________________________________ ____________。
28、恒定总流能量方程中，h w的能量意义是
__________________________________________________。它的量纲是
______________________________。
29、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强_________零。(填写大于、等于或小于) 如在小孔处装一测压管，则管中液面将
________。(填写高于、或低于)小孔的位置。
30、恒定总流能量方程中， v2／2g的能量意义为
______________________________________________,它的量纲是 _____________。
31、水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程______________，动水压强沿程______________。
32、图示分叉管道中，可以写出单位重量液体的能量方程的断面是_____________________________，不能写出单位重量液体的能量方程的断面是___________________________________。
33、某过水断面面积A＝2m2,通过流量q v＝1m3／s，动能修正系数α＝1.1，则该过水断面的平均单位动能为
___________________________________。
34、图示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。当闸门关闭时，A、B两点压强p A与p B的关系为_____；
当闸门全开时，A、B两位于均匀流段，其关系为___________________。
35、应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_________断面，但二断面之间可以存在
_______流。
36、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长 100 m，若水头损失为 0.8m，则水力坡度为
___________。
37、图示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。已知h1=1m，h2=3m。若不计水头损失，
则管道出口流速为________________。
38、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。管1中为理想液体，管2中为实际液体。当两管流量
q v1 = q v2 时，则两根测压管的液面高差 h 1 与 h 2 的比较是__________________。
39、图示为一等直径水平管道，水头为H 。若整个水头损失为h w ，α＝1，则管道A 、B 、C 三个断面的流速分别为 v A =_________________， v B =_________________， v C =_____________________。
40、用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用____________________________的特征，计算______________________________________。 41、将一平板放置在自由射流中，并重直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分q 1，并将射流流量的剩余部分 q 2 以偏转角 θ=15° 射出，如图所示。已知流速 v =30 m ／s ，总流量q=0.036 m 3／s ，q 1=0.012m 3／s 。 若不计液体重量的影响，且在射流流动在同一水平面上，流速只改变方向，不改变大小。试求射流对平板的作用力。动量校正系数β=1。 （384.5N ）
42、某平底矩形断面的河道中筑一溢坝，坝高a =30m ，坝上水头H =2m ，坝下游收缩断面处水深h c =0.8m ，溢流坝水头损失为h w =2.5(g v 22
)，v c 为收缩断面流速。不计行近流速v 0。(取动能及动量校正系数
均为1)求水流对
单宽坝段上的水平作用力(包括大小及方向)。 （4874.6KN ）
43、从水箱中引出一喷管，喷管喷出的射流冲击着置于斜面上的重物G 。如果要使重物保持静止， 问水箱中水面相对于喷管出口的高度H 是多少?(已知值如图所示)。(水箱中水面保持不变，不计喷嘴进口局部水头损失，重物在斜面上按无摩擦计，动能动量校正系数均取1，喷管沿程水头损失系数为 。) （2
2
g
sin d G H π
βρα
=
）
44、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A 、B 两点的流速(如图)。已知油的重度ρg ＝8000N ／m 3。求u A 及u B 。
(取毕托管流速系数μ＝1) （s m u s m u B A /27.2,/42.2==）
45、一圆管的直径 d 1=10cm ，出口流速 v =7m ／s ，水流以α＝60°的倾角向上射出(如图)。不计水头损失。求水 流喷射最大高度 H 及该处水股直径 d 2。(动能校正系数为1) （m 875.1H =；2d = 14.14cm ）
46、某贮液容器遮底部用四只螺钉固接一直径为d ，长度为L 的管道(如图)。贮液容器的面积甚大，液面距离管道进口的高度为h 保持恒定。已知液体容重为ρg ，沿程水头损失系数为 不计铅直管道进口的水头损失。求每只螺钉所受的拉力(管重不计，不计阻力，动能动量校正系数均为1)。 （T )1(16
12d
L L h h L d g λ
πρ++-+=
）
47、自水箱引出一水平管段，长度L =15m ，直径D =0.06 m ，末端接一喷嘴，喷口的直径d =0.02m ，如图所示。已知射流作用于铅直入置的放置的平板 A 上的水平力F ＝31.4N 。求水箱水头H 。(设管段沿程水头损失系数 =0.04喷嘴局部水头损失系数ξ=0.2，管道进口局部水头损失系数ξ=0.1，各系数均对应于管中流速水头v 2
／2g ，动能动量校正系数均为1) （ m 75.5H =）
48、某输油管道的直径由d 1=15cm ，过渡到d 2=10cm 。(如图)已知石油重率ρg =8500 N ／m 3，渐变段两端水银压差读数Δh=15 mm ，渐变段末端压力表读数p=2.45 N ／cm 2。不计渐变段水头损失。取动能动量校正系数均为1。求：(1) 管中的石油流量q v ；(2) 渐变管段所受的轴向力。 （=Q 0.0182 m 3／s ；R =253.1 N ）
49、一圆柱形管嘴接在一个水位保持恒定的大水箱上，如图所示。在管嘴收缩断面C ─C 处产生真空，在真空断面上接一玻璃管，并插在颜色液体中。已知收缩断面处的断面积A c 与出口断面积之比A c ／A =0.64。水流自水箱至收缩断面的水头损失为0.06(v c 2
／2g)，v c 为收缩断面流速。水流自水箱流至出口断面的水头损失为0.48(v c 2／2g)，v 为出口断面流速。管嘴中心处的水头H =40cm 。水箱中的流速水头忽略不计。求颜色液体在玻璃管中上升的高度h 。(取动能校正系数为1) （=h 0.297m ）
50、图示为用虹吸管越堤引水。已知管径d =0.2 m ，h 1=2 m ，h 2=4 m 。不计水头损失。取动能 校正系数为1。问：(1) 虹吸管的流量 q v 为多? (2)设允许最大真空值为0.7 m ，B 点的真空压强是否超过最大允许值?
（=v q 0.197m 3／s ；4g
p
B -=ρmH 2O ）
51、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径D =250 mm ，d =200 mm ，弯角θ=60°。若弯管进口压力表读数p 1=2.5 N ／cm 2，p 2=2.0 N ／cm 2。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1) （=R 1503.07 N ；θ=51.070
）
52、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10 cm，d2=5 cm。管中流量q v=10 L／s。断面1处测管
高度h=2 m。不
=101.31
计管道收缩段的水头损失。取动能校正系数均为1。求不流作用于收缩段管壁上的力。（R
x
N）
53、有一倾斜放置的管道，管径由d1=10 cm，突然扩大至d2=20 cm。试验时测得测压管1和2中的
水位分别为0.5 m和0.8 m，如图所示。求管道流量q v。(取动能校正系数为1，突然扩大局部水头
损失系数ξ=(A2／A1－1)2，A1、A2分别为小管和大管的断面面积，ξ对应于大管的流速。) （=
q0.0311 m3／s）
v
54、从水箱下部引一管道，管道水平段上有一收缩段。从收缩段引出的玻璃管插入容器A的水中(如图)。已知管径d1=4 cm，收缩段直径d2=3 cm。水箱至收缩段的水头损失h w1=3v2／2g，收缩段至
管道出口的水头损失h w2=v2／2g(v为管道流速)。当水流通过管道流出时，玻璃管中水柱高h=0.35 m，求管道水头H，(取动校正系数为1) 。（1.51m）
55、图示为铅直放置的一文德里管。已知d1=20 cm，d2=10 cm， z=0.5 m，水银压差计读数 h=2 cm。
若不计水头损失，求流量q v。(取动能校正系数为1) （0.018m3/s）
56、试证明图示文德里管测得的流量值与管的倾斜角无关。
57、在图示管道的断面A─A、B─B、C─C的上、下两端壁处各装设一根测压管，试问各断面上、下两根测压管
水面是否等高?如果等高，原因何在?如不等高，哪一根高些，为什么?
58、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，管嘴局部水头损失系数ξ=0.2，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。（4.17m）
59、图示容器内的水从侧壁孔口射入大气。已知孔口直径d=10 cm，水流对水箱的水平作用力F=460 N。取动动量校正系数等于1。求：孔口射流的流速v。（7.653m/s）
60、图示为水平放置的水电站压力分岔钢管，用混凝土支座固定。已知主管直径D=3 m，两根分岔直径d=2 m，转角θ=120°，管末断面1压强p1=294 KN／m2，通过总流量q v=35 m3／s，两分岔管流量相等。不计水头损失。取动能动量校正系数均为1。求水流对支座的水平作用力。
（2144.6KN）
61、图示为一矩形断面平底渠道，宽度b=2.7 m，在某处渠底抬高h=0.3 m，抬高前的水深H=0.8 m，抬高后水面降低z=0.12 m，设抬高处的水头损失是抬高后流速水头的1／3，求渠道流量。(取动能校正系数α=1) （14.95m3/s）
62、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直放置的平板上，如图所示。已知喷嘴直径d=25 mm，射流与平板垂线间的夹角θ=60°，射流流速v1=5 m／s。不计摩擦阻力，取动量校正系数为1。求：(1)
平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力；(2)当平板以u=2 m／s的速度与水流相同方向运动时，射流作用在平板上的垂直力。（6.13N；2.12N）
63、图示为矩形平底渠道中设平闸门，门高a=3.2 m，门宽b=2 m。当流量q v1=8 m3／s时，闸前水深H=4 m，闸后收缩断面水深h c=0.5 m。不计摩擦力。取动量校正系数为1。求作用在闸门上的动
水总压力，并与闸门受静水总压力相比较。（N
98350
P=
动小于N
100352
P=
静
）
64、一带有收缩段的管道系统如图所示。利用收缩处的低压将容器M 中的液体吸入管道中。设大容器装有同种液体。管道收缩处断面面积为A 1，出口面积为A 2。管道出口中心的水头为H 。容器m 液面至管轴高度h 为多大时，能将液体抽入?(不计水头损失) （H ]1)A A [(
h 2
1
2-=）
65、射流以v =19.8 m ／s 的速度从直径d =10 cm 的喷嘴中射出，射向有固定对称角θ=135°的叶片上。喷嘴出口和叶片出口流速均匀分布。若不计摩擦阻力及损失，求叶片所受的冲击力。 （KN 256.5F =）
66、图示为水轮机的圆锥形尾水管，已知断面A 的直径d 1=0.6 m ，流速v A =6 m ／s ，断面B 的直径
d 2=0.9 m ，断面的压强按静压分布。断面A 到B 的水头损失h w =0.2v A 2／2g 。试计算：(1)z =6 m 时，
断面A 的真空度；(2)允许A 处真空度为5 m 时，断面A 允许最高位置z 。(设动能校正系数α=1) （（1）7.106 mH 2O ； （2）=z 3.894 m ）
67、水枪的头部为渐细管，长度L =20 cm ，出口直径d =2 cm ，进口直径D=8 cm ，如图所示。水枪出口的水流流速v =15 m ／s 。一消防队员手持水枪进口处， 将水枪竖直向上，将水枪竖直向上喷射。
若不计能量损失，取动能校正系数及动量校正系数为1。求手持水枪所需的力及方向。 （R =0.502 KN ； 方向向下）
68、如图所示射流泵，其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空，将外部水池中的水吸进工作室， 然后再由射流带进出口管。已知 H=2 m ，h =1 m ，d 1=10 cm ，d 2=7 cm ，不计水头损失，试求：(1)射流泵提供的流量 q v ；(2)工作室中3─3断面处的真空度h v3。 （s l q V /2.49=；
33.5h V3=mH 2O ）
69、在直径 d =150 mm 的输水管中，装置一附有水银差计的毕托管，水银面高差 Δh =20 mm ，设管中断面平均 流速 v =0.8u max ，试求：管中流量 q v 。 （31 l/s ）
70、用虹吸管从水库中取水，已知 d =10 cm ，其中心线上最高点3超出水库水面2m ，其水头损失为：点1到点3 为 10v 2／2g ，(其中1至2点为 9v 2／2g)，由点3到点4为2v 2／2g ，若真空高度限制在 7 m 以内。问：(1)吸水管的最大流量有无限制?如有应为多少?出水口至水库水面的高差h 有无限制?如有，应为多少?(2) 在通过最大流量时2点在压强为多少? （0234.0q vmax =m 3／s 4.23= l ／s ；h max =5.9m ；
526.42
-=γ
P mH 2O ）
71、如图所示，水在无摩擦管道系统中流动，若水的汽化压强为7367 Pa ，大气压力为99974 Pa ，水的重度
ρg=9730 N ／m 3，试求保证水在管中不发生汽化的最大高度 h 。 （5.51m ）
72、圆管过水断面直径上的流速分布规律为 u =u 0 (1－r ／r 0)1／7式中 u 为半径 r 处的流速，u 0为中心点的流速，r 0为圆管半径。设 r 0=10 cm ，测得 u 0=3 m ／s ，求流量及断面平均流速 v 0。
（q v =0.0774m 2
/s; s /m 46.2v 0=）
73、某液体在两平板之间流动，其断面流速分布如图示。求断面平均流速 v 与最大流速 u max 的关系。 （max u 2
1
v =
）
74、某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路基下面修建圆形断面涵洞一座，如图所示。已知涵洞设计流量
q v = 1m 3／s ，涵洞上下游 水位差 z =0.3 m ，涵洞水头损失 h w =1.47v 2／2g (v 为洞内流速)，涵洞
上下游渠道流速很小，速度水头可忽略。求涵洞直径 d 。 （0.80m ）
75、动量实验装置为一喷嘴向正交于射流方向的平板喷水，已知喷嘴出口直径为 10 mm ，测得平板受力为 100N ，求射流流量。 （2.8 l/s ）
76、水自密封容器沿管路流出，容器液面上的真空度为 1kP a ，不计水头损失，求：(1)流量；(2)A 点流速； (3)管中压强最低点的位置及其负压值。 （（1）154 l/s ； （2）19.67m/s ； （3）135.45Kpa ）
77、拉格朗日积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动；而柯西-伯努力积分不仅要求流动为无旋, 且要求是恒定流动 。 ( )
78、理想液体属于有势流,实际液体都是有涡流. ( )
79、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆,则此类流动一定为有涡流(有涡旋)。 ( ) 80、不可压缩液体的平面流动中存在流函数，则必定存在势函数。 ( ) 81、在平面流动中,两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。 ( ) 82、不可压缩液体连续性微分方程
0z
u y u x u z
y x =??+??+??只适用于恒定流。 ( ) 83、在平面流动中，两条流线的流函数之差等于 ( ) (1) 两条流线间的切应力差 (2) 两条流线间的压强之差 (3)两条流线间的流速差 (4) 两条流线的单宽流量
84、液体作有势运动时 ( ) (1) 作用于液体的力，必须是有势的 (2) 液体的角变形速度为零
(3) 液体的旋转角速度为零 (4) 液体沿流向的压强梯度为零 85、伯努力积分的应用条件为 ( )
(1) 理想正压流体，质量力有势，非恒定无旋流动; (2) 不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动 (3) 理想正压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线 (4) 理想正压流体，质量力有势，非恒定流动 ，沿同一流线 86、理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时， ( )
(1) 整个流场内各点的总水头)2(2
g
u g p z ++
ρ相等； (2) 只有位于同一流线上的点，总水头)g
2u g p z (2
+ρ+
相等； (3) 沿流线总水头沿程减小；
(4) 沿流线总水头)g
2u g p z (2
+ρ+
沿程增加； 87、若已知流函数a ),y x (a 22-=ψ为常数，则 ____________u _,__________
.u y x =.。 88、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是_________________。 89、液体质点的运动形式有________________________________________。
90、理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是___________的。实际液体中的动水压强为在同一点上沿三个正交方向的动水压强的 _________________________________________ ，而p xx = __________ ____________，p yy =________________________，p zz =____________________________。
91、液体运动可根据________________________________分为有涡流和无涡流，无涡流是指 ________________________________，应满足的判别条件是____________________________________。
92、设液体的流速场为t ,t 7u ,y 6u ,x 6u z y x -===为时间，求：(1) 当地加速度；(2) 迁移加速度；(3) 质点加速度。 93、已知平面无旋流动的速度分量由下式给出
Dy
Cx u By Ax u y x +=+=；试求：(1) D ,C ,B ,A 之间的关系；
(2) 速度势函数；(3)流函数。 （(1) B=C ; A=－D ; (2) ?=122
)(2
c y x A Bxy +-+； (3) ψ = 222
)(2
c x y B Axy +-+
） 94、已知不可压缩液体平面流动的流函数2/)y x (22+=ψ。 要求：
(1) 画出该流动的流线图形，并标明流向； （流线Const.2/)y x (22=+=ψ） (2) 判别是有旋流动还是无旋流动； （有旋）
(3) 已知流场中两定点坐标分别为 A (1,0) 与 B (2,3),通过此两点间的单宽流量 q ； （6q A B =ψ-ψ=）
(4) A 、B 两点是否满足方程c g /p g 2/u 2=ρ+？ （否）
95、证明两固定平行平板间发生层流运动时，其流速分布为)H y 1(u u 2
2m x -=，式中m u 为v max 的最大值，2H 为平板间距。
96、有一流线型物体顺流放置于水下点 A 距离水面2m 处，来流流速沿水深分布为71
x )H /y (2u =， 试求点 A 的 动水压强。 （21.3KP a ）
97、已知某一不可压缩液体平面流动的速度分布为：)y xy 2(u ,x y x u y 22x +-=+-=，要求： (1) 判别是否满足速度势函数 ? 和流函数 ψ 的存在条件，并求 ? 和 ψ； (2) 求通过 A(1,1) B(1,2) 两点间流量； （1/3） (3) 写出切应力及附加压强的表达式；
(4) A 点的压强水头 p A /ρg=2 m 水柱，试求 B 点的压强水头。 （0.47mH 2O ） 98、不可压缩二维流动的流速分量为：x 4y u ,y 4x u y x --=-= ，要求：
(1) 该流动是恒定流还是非恒定流； (2) 该流动是否连续； (3) 写出流线方程式； (4) 判别有无线变形和角变形运动； (5) 判别有涡流还是无涡流； (6) 判别是否为势流，若流动有势，写出流速势函数表达式。
99、如图所示，在一长为 l ，顶角为θ的圆锥形管嘴中，嘴中水流以一定的流量 q v 流动并在顶点连续地喷出。按图示取坐标轴 x ，试求：坐标为x 断面处的加速度 a x 。 （2
2
5
v
2x )2
tan ()x l (q 2a θ
π-=
）
100、给出流速场k j t xy i t xy u 25)10()26(22++-++=，求空间点)2,0,3(在1t =的加速度。 （j i a 1058--=
）
101、流动场中速度沿流程均匀地减小，并随时间均匀地变化。A 点和B 点相距2m ，C 点在中间，如图示。已知0t =时，s 5t ;s /m 1u ,s /m 2u B A ===时，s /m 4u ,s /m 8u B A ==。试求s 2t =时C 点的加
速度。（-2.73m/s 2
）
102、图示收缩管段长cm 60l =，管径,cm 15d ,cm 30D ==通过流量s /m 3.0Q 3=。如果逐渐关闭闸门，使流量线性减小，在30s 内流量减为零。求在关闭闸门的第10s 时，A 点的加速度和B 点的加速度（假设断面上流速均匀分布）。 （ 2293.55,1415.0s m a s m a B A =-=）
103、试求下列各种不同流速分布的流线和迹线： （1）0u ,y x cx
u ,y x cy u z 2
2y
22x =+=+-=
（2）0u ,xy 2u ,y x u z y 22x =-=-= （x 2
+y 2
=c,y 2
-3x 2
y=c ）
104、已知流体的速度分布为t u ,y 1u y x =-=。求1t =时过（0，0）点的流线及0t =时位于（0，0）点的质点轨迹。 （流线方程 y 2
-2y+2tx=0 ,迹线方程 x=t-x 3
/6 ,y=t 2
/2）
105、有一底坡非常陡的渠道如图，水流为恒定均匀流，设A 点距水面的铅直水深为3.5m 。求 A 点的位置水头、压强水头、测压管水头。并以过B 点的水平面为基准面在图上标明。 （Z A =-3.5m,p A /γ=2.625m ）
106、某河道在某处分为两支——外江及内江，外江设溢流坝一座以抬高上游河道，如图所示。已测
得上游河道流量s /m 1250
Q 3=。通过溢流坝的流量s /m 325Q 31=，内江过水断面的面积2m 375A =。求内江流量及断面A 的平均流速。 （Q 2=925m 3
/s,v 2=2.47m/s ）
107、水流从水箱经过管径cm 5.2d ,cm 5d 21==的管道在c 处流入大气，已知出口流速为s /m 1，求AB 管段的断面平均流速。 （ v=0.25m/s ）
108、试利用题图证明不可压缩液体二维流动的连续性微分方程的极坐标形式为
0u r 1r u r u r r =θ
??++??θ
109、对于不可压缩液体，下面的流动是否满足连续性条件： （1）z x t u ,z y t u ,y 2x 2t 2u z y x -+=--=++=
（2）0u ,y x u ,y xy x u z 22y 22x =+=-+= （否） （3）4u ,x
y
3u ),xy ln(2u z y x =-==
（4）0u ,sin )r
a 1(C u ,cos )r a 1(C u z 22
22r =θ--=θ-=θ
110、如图某一压力水管安有带水银比压计的毕托管，比压计中水银面的高差cm 2h =?，求A 点的流速?u A = （2.22m/s ）
111、在一宽浅式明渠中产生均匀流，现用和比压计相连的两根比托管量测流速，已知
m 6.0h ,m /N 8036131==γ。当毕托管位于A ，B 两点时比压计中的液面差m 5.0h 2=?。A 、B 、C 各点
位置如图所示，求C 点的流速C u 。（3.325m/s ）
112、如图所示，利用牛顿第二定律证明重力场中沿流线坐标S 方向的欧拉运动微分方程为
dt
du s p s z g
s
=??-??-ρ1
113、圆管水流如图，已知：m Z s m v cm N p cm N p m d m d B B A B A 1,/1,/96.1,/86.6,4.0,2.022======?。试问：（1）AB 间水流的单位能量损失w h 为多少米水头？（2）水流流动方向是由A 到B ，还是由B
到A ？（A 到B ；4.765m ）
114、有一渐变管，与水平面的倾角为450
，其装置如图所示。1—1断面的管径mm 200d 1=，2—2断面的管径mm 100d 2=，两断面间距m 2l =，若重度'γ为8820N/m 3
的油通过该管段，在1—1断面处的流速s /m 2v 1=，水银测压计中的液位差cm 20h =。试求：（1）1—1断面到2—2断面的水头损失
?h 21w =-（2）判断液流流向；（3）1—1断面与2—2断面的压强差。 （（1）-0.24m ；（2）
从2向1；（3）4.23m 油柱高）
115、铅直管如图，直径cm 10D =，出口直径cm 5d =，水流流入大气，其他尺寸如图所示。若不计水头损失，求A ，B ，C 三点的压强。 （p A =43.3KP A , p B =82.5 KP A , p c =0）
第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ，
水力学、河流动力学、流体力学专业词汇 Fundamental Glossary in Hydraulics Hydrostatics 水静力学Hydrodynamics 水动力学 Physical properties of water 水的物理性质Density 密度 Specific gravity 比重Kinematic viscosity 运动粘性 Absolute viscosity 动力粘性Elastic modulus 弹性模量 Surface tension 表面张力Temperature 温度 Isotropic (y) 各向同性Anisotropic (y) 各向异性 Uniform (ity) 均匀(性) Heterogeneous (ity) 不均匀(性) Main force 主要作用力Gravity 重力 Inertia force 惯性力pressure 压力(强) Drag 阻力Mass force 质量力 Surface force 表面力Constitutive relationship 本构关系 Stress 应力Strain 应变 Deformation 变形Displacement 位移 Normal 法向Tangent 切向 Shear 剪力Acceleration 加速度 Angular deformation 角变形 Local acceleration 当地加速度convective acceleration 迁移加速度compressibility 压缩性 continuity连续性 Scalar 纯量vector 矢量tensor 张量 magnitude 模(大小) direction 方向 Divergence 散度curl 旋度gradient 梯度 Source 源sink 汇 Frequency 频率amplitude 振幅phase 相位resonance共振 Mass conservation 质量守恒momentum conservation 动量守恒 energy conservation 能量守恒 Initial condition 初始条件boundary condition边界条件 Ordinal differential equation 常微分方程 partial differential equation 偏微分方程 Convection, advection 对流diffusion 扩散dispersion 弥散 decay 衰减degradation降解 Flow pattern流态flow type 流型 Laminar flow 层流turbulent flow 紊流 Supercritical flow 急流subcritical flow 缓流critical flow临界流 Rapidly varied flow急变流gradually varied flow渐变流 Uniform flow 均匀流non-uniform flow 非均匀流 Mainstream flow 主流wake flow 尾流 Steady flow 恒定流unsteady flow 非恒定流 One-dimensional flow 一维流two-dimensional flow二维流 three-dimensional flow 三维流 Single-phase flow 单相流double-phase flow 两相流 multi-phase flow 多相流
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(-+==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% 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 =，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 （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 μτ=，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=．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（） y u u u u y u u y ττ= 0y τ τ y 0 τττ =0 y
水力学及河流动力学研究展望 河流动力学的发展具有悠久的历史，但采用现代科学体系进行系统的研究则是20世纪才开始的。河流动力学是以流体力学、地学、海洋和环境科学等为基础的交叉学科，其趋势仍是采用各学科之长，在理论探索、科学实验和数学模拟等方面深入发展。 1研究发展趋势 展望河流动力学的研究，它应包含两个方面的内容，一是在传统理论张现代化量测技术的基础上，对已有的研究成果进行系统的总结、归纳和提高，对一些假定和近似处理给出更严密的论证，对一些经典的试验成果重新进行检验。二是开拓新的研究领域和研究方向，特别要注重与其它学科和最新的科学技术融会贯通。在上世纪的30年代至50年代，以Shields 曲线、Rouse悬沙公式、Meyer-Peter及Einstein推移质公式为代表，基本奠定了泥沙运动力学的理论体系，半个世纪以来，主要是进行补充和完善的工作，除在工程应用方面取得巨大的进展外，在理论体系上没有重大的突破。通过数十年来的理论积蓄和量测技术的时代跨越，有望在近些年内在理论体系上取得突破性进展，在试验科学上获得重大的成果。 1.1.1基础理论研究 河流动力学基础理论研究包括泥沙运动力学基本理论和河流过程原理及调整规律的研究。早在30年代，Rouse应用扩散理论导出了悬移质泥沙浓度分布公式，即扩散方程，它是进行输沙计算的基本方程。在现代两相流理论中，扩散模型只是宏观连续介质理论的一种简单模型。更一般的模型是双流体模型，两相流中关于固液两相流的基本方程、作用力分析及其应力本构关系的理论，极大地促进了泥沙运动力学理论的发展。但泥沙运动理论与固液两相流理论又有所区别，其内容更丰富，更独具创新性。悬移质、推移质、水流挟沙力、动床阻力等等都是一般两相流理论中没有的概念。这些概念是泥沙运动力学理论体系的基础，使得泥沙运动力学理论纰固液两相流理论更生动、更便于在生产实际中应用。悬移质和推移质输沙理论、非平衡输沙理论、水流挟沙力、床面形态和动床阻力等都是泥沙运动力学基础理论研究的重要内容，而且在80年代以前已经发展得比较成熟，之后除了引入固液两相流的双流体模型外，并没有重大的进展，许多理论研究是低水平重复。因此，该领域的理论研究应集中在两个方面： 1）对现有的理论成果或成果或公式进行认真总结，去伪存真，归纳提高。如钱宁（1980）关于推移质公式比较的研究堪称范例，几家著名的推移质输沙率公式尽管基于不同的理论，
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 ) （） b，长度L及倾角α均相等，则二板上的静水总压力作 ( ) ( ) 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 ?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: ( ) (3) C ? C (4) D ? D ( ) (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) 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； 1 m 时〔虚线位置〕，闸门上的静水总压力。( ) (3) 不变；(4) 无法确定。 3 m 水柱高，当地大气压为一个工程大气压，其相应的 绝对压强值等于( ) (1) 3 m 水柱高；(2) 7 m 水柱高； (3) －3 m 水柱高；(4) 以上答案都不对。 21、液体中，测管水头(z + p/ρg) 的能量意义是______________________。 22、液体中，位置高度z 的能量意义是_______________；压强高度p/ρg 的能量意义是_______________。 23、真空压强的最小值是__________________；真空压强的最大值是___________________。 24、比重为0.81 的物体放入比重为0.9 的液体中，则出露部分体积与总体积之比为__________________。
1 第一章 绪 论 (一)液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ； 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦 定律 : 注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。 4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。 下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设 1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。 2．理想液体：忽略粘滞性的液体。 （三）作用在液体上的两类作用力 第二章 水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。 （一）静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面 （2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关， 2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头， p/γ—压强水头 （z+p/γ）—测压管水头 请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。 4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真 空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑ 相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。要求 掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。 1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m 2 下面我们讨论静水总压力的计算。计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。 （一）静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力 （1）图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积 方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。 静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系 绘制的，只要用比例线段分别画出平面上俩点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。 （2）解析法：大小：P=p c A, p c —形心处压强 方向：垂直并指向受压平面 作用点D ：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。 求作用在曲面上的静水总压力P ，是分别求它们的水平分力P x 和铅垂分力P z ，然后再合成总压力P 。 （3）曲面壁静水总压力 1）水平分力：P x =p c A x =γh c A x 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力P x 的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图。 2〕铅垂分力：P z =γV ,V---压力体体积。 在求铅垂分力P z 时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上。 3〕合力方向：α=arctg 下面我们举例来说明作用在曲面上的压力体和静水总 压力。 例5图示容器左侧由宽度为b 的直立平面AB 和半径为R 的1/4圆弧曲面BC 组成。容器内装满水，试绘出AB 的 压强分布图和BC 曲面上的压力体剖面图及水平分力的压强分布图，并判别铅垂作用力的方向, 铅垂作用力大 小如何计算？ 解：(1)对AB 平面，压强分布如图所示。总压力P=1/2 γH 2b ； (2)对曲面BC ，水平分力的压强分布如图所示， c p z =+γ x z P P d y d u μ τ=
第六章恒定管流 1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( ) 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。( ) 7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（） （1）h f1 ＞h f2；（2）h f1＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。 （1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程 ________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。
11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为 ____________________________________________________________。 12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在 _________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速 v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应 ____________________________________________________________________下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的 M、N 两点的压强高度p m/ g 及p n/ρg。 15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。
《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。
第一章 导 论 1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( ) 2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。 ( ) 3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( ) 4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。 5、理想液体是 （ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。 6、A 、B 为相邻两液层，A 层流速大于B 层流速。则A 层对B 层的切应力τ1_____________ B 层对A 层的切应力τ2 。 其中τ1 的方向与流向 __________，τ2 的方向与流向______________。 7、单位质量力的量纲为__________________；运动粘度的量纲为 _______________；动力粘度的量纲为 ____________________。 8、物体在外力作用下产生 _______________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _______。 9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布τ~y 为_______________________ 分布，切应处。 10 ________________________假定。 11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A ，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。 12、平板面积为 40×45cm 2,厚度为 ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=油的斜面向下作等速运动， 其速度u =s,带动油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m 3)。 A 的极薄的平板以速度 u 平行移动。x 为平 板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T ，（缝隙内的流速按直线分布）。 （A x x u T )(-??+ =μ） 14、已知200C 时海水的密度3cm /g 03.1=ρ，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。 （33/094.10,03.1,/1030m kN S m kg ===γρ）
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λ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 uρ τ- =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ζ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 ρ τ=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()
Fundamental Glossary in Hydraulics 水力学及河流动力学词汇 Hydrostatics水静力学Hydrodynamics水动力学Physical properties of water水的物理性质 Density密度 specific gravity比重Kinematic viscosity 运动粘性absolute viscosity 动力粘性Elastic modulus 弹性模量surface tension 表面张力Temperature 温度 isotropic (y) 各向同性Anisotropic (y) 各向异性uniform (ity) 均匀(性) Heterogeneous (ity)不均匀(性) Main force 主要作用力Gravity 重力 inertia force 惯性力 pressure 压力(强) drag 阻力 Mass force 质量力 surface force 表面力Constitutive relationship 本构关系 Stress 应力 strain 应变 deformation 变形displacement 位移 normal 法向 tangent 切向 shear 剪力 acceleration 加速度 Angular deformation 角变形Local acceleration 当地加速度convective acceleration 迁移加速度 compressibility 压缩性continuity连续性 Scalar 纯量 vector 矢量 tensor 张量 magnitude 模(大小) direction 方向 Divergence 散度 curl 旋度 gradient 梯度 Source 源 sink 汇 Frequency 频率 amplitude 振幅 phase 相位 resonance共振 Mass conservation 质量守恒 momentum conservation动量守恒 energy conservation 能量守恒 Initial condition 初始条件 boundary condition边界条件 Ordinal differential equation 常 微分方程 partial differential equation 偏微 分方程 Convection, advection 对流 diffusion 扩散 dispersion 弥散 decay 衰减 degradation降解 Flow pattern流态 flow type 流型 Laminar flow 层流 turbulent flow 紊流 Supercritical flow 急流 subcritical flow 缓流 critical flow临界流 Rapidly varied flow急变流 gradually varied flow渐变流 Uniform flow 均匀流 non-uniform flow 非均匀流 Mainstream flow 主流 wake flow 尾流 Steady flow 恒定流 unsteady flow 非恒定流 One-dimensional flow 一维流 two-dimensional flow二维流 three-dimensional flow 三维流 Single-phase flow 单相流 double-phase flow 两相流 multi-phase flow 多相流 Irrotational flow 无旋流 potential flow 势流 rotational flow 有旋流 Open channel flow 明渠流 free surface flow 自由表面 流(明渠流) Pipe flow 管流 pressure flow 有压流 Jet 射流 plume 卷流(羽流) cross flow 横流 Stagnation point驻点 separation point分离点 Coherent structure相干结构 bursting猝发 turbulent intensity紊动强度 Boundary layer 边界层 viscous sub-layer粘性底层 displacement thickness排挤 厚度 mixing length混掺长度 Flow field, current field 流 场 flow net 流网 Submerged discharge 淹没出 流 unsubmerged discharge非淹 没出流 Renolds number雷诺数 Froude number 佛汝德数 Prandtl number普朗特数 Courant number柯朗数 Peclet 彼克雷特数 dimensionless number无量纲 数 Streamline 流线 path line迹线 V ortex line 涡线
2005年《水力学及河流动力学》硕士研究生复试题 姓名成绩 一、填空题 1.在闸门局部开启时，随上游和下游水位的变化，过闸水流可能形成的流态有： ，，，。 2.过闸水流与下游水流的衔接形态根据 可分为，，。 3.根据下泄水流主流的相对位置，消能可分为、、 三种主要消能方式。 4.渗透破坏主要有、、、 。 5.避免渗透破坏的方法有：、、 、。 6.溢洪道布置形式有：、、 、。 7.拱形溢流坝下泄水流的主要特点是：， 。 8.高速水流常形成一些特殊的水力现象，例如： 。9.明渠水流流经河底障碍物时，若水流处于状态，则水面发生 ；若水流处于状态，则水面发生。 10.描述水流运动的三大基本方程是：， ，。 11. 建立推移质输沙率公式的指标可用：，， ，，。 12.按泥沙运动状态，可将泥沙分：，，。 13.冲积河流的河型有：，，，。 14.影响河床演变的主要因素是：，， ，。 15.影响泥沙沉降速度的因素主要有：，， ，，。 16.水流挟沙能力是： 。 影响水流挟沙能力的因素有和两类。 17.沙波按其产生和发展过程可分为：，，， ，等五个阶段。
18.用河宽、水深、流速与流量表示的横断面河相关系的表达式为 ， ， 。 19.水流动力轴线是 。 20.细颗粒泥沙具有双电层结构，其形成的束缚水由 和 组成。 二、问答题 1.简述明渠渐变流与急变流的水力特性。 2.底流消能率主要决定哪一个参数，若单宽流量增大，将对消能率产生何影响？请证明你的观点。 3.简述高水头、大流量条件下的泄洪消能布置方式。 4.分析水流掺气对生态环境的影响 5.何为河流的自动调整作用？若在河道上筑坝蓄水，坝下游河段将如何进行调整？ 6.阐述弯曲型河道的演变规律。 7.比较泥沙的起动切力与起动流速的优缺点。 8.挟沙力公式m gR U k S )( 3 *ω =右边的物理意义？要率定系数k 和指数m ， 需要收集哪些资料？运用该式时应注意什么问题？ 9.现要在天然河道中布置取水工程，应收集那些资料，进行那些问题的分析？ 10.图中有两球，已知21d d =，水深21H H >，流速21U U =，试问随着水流平均流速的增大，哪一颗球容易起动？为什么？ H 2 d1 d2
水利职业道德试题 一、单项选择题 1. 水利行业精神是：“（献身）、负责、求实” 。 2. 水利职业道德的基础和核心是：（爱岗敬业）。 3. （奉献社会）是社会主义职业道德的最高要求，是为人民服务和集体主义精神的最好体现。 4. 水利工作者最基本、最主要的道德规范是：（爱岗敬业）。 二、多项选择题 1. 道德是一种社会意识形态，是人们共同生活及其行为的（准则与规范），道德往往代表着社会的（正面价值取向），起（判断）行为正当与否的作用。 2. 道德作为意识形态，是（世界观；人生观；价值观）的集中体现。 3. 水利职业道德作为一个行业的职业道德，是社会主义职业道德体系中的（组成部分），（从属 于）和（服务于）社会主义职业道德。 4. 水利职业道德是社会主义职业道德基本要求在水利行业的具体化，社会主义职业道德基本要求与水 利职业道德的关系是（共性）和（个性），（一般）和（特殊）的关系。 5. 建设社会主义市场经济体制，必须明确自己职业所承担的（社会职能；社会责任；价值标准；行为 规范），并要严格遵守，这是建立和维护社会秩序，按市场经济体制运转的必要条件。 6. 必须充分发挥职业道德在提高干部职工的思想政治素质上的（导向、判断、约束、鞭策）和（激 励）功能，为水利改革发展实现新跨越提供强有力的（精神动力）和（思想保障）。 7. 水利职业道德建设的基本原则包括：（必须以科学发展观为统领；必须以社会主义价值体系建设为根本；必须以社会主义荣辱观为导向；必须以和谐文化建设为支撑；必须弘扬和践行水利行业精神） 8. 在水利职业道德的具体要求中，包括（爱岗敬业，奉献社会；崇尚科学，实事求是；艰苦奋斗，自强不息；勤奋学习，钻研业务；遵纪守法，严于律己；顾全大局，团结协作；注重质量，确保安全） 9. 水利职业道德教育，要以树立正确的（世界观；人生观；价值观）教育为核心。 10. 水利职业道德修养是指水利工作者在职业活动中，自觉根据水利职业道德规范的要求，进行（自我 教育；自我陶冶；自我改造；自我锻炼），提高自己道德情操的活动。 11. 水利职业道德教育和实践活动，内容可以涉及水利工作者的（职业工作；社会活动；日常生活）等方面。 三、判断题 1. 职业道德，就是同人们的职业活动紧密联系的符合职业特点所要求的道德准则、 道德情操与道德品质的总和。V 2. 水利工作者在职业活动中，遵纪守法更多体现为自觉地遵守职业纪律，严格按照职业活动
第一章绪论 第一节思考题 1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关？在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小？ 1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数？ 1-3 影响液体γ与ρ变化的因素有哪些？水的γ和ρ与这些因素的变化关系如何？ 1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处？ 1-5 静止液体是否存在粘滞性？为什么？ 1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。 1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为：①常数；②底部速度u=0，表面u=u max的斜直线； ③二次抛物线。则其切应力τ的垂线分布规律各是怎样的（作图说明）？ 1-8 液体压缩时，其质量和密度各有无变化？影响β（或K）变化的因素有哪些？ 1-9 引入连续介质假设有何实际意义？ 1-10 何谓理想液体？理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何？在自然界中存在理想液体吗？ 第二节计算题 1-1 体积为2.5m3，重量为17.1kN的液体，其容量、密度各为若干？ 1-2 某液体的密度为13600kg/ m3，运动粘滞系数为1.14×10-7㎡/s，求动力粘滞系数。 1-3 已知水的动力粘滞系数μ=0.00129Pa·s，求其运动粘滞系数。 1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体，上板固定，下板在τ=1.5N/㎡的切应力作用下，以u=0.3m/s的速度平移，两板间距l=1mm，求液体的粘滞系数μ和υ。 1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图，沿着涂有润滑油的斜面等速下滑，油的动力粘滞系数μ=0.1225N·s/㎡，油层厚t=0.1cm，木板的接触面积A=0.25㎡，求木板的下滑速度u。 1-6 某滑动轴承如计1-6图，轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm，间隙t=0.1cm，当轴的转速n=210rpm时，内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4N·m，求μ。
1.如图所示流量为Q、断面平均流速为v的射流，水平射向直立光滑的平板后分 为两股。一股沿平板直泻而下，流量为 Q，另一股从平板顶 1 部以倾角θ射出，流量为 Q。 2 若不计重力和水头损失，试求： ①流量 Q、2Q； 1 ②作用在平板上的射流冲击力F。 2.水箱中的水经管道出流，已知管道直径d=20mm，长l=5m，沿 程阻力系数λ=，进口局部阻力系数ζ=，水位H=10m，试求流量Q及管壁切应力 τ。 3.已知一长直梯形断面渠道，其流量Q=5m3/s，断面平均流速v=1.4m/s，边坡系数m=，粗糙系数n=，求梯形水力最优断面尺寸及渠底坡度i。
4. 有一梯形断面渠道，底坡i =，边坡系数m =1，糙率n =，过水断面面积A ＝10m 2。求水力最佳断面及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡i 均不变，问其最佳尺寸如何 6. 工地用水，由水泵将河边井中水抽送至贮水池中(见图所示)。已知水泵工作流量Q=6.0l/s ，水泵最大吸水真空高度 8m .6]g [ =ρv p ，吸水管长度L 1=8.0m ，扬水管长度L 2=40m ，管径d=80mm ，管道沿程阻力系数λ=，局部阻力系数：ζ底阀=，ζ弯道=，ζ闸阀=，井中水面标高z 1=-5.0m ，贮水池水面标高z 3=29.0m 。试求： （1）水泵最大安装高度hs ； （2）水泵扬程H 。（15分）
5, 如图所示，矩形闸门AB，宽b=1m，左侧油深h1=1m，油液密度ρ1=800kg/m3，水深h2=2m，闸门的倾角α=60°，求作用在闸门上的液体总压力及作用点位置。
第三章水动力学基础 渐变流与急变流均属非均匀流 急变流不可能是恒定流。 总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 扩散管道中的水流一定是非恒定流。 恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 总流连续方程V1A1 = V2A2对恒定流和非恒定流均适用 21、对管径沿程变化的管道 (1)测压管水头线可以上升也可以下降 (3)测压管水头线沿程永远不会上升 测压管水头线总是与总水头线相平行 测压管水头线不可能低于管轴线 ,则管内水流属 (3)恒定非均匀流 10 、 11 、 12 、 渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 13 、 液流流线和迹线总是重合的。 14、用毕托管测得的点流速是时均流速 15、测压管水头线可高于总水头线。 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 18、恒定总流的能量方程Z1 + P1/g + V12/2g = Z2 + P2/g + V22/2g + h w1- 2 ，式中各项代表( ) (1)单位体积液体所具有的能量；(2)单位质量液体所具有的能量 (3)单位重量液体所具有的能量；(4)以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A—A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 (3)不变 ( ) ⑷不定 20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为( ) ⑶ h1 = h2 (4)无法确定 (1) h1 > h2 ⑵ h1 v h2 22、图示水流通过渐缩管流岀，若容器水位保持不变 (1)恒定均匀流(2)非恒定均匀流 ( (4)非恒定非均匀流