水力学习题答案
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水力学考试题及答案解析一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案:A解析:连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程,它表明在没有质量源或汇的情况下,流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。
2. 伯努利方程适用于()。
A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案:B解析:伯努利方程适用于不可压缩流体,即流体的密度在流动过程中保持不变。
3. 在流体流动中,雷诺数(Re)是描述流体流动状态的重要参数,它与()无关。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案:B解析:雷诺数是流体流动状态的无量纲数,它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关,但与流体的粘度无关。
4. 流体在管道中流动时,若管道直径增大,则流速()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:D解析:根据连续性方程,流体的流速与管道的横截面积成反比。
若管道直径增大,而流量保持不变,则流速会减小;若流量增加,则流速可能增大或减小,具体取决于流量的增加程度。
5. 流体的粘性是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的粘性是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。
6. 流体的表面张力是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。
7. 在流体流动中,若流速增加,则流体的动能()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:A解析:流体的动能与流速的平方成正比,因此流速增加时,流体的动能也会增加。
8. 流体的压强能是由于()。
水力学习题答案水力学习题答案水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的力学性质和行为的学科。
它在工程领域中具有重要的应用价值,涉及到水流、水压、水位等一系列问题。
在学习水力学的过程中,我们常常会遇到一些题目,下面我将为大家提供一些水力学习题的答案,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门学科。
1. 一个高度为10米的水箱,底面积为5平方米,水箱中的水密度为1000千克/立方米。
求水箱底部所受的压力。
答案:水的压力与水的深度成正比,与水的密度和重力加速度成正比。
根据公式P = ρgh,其中P为压力,ρ为水的密度,g为重力加速度,h为水的深度。
代入已知条件,可得P = 1000 * 9.8 * 10 = 98000帕斯卡。
2. 一根半径为2厘米的圆柱形管道,水从管道中流出,流速为2米/秒。
求流出的水量。
答案:流量与流速和管道的横截面积成正比。
根据公式Q = Av,其中Q为流量,A为横截面积,v为流速。
管道的横截面积为πr^2,代入已知条件,可得Q =π * (0.02)^2 * 2 = 0.0024立方米/秒。
3. 一个高度为5米的水塔,水从塔顶流出,流速为10米/秒。
求水塔底部的压力。
答案:水塔底部的压力由水的重力和流速共同决定。
根据公式P = 0.5ρv^2 +ρgh,其中P为压力,ρ为水的密度,v为流速,g为重力加速度,h为水塔的高度。
代入已知条件,可得P = 0.5 * 1000 * (10)^2 + 1000 * 9.8 * 5 = 73500帕斯卡。
4. 一段长度为10米的水管,直径为0.5米,水从水管中流出,流速为4米/秒。
求流出的水量。
答案:流量与流速和管道的横截面积成正比。
由于水管是圆形的,横截面积为πr^2,其中r为半径。
根据已知条件,水管的半径为0.5/2 = 0.25米。
代入公式Q = Av,可得Q = π * (0.25)^2 * 4 * 10 = 7.85立方米/秒。
5. 一段长度为20米的水管,直径为0.4米,水从水管中流出,流速为6米/秒。
《水力学》考试题+参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、明渠水流由急流向缓流过渡,产生()|临界坡除外()。
A、水跃B、水击波C、跌水D、水跌正确答案:A2、水泵的安装高度要受到()的限制。
A、扬程B、流量C、地形条件D、允许吸上真空高度正确答案:D3、紊流过渡粗糙区的沿程阻力系数λ与()有关,与相对光滑度有关。
A、雷诺数B、相对光滑度C、相对粗糙度D、谢才系数正确答案:A4、绝大多数明渠水流()都为()渗流除外|A、层流B、缓流C、急流D、紊流正确答案:D5、均匀流条件下,任一微小流束的水力坡度()总流的水力坡度。
A、等于B、大于C、小于D、不确定正确答案:A6、临界流时,矩形断面的断面比能等于临界水深的()倍。
A、1B、1.5C、0.5D、2正确答案:B7、明渠的过水断面水深大于临界水深,据此可判定水流为()。
A、临界流B、急流C、缓流D、紊流正确答案:C8、水跃函数曲线的上支为(),水流为缓流。
A、增函数B、抛物线C、双曲线D、减函数正确答案:A9、闸底坎为平顶堰,闸门相对开度()0.65, 水流为堰流。
A、大于B、大于等于C、小于等于D、小于正确答案:A10、能量方程应用过程中,基准面可以任意选,但一定要是().。
A、平面B、水平面C、垂直于管轴线的平面D、平行于管轴线的平面正确答案:B11、紊流中,某一瞬时液体质点的流速可称之为()。
A、瞬时流速B、时均流速C、脉动流速D、紊动强度正确答案:A12、紊流光滑区的沿程阻力系数λ仅与()有关,与相对光滑度无关。
A、谢才系数B、雷诺数C、相对光滑度D、相对粗糙度正确答案:B13、水流按流线是否为平行的直线或按流速是否沿程变化分为()和非均匀流。
A、一元流B、二元流C、均匀流D、非均匀流正确答案:C14、在初生弹性波继续发生时,由上游反射回来的减压波已经到达阀门断面,并可能在阀门断面发生正反射,从而部分抵消了水击增压值,使阀门断面的水击压强值有所减小。
0 绪论 1 水静力学2 液体运动的流束理论3 液流型态及水头损失4 有压管中的恒定流5 明渠恒定均匀流6 明渠恒定非均匀流7 水跃8 堰流及闸孔出流9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能 10 有压管中的非恒定流 11 明渠非恒定流12 液体运动的流场理论 14 恒定平面势流 15 渗流18 相似原理和模型试验基础0 绪论0.1 ρ=816.33kg/m 3 0.2 当y =0.25H 时Hu dy dum 058.1≈ 当y=0.5H 时Hu dy dum 84.0≈ 0.4 f = g0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f =184N0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 21.3h1=2.86m h2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m,外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m。
1.4Pc=27.439KN/m21.5P M=750.68h KN/m21.6P2-p1=218.05N/m21.7γ=BA BrAr BA++1.8P=29.53KN 方向向下垂直底板P=0 1.9W=34.3rad/s W max=48.5rad/s1.10a=L hHg)(2-1.12 当下游无水Pξ=3312.4KN(→) P2=862.4KN(↓)当下游有水Pξ=3136KN(→) P2=950.6KN(↓)1.13 T=142.9KN1.14 当h3=0时T=131.56KN 当h3=h2=1.73m时T=63.7KN 1.15 0-0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN L D=2.256m(压力中心距水面的距离)1.17 P=567.24KN1.19 P=45.54KN 总压力与水平方向夹角φ=14º28´1.20 Pξ=353KN Pζ=46.18KN 方向向下1.21 H=3m1.22 δ=1.0cm1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V=7.5cm/s2.2 h w=3.16m2.3γ2p=2.35m2.4 P K1=63.8KN/m2 2.5 Q=0.00393m3/s 2.6 Q=0.0611m3/s2.7 μ=0.985 2.8 Q=0.058m 3/s2.9 S 点相对压强为-4.9N /cm 2,绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R ξ=391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角β=37º8´ 2.13 R ξ=98.35KN(→) 2.14 R ξ=2988.27KN(→) 2.15 R ξ=1.017KN(←) 2.16 R ξ =153.26KN(→)2.17 α=2 34=β2.18 F=Rmv 22.19 Q=g 2μH 2.5 2.20 F=C d L222ρμ2.21 m p A44.2=γm p B44.4=γ2.22 Q 1=+1(2Q cos )α )cos 1(22α-=QQ 2.23 R=2145KN α=54º68´ 2.24 m=3.12kg2.25 T 充=24分34秒 T 放=23分10秒3. 液流型态及水头损失3.1 d 增加,Re 减小 3.2 R e =198019.8>2000 紊流 3.3 R e =64554>500紊流 3.4 cm 0096.00=δ3.5320=u v 当时v u x = h y m 577.0≈ 3.6 Q3min1654.0m =/s 20/24.33m N =τ3.7 当Q=5000cm 3/s 时,Re=19450紊流2.00=∆δ 光滑管区027.0=λ当Q =20000cm 3/s 时 Re=78200紊流775.00=∆δ 过渡粗糙区026.0=λ当Q =200000cm 3/s 时 Re=780000紊流1.70=∆δ 粗糙区 023.0=λ若l =100m 时Q =5000 cm 3/s 时 h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q =200000 cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 λ=0.042 3.9 n=0.011 3.10 ξ=0.29 3.11 Q=0.004m 3/s 3.12 ∆h=0.158m 3.13 Z=11.1m 3.14 ξ=24.74 有压管中的恒定流4.1 当n=0.012时 Q=6.51 m 3/s 当n=0.013时 Q=6.7m 3/s当n=0.014时 Q=6.3 m 3/s4.2 当n=0.0125时 Q=0.68 m 3/s 当n=0.011时 Q=0.74 m 3/s 当n=0.014时 Q=0.62 m 3/s 4.3 Q m ax =0.0268 m 3/s Z=0.82m4.4 当n=0.011时 H=7.61 m 当n=0.012时 H=7.0 m 4.5 H t =30.331m4.6 n 取0.012 Q=0.5 m 3/s h m ax v =5.1m 4.7 n 取0.0125时 H A =21.5m 水柱高 4.8 Q 1=29.3L/s Q 2=30.7L/s ∇=135.21m4.9 H=0.9m4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m4.13 Q=0.0105 m3/s P=10.57KN/m2B4.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲=1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求5.8 当n=0.011时i=0.0026 ∇=51.76m当n=0.012时i=0.0031 当n=0.013时i=0.0036当n=0.014时i=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允满足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 当n=0.025时b=7.28m h=1.46m当n=0.017时b=6.3m h=1.26m当n=0.03时b=7.8m h=1.56m5.12 h f=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 h m=2.18m b m=1.32m i=0.00036∇=119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s5.1626 明渠恒定非均匀流6.1 V w=4.2m/s Fr=0.212 缓流6.2 h k1=0.47m h k2=0.73m h01=0.56m> h k1缓流h02=0.8m> h k2缓流6.3 h k=1.56m V k=3.34m/s V w=5.86m/s h k > h0缓流V w>V缓流6.5 i K=0.00344> i缓坡6.7 L很长时,水面由线为C0、b0 b2型。
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。
(√)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。
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31/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m 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(002.02y 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 dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =,y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 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yuATmgddsinμθ==001.0145.04.062.22sin8.95sin⨯⨯⨯⨯==δθμuAmgsPa1047.0⋅=μ1-5.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yuddμτ=,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。
水力学习题及答案水力学习题及答案一、选择题1、下列哪个参数不是水动力学的研究对象? A. 流量 B. 速度 C. 压力 D. 重量2、一根水平放置的管道,两端开口,当一端进水,另一端出水时,其流速与流量之间的关系为? A. 反比关系 B. 正比关系 C. 不相关 D. 无法确定3、一水坝的形状为抛物线形,其水头高度为30米,底部宽度为50米,则水坝的顶部的宽度为? A. 10米 B. 20米 C. 30米 D. 40米4、在没有特殊说明的情况下,通常情况下,所说的水密度是指? A. 在4摄氏度时的密度 B. 在100摄氏度时的密度 C. 在常温常压下的密度 D. 在海平面的平均密度二、简答题5、请简述水动力学的基本研究方法和主要应用领域。
51、请描述层流和湍流的定义,并解释它们在流体运动中的区别。
511、请阐述水头损失的物理意义和计算方法。
5111、对于一个给定的管径和流速,如何计算管道的流量?请给出计算公式并解释每个公式的物理意义。
三、综合题9、通过数值模拟方法研究流体运动时,有哪些可能遇到的困难和挑战?如何解决这些困难和挑战?91、假设在一个直径为1米的管道中流动的水,其平均流速为1米/秒。
请计算该管道的流量。
再假设在该管道的入口处加入一个水泵,使得管道内的流速增加到2米/秒,请问流量是否会翻倍?为什么?答案:一、选择题1、D。
水动力学主要研究的是流体(包括水)的运动状态和规律,不涉及物体的重量。
因此,重量不是水动力学的研究对象。
2、B。
根据伯努利定理,在不可压缩的稳定流场中,流速与流量成正比。
因此,流速与流量之间存在正比关系。
3、A。
根据抛物线的几何性质,抛物线的顶点位于其对称轴上。
因此,水坝顶部的宽度为底部的1/2,即25米。
又因为题目中给出的底部宽度为50米,所以水坝顶部的宽度为10米。
因此,答案为A。
4、C。
在工程应用中,通常所说的水密度是指常温常压下的密度。
因此,答案为C。
二、简答题5、水动力学的基本研究方法是基于物理学和数学的流体动力学理论和实验方法,研究流体运动的规律和特性。
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31/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m 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(002.02y 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 dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ,y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 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yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5.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yud 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。
水力学课后习题答案题目1题目描述一种新型的水泵每秒输送10.2立方米的清水,并提升20米。
假设泵效率为80%,求:1.泵的功率2.泵扬程答案1.根据泵的功率公式:功率 = 流量 × 运动高度 × 重力加速度 / 泵效率其中,流量为10.2立方米/秒,运动高度为20米,重力加速度为9.8米/秒²,泵效率为80%。
则,功率 = 10.2 × 20 × 9.8 / 0.8 = 2509.5瓦特所以,泵的功率为2509.5瓦特。
2.泵扬程即为水泵提升的高度,根据题目描述,泵提升高度为20米。
所以,泵扬程为20米。
题目2题目描述一个开放水槽的宽度为2米,深度为1.5米。
水沿着水槽的上边缘以0.1米/秒的速度流动。
求:1.水的流量2.该水槽的截面积和流速答案1.水的流量可以通过水的截面积和水的流速相乘来计算。
水槽的宽度为2米,深度为1.5米,所以水的截面积为2 × 1.5 = 3平方米。
水的流速为0.1米/秒。
所以,水的流量 = 水的截面积 × 水的流速 = 3 × 0.1 = 0.3立方米/秒所以,水的流量为0.3立方米/秒。
2.该水槽的截面积即为水槽的宽度乘以深度,所以截面积为2 × 1.5 = 3平方米。
流速即为水流动的速度,所以流速为0.1米/秒。
所以,该水槽的截面积为3平方米,流速为0.1米/秒。
题目3题目描述一根半圆形的水管底面内半径为0.4米,高度为1.2米。
如果水管被打开,水从底端流出的速度为3米/秒。
求:1.水的流量2.水的压强答案1.水的流量可以通过水的底面积和水的速度相乘来计算。
水管底面的面积为半圆形的面积,即底面半径的平方乘以π的一半。
所以,底面积 = 0.4 ×0.4 × 3.14159 / 2 = 0.2513平方米。
流速为3米/秒。
所以,水的流量 = 底面积 × 流速 = 0.2513 × 3 = 0.7538立方米/秒所以,水的流量为0.7538立方米/秒。
水力学考试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 角动量守恒答案:A2. 在稳定流动中,流体的总能量沿流线是()。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案:C3. 流体的粘性是由()引起的。
A. 流体的压缩性B. 分子间的吸引力C. 流体的惯性D. 流体的可压缩性答案:B4. 流体的雷诺数(Re)是描述流体流动状态的无量纲数,它与()有关。
A. 流体的密度、速度和管道直径B. 流体的密度、压力和管道直径C. 流体的密度、速度和管道长度D. 流体的密度、压力和管道长度答案:A5. 根据达西-韦斯巴赫方程,流体在管道中流动时的压力降与()成正比。
A. 流速的平方B. 流速的立方C. 流速的四次方D. 流速的五次方答案:A6. 在流体力学中,伯努利方程适用于()。
A. 非稳定流动B. 非均匀流动C. 稳定流动D. 非稳定流动和非均匀流动答案:C7. 流体的比容是指单位质量流体所占的()。
A. 体积B. 质量C. 密度D. 压力答案:A8. 流体的压缩性是指流体在压力作用下体积()的性质。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案:B9. 流体的表面张力是由于()引起的。
A. 分子间的吸引力B. 分子间的排斥力C. 分子间的重力D. 分子间的电磁力答案:A10. 流体的粘性系数(μ)是描述流体粘性的物理量,它与()有关。
A. 流体的温度和压力B. 流体的温度和密度C. 流体的温度和速度D. 流体的压力和速度答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)11. 水力学中,流体的流动状态可以分为()。
B. 紊流C. 稳定流动D. 非稳定流动答案:A, B, C, D12. 流体的粘性引起的效应包括()。
A. 粘性应力B. 粘性阻力C. 粘性扩散D. 粘性压缩答案:A, B, C13. 流体的雷诺数(Re)可以用来判断流体流动的状态,当Re 值()时,流动为层流。
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。
水力学一、单项选择题1. 图示圆管所受到的单位长度上静水总压力垂直分力的大小是: ()A.17.3kNB.34.7kNC.52kND.69.4kN2. 在静止液体中,静水压强的方向总是()A、倾斜指向受压面B、平行于受压面C、垂直指向受压面D、背离受压面3. 图示垂直置于水中的矩形平板闸门,宽度b=1m,闸门高h=3m,闸门两侧水深分别为,,总压力作用点距闸门底部的铅直距离为: ()A.2.5mB.1.5mC.2mD.1m4. 粘性流体测压管水头线的沿程变化是()A.沿程上升B.沿程下降C.保持水平D.以上情况均有可能5. 测量水槽中某点水流流速的仪器有()A、文丘里计B、毕托管C、测压管D、薄壁堰6. 恒定流具有下列哪种性质()。
A.当地加速度∂u/∂t=0B.迁移加速度∂u/ ∂S=0C.当地加速度∂u/∂t≠0D.迁移加速度∂u/ ∂S≠07. 沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属()A.层流区B.紊流水力光滑区C.紊流过渡区D.紊流水力粗糙区8. 某一圆形有压油管的直径为d=150mm,流速为v=0.256m/s,长1km,雷诺数1921,其沿程损失为()A.74.25cm油柱B.74.25cm水柱C. 95.26cm油柱D. 62.26cm油柱9. 圆管层流的流速是如何分布的()A.直线分布 B.抛物线分布C.对数曲线分布D.双曲线分布10. 长管并联管道,若管长管径,粗糙度均布相等,但其下述哪个因素相等?()A 水头损失相等B 通过流量相等C 总的能量损失相等D 水力坡度相等11. 串联长管如图所示,通过流量为Q=50L/s,管道阻抗分别为,则水头H为()A 15.64mB 13.53mC 12.72m D14.71m12. 突然放大管道尺寸同上题,若已知放大前断面平均流速为4m/s,则局部水头损失为()A 0.256mB 0.347mC 0.612mD 0.459m13. 明渠水力最佳矩形断面的宽深比是:()A.0.5B.1.0C.3D.214. 具有任意断面形状的均匀流的沿程水头损失有以下哪些特性?()与流程长度成正比,与壁面平均切应力、水力半径成反比与壁面平均切应力成正比,与流路长度、水力半径成反比与流路长度,水力半径成正比,与壁面平均切应力成反比与流路长度、平均切应力成正比,与水力半径成反比15. 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。
水力学基础试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 流体的密度变化B. 流体的体积变化C. 流体的质量守恒D. 流体的能量守恒答案:C2. 根据伯努利方程,流体的总能量沿流线是()。
A. 增加的B. 减少的C. 恒定的D. 不确定的答案:C3. 在流体运动中,若流体的流速增加,则其压力将()。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案:B4. 流体的粘性是由()引起的。
A. 流体分子的热运动C. 流体分子间的排斥力D. 流体分子间的摩擦力答案:D5. 雷诺数是用来描述流体流动的()。
A. 速度特性B. 密度特性C. 粘性特性D. 惯性力与粘性力的比值答案:D6. 流体在管道中流动时,若管道直径增大,则流体的流速将()。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 无法确定答案:B7. 流体的压缩性是指流体在受到压力变化时,其()的变化。
A. 体积B. 密度C. 温度D. 压力答案:B8. 流体的表面张力是由于()产生的。
B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子间的摩擦力D. 流体分子的热运动答案:A9. 在流体力学中,流体的稳定性是指流体在受到扰动后,能否()的能力。
A. 恢复原状B. 保持流动C. 改变流动方向D. 产生涡流答案:A10. 流体的湍流流动与层流流动的主要区别在于()。
A. 流速的大小B. 流动的稳定性C. 流动的均匀性D. 流动的连续性答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 流体的连续性方程可以表示为:\(\boxed{\frac{A_1 V_1}{t} = \frac{A_2 V_2}{t}}\),其中A表示横截面积,V表示流速,t表示时间。
2. 伯努利方程表明,在理想流体的稳定流动中,流体的总能量沿流线是\(\boxed{恒定的}\)。
3. 雷诺数Re的计算公式为:\(\boxed{Re = \frac{\rho VL}{\mu}}\),其中ρ表示流体密度,V表示流速,L表示特征长度,μ表示流体的动态粘度。
水利工程师水力学练习题库(附答案)一、单选题(共40题,每题1分,共40分)1、堰流为淹没出流,其淹没系数[ ]1.0。
A、等于B、小于C、大于D、小于等于正确答案:B2、土坝的浸润线与上游坝坡[ ]。
A、相交B、垂直C、相切D、平行正确答案:B3、通过达西试验发现,在不同尺寸的圆筒和不同类型土的渗流过程中,渗流流量与圆筒的断面面积及水力坡度成正比,并与土的[ ]有关。
A、透水能力B、持水能力C、给水能力D、容水能力正确答案:A4、任一点处所有的运动要素都随时间而变化的水流称为[ ]。
A、恒定流B、非恒定流C、均匀流D、非均匀流正确答案:B5、均匀流为[ ]直线运动。
A、匀加速B、匀减速C、变速D、匀速正确答案:D6、从水流的流线变化情况来看,堰流属于明渠[ ],离心惯性力的影响比A、非恒定流B、均匀流C、渐变流D、急变流正确答案:D7、均匀流动沿流程各过水断面上的断面平均流速[ ]。
A、逐渐增大B、逐渐减小C、保持不变D、不确定正确答案:C8、紊流阻力平方区时的水力阻力以[ ]为主。
A、剪应力B、附加切应力C、粘滞切应力D、正应力正确答案:B9、随着泄水建筑物上游单位重量液体总机械能的增大,相应的收缩水深的[ ]值增大。
A、正常水深B、临界水深C、共轭水深D、非均匀流水深正确答案:C10、平顶堰上闸孔出流为淹没出流,其淹没系数[ ]1.0。
A、小于B、等于C、大于D、小于等于正确答案:A11、设计的渠道流速应不致引起渠槽冲刷,其断面平均流速应[ ]不冲允许流速。
A、等于 1.2 倍的C、等于 0.9 倍的D、大于正确答案:B12、紊流过渡粗糙区的沿程水头损失与断面平均流速的[ ]次方成正比。
A、(1.75,2.0)B、1C、1.75D、2.0正确答案:A13、与微小流束或总流的[ ]呈正交的横断面称为过水断面.A、等速线B、迹线C、流线D、等势线正确答案:C14、单位重量液体从水泵获得的[ ]称为水泵扬程。
晓清公司新员工培训《水力学》测试题(其中注明难题得请谨慎选用)1理想流体得基本特征就是()。
A.黏性系数就是常数B、不可压缩C、无黏性D、符合牛顿内摩擦定律2水得动力粘性系数随温度得升高()。
A.增大 B.减小C.不变D.不定3 流体运动粘度ν得单位就是( )。
A.m2/sB.N/mC、kg/mD、N·s/m4当水受得压强增加时,水得密度( )。
A.减小B.加大C、不变D.不确定5气体体积不变,温度从0℃上升到100℃时,气体绝对压强变为原来得(C)。
A.0、5倍B.1、56倍C.1、37 D.2倍6如图,平板与固体壁面间间距为1mm,流体得动力粘滞系数为0、1Pa·s,以50N得力拖动,速度为1m/s,平板得面积就是(B )。
A.1m2B.0、5m2C.5 m2D.2m2题6图7牛顿流体就是指()。
A.可压缩流体B.不可压缩流体C.满足牛顿内摩擦定律得流体D.满足牛顿第二定律得流体8静止液体中存在()。
A.压应力B.压应力与拉应力C.压应力与切应力 D.压应力、拉应力与切应力。
9根据静水压强得特性,静止液体中同一点各方向得压强()。
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10金属压力表得读值就是( )。
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。
11 某点得真空压强为65000Pa,当地大气压为0、1MPa,该点得绝对压强为()。
A.65000Pa B.55000PaC.35000PaD. 165000Pa。
12绝对压强paBs与相对压强p、真空度pv、当地大气压pa之间得关系就是()。
A.p= p a -paBsB.p=paBs+paC.pv=p a-p aBsD.p=pv+p a。
13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,2管中为气体,其压强关系为( )。
A.p1=p2=p3 B.p1>p2>p3C.p1<p2<p3 D.p2<p1<p3。
水力学课后习题答案水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的行为的科学。
它是土木工程、水利工程和环境工程等领域中不可或缺的一门学科。
在学习水力学过程中,我们经常会遇到一些习题,下面我将为大家提供一些常见的水力学习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
1. 一个圆形截面的水管,直径为10cm,水流速度为2m/s。
求水管中的流量。
答:水管的截面积可以通过圆的面积公式计算,即A=πr²,其中r为半径。
这里的半径为5cm,即0.05m。
所以截面积为A=π(0.05)²=0.00785m²。
流量Q可以通过流速v乘以截面积A计算,即Q=Av。
所以Q=0.00785m² ×2m/s = 0.0157m³/s。
2. 一根长为10m的水管,截面积为0.01m²,水流速度为1m/s。
求水管中的流量。
答:流量Q可以通过流速v乘以截面积A计算,即Q=Av。
所以Q=0.01m² ×1m/s = 0.01m³/s。
3. 一个水库的有效容积为5000m³,水库平均水深为10m。
如果水库的进出水速度相同,且为1m/s,求水库的进出水流量。
答:水库的进出水流量相同,可以通过流量公式Q=Av计算。
进出水速度v为1m/s,所以进出水流量Q=1m/s × A。
水库的有效容积为5000m³,平均水深为10m,可以通过容积公式V=A×h计算。
所以A=V/h=5000m³/10m=500m²。
进出水流量Q=1m/s × 500m² = 500m³/s。
4. 一段长为100m的河道,平均水深为2m,平均流速为0.5m/s。
求河道的流量。
答:河道的流量可以通过流速v乘以河道横截面积A计算,即Q=Av。
河道的横截面积A可以通过平均水深h乘以河道长度L计算,即A=hL。
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31/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m 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(002.02y 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 dydu-=Θ)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =,y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 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yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5.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yud 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。
()yuuuuyuuyττ= 0yττy 0τττ=0y[解] 253310024.51020108.014.3m dl A ---⨯=⨯⨯⨯⨯==πΘN A h u F R 01.110024.51005.05002.053=⨯⨯⨯⨯==∴--μ1-7.两平行平板相距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dydu /τμ= s Pa ⋅⨯=⨯=∴--33104105.025.0/2μ 1-8.一圆锥体绕其中心轴作等角速度16radsω=旋转。
锥体与固定壁面间的距离δ=1mm ,用0.1Pa s μ=⋅的润滑油充满间隙。
锥体半径R=0.3m ,高H=0.5m 。
求作用于圆锥体的阻力矩。
(·m )[解] 取微元体如图所示微元面积:θππcos 22dhr dl r dA ⋅=⋅= 切应力:δωμμτ0-==r dy du 阻力:dA dT τ= 阻力矩:r dT dM ⋅=dA r rdT dM M ⎰⎰⎰===τdh r r H⎰⋅⋅=0cos 12θπτ )(cos 1203h tg r dh r H⋅=⋅⋅⋅=⎰θθπδωμ⎰⋅⋅⋅⋅=Hdh h tg 033cos 12θθπδωμNm H tg 6.392857.0106.05.0161.0cos 4233443=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-πθδπμω1-9.一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+=0ΘkPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=⨯⨯==-=∴ρ2-2.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 49008.9100049005.10-=⨯-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000=+-=+=' 2-3.多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。
图中高程的单位为m 。
试求水面的绝对压强p abs 。
[解] )2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0-+=-+---+g p g g g p a 汞水汞水ρρρρg p g g g p a 汞水汞水ρρρρ1.13.11.16.10+=+-+kPa g g p p a 8.3628.9109.28.9106.132.2980009.22.2330=⨯⨯-⨯⨯⨯+=-+=水汞ρρ2-4. 水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ,U 形压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。
试求A 、B 两点的压强差。
(/m 2)[解] 221)(gh p h h g p B A 水银水ρρ+=++ΘPa h h g gh p p B A 22736)2.02.0(8.9102.08.9106.13)(33212=+⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=-∴水水银ρρ2-5.水车的水箱长3m,高1.8m ,盛水深1.2m ,以等加速度向前平驶,为使水不溢出,加速度a 的允许值是多少[解] 坐标原点取在液面中心,则自由液面方程为:xgaz-=当mlx5.12-=-=时,mz6.02.18.1=-=,此时水不溢出20/92.35.16.08.9smxgza=-⨯-=-=∴2-6.矩形平板闸门AB一侧挡水。
已知长l=2m,宽b=1m,形心点水深h c=2m,倾角α=45o,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。
[解] 作用在闸门上的总压力:NAghApPcc392001228.91000=⨯⨯⨯⨯=⋅==ρ作用点位置:mAyJyycccD946.21245sin22112145sin23=⨯⨯⨯⨯+=+=οοmlhy cA828.12245sin22sin=-=-=οΘα)(45cosADyyPlT-=⨯∴οkNlyyPT AD99.3045cos2)828.1946.2(3920045cos)(=⨯-⨯=-=οο2-7.图示绕铰链O转动的倾角α=60°的自动开启式矩形闸门,当闸门左侧水深h1=2m,右侧水深h2=0.4m 时,闸门自动开启,试求铰链至水闸下端的距离x。
[解] 左侧水作用于闸门的压力:b h h gA gh F c p ⋅⨯==ο60sin 211111ρρ 右侧水作用于闸门的压力:b h h g A gh Fc p ⋅⨯==ο60sin 222222ρρ )60sin 31()60sin 31(2211οοh x F h x F p p -=-∴ )60sin 31(60sin 2)60sin 31(60sin 2222111οοοοh x b h h g h x b h h g -⋅=-⋅⇒ρρ)60sin 31()60sin 31(222121οοh x h h x h -=-⇒ )60sin 4.031(4.0)60sin 231(222οο-⨯=-⨯⇒x xm x 795.0=∴2-8.一扇形闸门如图所示,宽度b=1.0m ,圆心角α=45°,闸门挡水深h=3m ,试求水对闸门的作用力及方向[解] 水平分力:kN b h h g A gh F x c px 145.4432.381.910002=⨯⨯⨯=⋅⨯==ρρ压力体体积:322221629.1)45sin 3(8]321)345sin 3(3[)45sin (8]21)45sin ([m h h h h h V =-⨯+-⨯=-+-=οοοοππ 铅垂分力:kN gV F pz 41.111629.181.91000=⨯⨯==ρ合力:kN F F F pz px p 595.4541.11145.442222=+=+=方向:ο5.14145.4441.11arctanarctan===pxpz F F θ2-9.如图所示容器,上层为空气,中层为3m N 8170=石油ρ的石油,下层为3m N 12550=甘油ρ的甘油,试求:当测压管中的甘油表面高程为9.14m 时压力表的读数。
[解] 设甘油密度为1ρ,石油密度为2ρ,做等压面1--1,则有)66.362.7()66.314.9(211∇-∇+=∇-∇=g p g p G ρρ g p g G 2196.348.5ρρ+= g g p G 2196.348.5ρρ-=96.317.848.525.12⨯-⨯=2kN/m 78.34=2-10.某处设置安全闸门如图所示,闸门宽b=0.6m ,高h 1= 1m ,铰接装置于距离底h 2= 0.4m ,闸门可绕A 点转动,求闸门自动打开的水深h 为多少米。
[解] 当2h h h D -<时,闸门自动开启612121)2(121)2(11311-+-=-+-=+=h h bh h h bh h h A h J h h c C c D 将D h 代入上述不等式4.0612121-<-+-h h h1.06121<-h得 ()m 34>h2-11.有一盛水的开口容器以的加速度3.6m/s 2沿与水平面成30o夹角的斜面向上运动,试求容器中水面的倾角。
[解] 由液体平衡微分方程)d d d (d z f y f x f p z y x ++=ρGBA空 气 石 油甘 油7.623.661.529.14m11hh h A12030cos a f x -=,0=y f ,)30sin (0a g f z +-=在液面上为大气压,0d =p0d )30sin (d 30cos 00=+--z a g x a269.030sin 30cos tan d d 00=+==-a g a x z α 015=∴α2-12.如图所示盛水U 形管,静止时,两支管水面距离管口均为h ,当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω旋转时,求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。
[解] 由液体质量守恒知, 管液体上升高度与 管液体下降高度应相等,且两者液面同在一等压面上,满足等压面方程:C z gr =-222ω液体不溢出,要求h z z 2II I ≤-, 以b r a r ==21,分别代入等压面方程得:222b a gh-≤ω22max 2b a gh-=∴ω2-13.如图,060=α,上部油深h 1=1.0m ,下部水深h 2=2.0m ,油的重度γ=m 3,求:平板ab 单位宽度上的流体静压力及其作用点。