水力学第二章3

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。

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m2/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=3×10-6m2/s，密度ρ=800kg/m3，其动力粘度μ为( B )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s第二题、判断题1.重度与容重是同一概念。

（√）2.液体的密度ρ和重度γ不随温度变化。

（×）3.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

（×）4.黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。

（√）5.水的粘性系数随温度升高而减小。

（√）7.一般情况下认为液体不可压缩。

（√）8.液体的内摩擦力与液体的速度成正比。

（×）9.水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。

（×）10.静止液体有粘滞性，所以有水头损失。

（×）12.表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。

（√）13.摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。

绪论1、密度是指单位体积液体所含有的质量 量纲为[M/L3]，单位为kg/m32、容重是指单位体积液体所含有的重量 量纲为[F/L3]，单位为N/m3一般取ρ水=1000 kg/m3，γ水=9800N/m3=9.8kN/m3第一章 水静力学1、静水压强的特性：①静水压强垂直指向受压面②作用于同一点上各方向的 静水压强的大小相等2、3、绝对压强——以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强，用p ′表示（绝对压强恒为正值）相对压强——以当地大气压作为零点计量的压强，用p 表示。

（相对压强可正可负） 4、真空——当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强pa ， 即其相对压强为负值时，称为水力意义上的“真空”真空值（或真空压强）——指绝对压强小于大气压强的数值，用pk 来表示 5、压强的单位：1个工程大气压=98kN/㎡ =10m 水柱压=735mm 水银柱压6、压强的测量①测压管②U 形水银测压计③差压计7、静水压强分布图的绘制规则：1.按一定比例，用线段长度代表该点静水压强的大小 2.用箭头表示静水压强的方向,并与作用面垂直 8、平面的静水总压力的计算 ①图解法②解析法9、作用于曲面上的静水总压力（投影） 第二章 液体运动的流束理论1、迹线——某液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所连成的线。

流线——是指某一瞬时，在流场中绘出的一条光滑曲线，其上所有各点的速度向量都与该曲线相切。

/流管——由流线构成的一个封闭的管状曲面 微小流束——充满以流管为边界的一束液流总流——在一定边界内具有一定大小尺寸的实际流动的水流，它是由无数多个微小流束组成2、水流的分类（1）按运动要素是否随时间变化①恒定流——运动要素不随时间变化②非恒定流——运动要素随时间变化（2）按同一流线上各质点的流速矢是否沿流程变化①均匀流——同一流线上流速矢沿流程不发生变化②非均匀流 a 、渐变流b 、急变流 3、均匀流的重要特性（1）过水断面为平面，且过水断面的形状和尺寸沿程不变(2) 同一流线上不同点的流速应相等，从而各过水断面上的流速分布相同，断面平均流速相等(3) 均匀流（包括非均匀的渐变流）过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律p z C gρ+=0p p ghρ=+相同，即在同一过水断面上各点的测压管水头为一常数推论：均匀流（包括非均匀的渐变流）过水断面上动水总压力的计算方法与静水总压力的计算方法相同。

(完整)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=C2.2。

此时的A₁υ₁=A₂υ₂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：Ζ₁＋Ρ₁/ρg＋α₁（μ₁）²/2g=Ζ₂＋Ρ₂/ρg＋α₂（μ₂)²/2g＋hw’。

Ζ₁：位置水头;Ρ₁/ρg：压强水头;（μ₁）²/2g：流速水头；Ζ₂：单位位能；Ρ₂/ρg：单位压能；（μ₂）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H₁和H₂，则：H₁=H₂+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：Ζ₁＋Ρ₁/ρg＋α₁（μ₁）²/2g=Ζ₂＋Ρ₂/ρg＋α₂（μ₂）²/2g＋hw’,及连续方程：A ₁υ₁=A₂υ₂。

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（Β₂υ₂-Β₁υ₁)，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。

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.A4.A.C.6.A.B.7.AC8.-9Pa·5Pa·1.2.3.4.5.7.一般情况下认为液体不可压缩。

（√）8.液体的内摩擦力与液体的速度成正比。

（×）9.水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。

（×）10.静止液体有粘滞性，所以有水头损失。

（×）12.表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。

（√）13.摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。

（×）第三题、填空题2.水力学中，连续介质模型是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。

3.在水力学中常常出现的液体主要物理性质有重度和粘性，在某些情况下还要涉及液体的压缩性、表面张力和汽化压强等。

5.理想液体与实际液体的主要区别是：是否存在液体的粘滞性。

6.牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体、层流运动。

7.内摩擦力与液体的性质有关，并与速度梯度和接触面积成正比，而与接触面上的正压力无关。

8.流体受力按照表现形式，分为表面力和质量力。

第四题、名词解释2.连续介质模型：只研究液体在外力作用下的机械运动(宏观特性)，不研究液体内部的分子运动(微观运动特性)3.4.5.6. 8. 9. 1.为了简化2.造成3.文字描述牛顿内摩擦定律。

答：流体的内摩擦力与其速度梯度dudy 成正比，与液层的接触面积A 成正比，与流体的性质有关，而与接触面积的压力无关即du F Adyμ=。

第六题、计算题1.容积为10m 3的水，当压强增加了10个大气压时容积减少10升，试求该水体的体积弹性系数K 。

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m2/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=3×10-6m2/s，密度ρ=800kg/m3，其动力粘度μ为( B )第二题、判断题1.重度与容重是同一概念。

（√）2.液体的密度ρ和重度γ不随温度变化。

（×）3.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

（×）4.黏滞力随相对运动的产生而产生，消失而消失。

（√）5.水的粘性系数随温度升高而减小。

（√）7.一般情况下认为液体不可压缩。

（√）8.液体的内摩擦力与液体的速度成正比。

（×）9.水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。

（×）10.静止液体有粘滞性，所以有水头损失。

（×）12.表面张力不在液体的内部存在，只存在于液体表面。

（√）13.摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。

（×）第三题、填空题2.水力学中，连续介质模型是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。

3.在水力学中常常出现的液体主要物理性质有重度和粘性，在某些情况下还要涉及液体的压缩性、表面张力和汽化压强等。

、什么叫水力学2、水力学的基本原理和计算方法是否只适用于水3、水利工程中经常遇到的水力学问题有哪些4、为什么说水力学是水利类各专业一门重要的技术基础课5、水力学的发展简史主要经历可那几个阶段6、水力学的正确研究方法是什么7、水力学中实验观测方法主要有哪三个方面8、近代水力学的系统理论是怎样建立的9、水力学中液体的基本特征是什么10、引入连续介质假定的意义是什么11、液体质点有何特点12、为什么说研究液体的物理性质是研究液体机械运动的出发点13、密度是如何定义的它随温度和压强如何变化14、容重是如何定义的它随哪些因素变化15、比重的概念16、密度和容重之间有何关系17、水力学中，水的密度、容重计算值是如何确定的18、何谓液体的粘滞性其主要成因是什么它对液体的运动有何意义19、牛顿内摩擦定律的内容是什么20、空气与水的动力粘滞系数随温度的变化规律是否相同试解释原因。

21、试证明粘滞切应力与剪切变形角速度成正比22、何谓牛顿流体非牛顿流体包括那几类23、表面张力的概念其产生的原因是什么24、为什么较细的玻璃管中的水面呈凹面，而水银则呈凸面并且水会形成毛管上升，而水银则是毛管下降25、试证明每增加一个大气压，水的体积只缩小二万分之一26、理想液体和实际液体有何区别27、静止液体是否具有粘滞性28、液体内摩擦力与固体内摩擦力在性质上有何区别29、运动液体与固体边界之间存在摩擦吗30、作用于液体上的力按表现形式可以分为几类各是什么按物理性质又可分为哪些第一章水静力学1、水静力学的任务是什么2、为什么可以应用理论力学中的刚体平衡规律来研究水静力学3、研究水静力学的目的有哪些4、静水压力的特性是什么试加以证明。

5、液体静力学基本方程的推导及各种表达形式的意义6、什么是等压面重力作用下等压面必须具备的充要条件是什么7、什么是绝对压强、相对压强、真空及真空度8、Cpz=+γ中的p是绝对压强还是相对压强9、常用的压强量测仪器有哪些10、压强的表示方法有几种其换算关系怎样11、从能量观点说明Cpz=+γ的意义12、绘制压强分布图的理论依据及其绘制原则是什么13、压强分布图的斜率等于什么什么情况下压强分布图为矩形14、作用于平面上静水总压力的求解方法有哪些各适用于什么情况15、怎样确定平面静水总压力的大小、方向及作用点16、在什么情况下，压力中心与受压面形心重合17、压力体由哪几部分组成压力体内有水还是无水，对静水总压力沿铅垂方向分力的大小和方向有何影响18、曲面静水总压力的大小、方向、作用点如何确定19、二向曲面静水总压力的计算方法如何推广的空间曲面20、水静力学的全部内容对理想液体和实际液体都适用吗第二章液体运动的流束理论1、简述拉格朗日法和欧拉法的基本内容2、拉格朗日变数和欧拉变数各指什么3、何谓恒定流与非恒定流举例说明。

水力学赵振兴第三版第二章
引言
水力学是研究水和其他液体的运动规律及其应用的学科。

在人类生产和生活活动中，水力学有着广泛的应用。

水力学赵振兴第三版第二章主要介绍了水力学的基本原理和基础知识，为后续章节的学习奠定了基础。

水力学的研究对象和任务
水力学的研究对象是液体，特别是水和其他常见液体的运动规律。

其任务是通过实验和理论分析，研究液体运动的规律，建立数学模型，为解决实际问题提供理论基础和计算方法。

水力学的基本原理
水力学的基本原理包括流体静力学、流体动力学、边界层理论等。

这些原理是研究液体运动的基础，为解决实际问题提供了重要的理论基础。

水的循环与转化
水在自然界的循环与转化是一个复杂的过程。

太阳辐射能驱动着地球表面的水循环，使水在不同的形态之间不断转化。

水循环对地球的气候、生态系统和人类生活等方面都有重要影响。

水力学的应用
水力学在水利工程、环境工程、土木工程等领域有着广泛的应用。

例如，在水利工程中，水力学可用于研究水库、水电站等水利设施的设计和运行；在环境工程中，水力学可用于研究水污染控制和治理等方面的技术问题；在土木工程中，水力学可用于研究建筑物的抗水灾设计等方面的问题。

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