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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。
水力学作业答案(总9页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。
求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。
解：0789.83107.4kPac p p gh ρ=+=+⨯=右（2）107.4980.959m 9.8c a p p h g ρ--=== 盛有同种介质（密度3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。
其他有关数据如图题所示。
问： （1）A 与B 两点之压差为多少？ （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少？解：（1）()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+3A 1132.6kg/m B ρρ==()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-⨯⨯=（2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-⨯⨯-⨯⨯=- 因此A 点存在真空15,20,4s cm h cm h cm===519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。
轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求：（1）两种油的深度1h 及2h 为多少？（2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。
又有125h h +=②解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。
2017年水力学考试模拟试题及答案解析1。
一、选择题（每小题1分，共5分） 1、明渠均匀流可能发生在：（ ）A 、平坡棱柱形渠道；B 、顺坡棱柱形渠道；C 、逆坡棱柱形渠道；D 、都有可能。
2、某水库水深为10m 处的绝对压强为：（ ）A. 10kPa ；B. 98kPa ；C. 147kPa ；D. 196kPa 。
3、在圆管流中，层流的断面流速分布符合：( )A 、均匀规律；B 、直线变化规律；C 、抛物线规律；D 、对数曲线规律。
4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（ ）A. 3(=l ～4）d ，m H 90>；A. B. 3(=l ～4）d ，m H 90<；C. l > (3～4) d ,m H 90>；D. l < (3～4) d ,m H 90<。
5、粘性液体总水头线沿程的变化是：（ ）A. 沿程下降；B. 沿程上升；C. 保持不变；D. 前三种情况都有可能。
1.B2.D3.C4.B5.A二、填空题（每空2分，共12分）1、水力最优矩形断面的宽深比是 ，其水力半径等于 的一半。
2、水的运动粘滞系数随温度的升高而_ _，它的单位是 。
3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而 。
4、明渠均匀流的 和 等物理量沿程不变。
5、在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将 ，临界水深将 。
6、由于薄壁堰具有稳定的 和 关系，一般多用于实验室及小河渠的 测量。
1、 2 ； 水深2、降低；m 2/s 3、减小 4、水深和断面平均速度 5、减小 ； 不变 6、流量 和 水头 ； 流量三、简答题（每小题5分，共18分）１、试分别说明雷诺数Re ，佛汝德数Fr 的物理意义及其在水力学中的主要用途？ （5分）2、什么是水击？减小水击压强的措施有那些？（5分）3、“恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”是如何定义的？ （8分）１、答：（1）雷诺数Re 的物理意义：它表征液流惯性力与粘滞力的对比关系，即Re /v d v =∙。
水力学考试试题(卷)和答案解析(总30页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-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/m2b、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=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为a、 b 、 c 、 d、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=的矩形明渠，通过的流量Q =s，已知渠中某处水深h = ，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（13）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、薄壁堰答案：b（14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为米，则原型中对应点水深为和流量比尺为a、1米，λQ =1000；b、10米，λQ =100；c、1米，λQ =100000；d、10米，λQ=100000。
⽔⼒学练习题及答案⽔⼒学练习题及参考答案⼀、就是⾮题(正确得划“√”,错误得划“×）1、理想液体就就是不考虑粘滞性得实际不存在得理想化得液体。
（√)2、图中矩形⾯板所受静⽔总压⼒得作⽤点与受压⾯得形⼼点O重合。
（×)３、园管中层流得雷诺数必然⼤于３００0。
(×)4、明槽⽔流得急流与缓流就是⽤Fr判别得，当Fr>1为急流。
(√)5、⽔流总就是从压强⼤得地⽅向压强⼩得地⽅流动。
(×）６、⽔流总就是从流速⼤得地⽅向流速⼩得地⽅流动。
(×）6、达西定律适⽤于所有得渗流。
（×)7、闸孔出流得流量与闸前⽔头得1/２次⽅成正⽐。
(√）8、渐变流过⽔断⾯上各点得测压管⽔头都相同。
(√)9、粘滞性就是引起液流运动能量损失得根本原因。
(√）10、直⽴平板静⽔总压⼒得作⽤点就就是平板得形⼼。
(×）11、层流得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、在作⽤⽔头相同得条件下,孔⼝得流量系数⽐等直径得管嘴流量系数⼤。
（×)14、两条明渠得断⾯形状、尺⼨、糙率与通过得流量完全相等,但底坡不同,因此它们得正常⽔深不等。
(√)15、直⽴平板静⽔总压⼒得作⽤点与平板得形⼼不重合。
(√)16、⽔⼒粗糙管道就是表⽰管道得边壁⽐较粗糙。
(×)17、⽔头损失可以区分为沿程⽔头损失与局部⽔头损失。
(√)１8、⽜顿内摩擦定律适⽤于所有得液体。
（×)19、静⽌液体中同⼀点各⽅向得静⽔压强数值相等。
(√）20、明渠过流断⾯上各点得流速都就是相等得。
(×)21、缓坡上可以出现均匀得急流。
(√）２2、静⽌⽔体中，某点得真空压强为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、⽔深相同得静⽌⽔⾯⼀定就是等压⾯。
??（√)２6、恒定流⼀定就是均匀流,层流也⼀定就是均匀流。
水力学考试题及答案一、选择题1、在水力学中，单位质量力是指（答案：c ）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。
2、在平衡液体中，质量力与等压面（答案：d ）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。
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/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案：b4、水力学中的一维流动是指（答案：d ）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。
5、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（答案：b ）a、8；b、4；c、2；d、1。
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答案： ca、层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区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为答案：ca、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m8、在明渠中不可以发生的流动是（答案：c ）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。
9、在缓坡明渠中不可以发生的流动是（答案：b ）。
a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。
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答案：ba、缓流；b、急流；c、临界流；11、闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（答案：d ）成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方12、渗流研究的对象是（答案：a ）的运动规律。
a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。
13、测量水槽中某点水流流速的仪器有答案：ba、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰14、按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为答案：da、1米，λQ =1000；b、10米，λQ =100；c、1米，λQ =100000；d、10米，λQ=100000。
2017年西南大学水力学作业及答案28、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re29、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为本题参考答案：相等30、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为。
本题参考答案：F=ρQβv (方向水平向右)31、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为本题参考答案：32、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是本题参考答案：光滑区→过渡粗糙区→粗糙区33、图示容器内液面压强p0为 P a。
本题参考答案：980034、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为 m3/s。
本题参考答案：0.357135、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布答：均匀36、明渠均匀流的力学特征是本题参考答案：重力沿流程的分量=边壁摩阻力37、简述雷诺数R e、弗劳德数Fr的物理意义。
本题参考答案：是根据管路中沿程水头损失加流速水头与局部水头损失所占的比重分为长管、短管。
（1）长管：水头损失以h f为主，在总损失中所占比重很小，可忽略不计或可按h f的百分数计算的管道。
（2）短管：在总损失中占有一定的比重，计算时不能忽略的管道。
38、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？本题参考答案：连续介质模型：假设液体是一种充满其所占据空间的毫无空隙的连续体。
引入可能性：水力学所研究的，是液体在外力作用下的机械运动，而不研究其微观运动。
在常温下，水相邻分子间的距离与我们所要研究的液流特征尺度相比是极其微小的。
引入必要性：有了连续介质假设，就可以摆脱分子运动的复杂性，在研究液体的宏观运动时，就可以将液体视为均匀的连续体，其每个空间点和每个时刻都有确定的物理量，且都是空间和时间坐标的连续函数。
第一章 绪论答案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 dy du -=)(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y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 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 ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[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。
水力学一.单选题（共17题,27.2分）1曲面绕流边界层分离只可能发生在( )A减速减压区B减速增压区C增速减压区D增速增压区正确答案：B2输油管道直径为0.1m,流动为层流状态,实测管轴流速0.8m/s,通过的流量为( )A0.314L/sB0.628L/sC3.14L/sD6.28L/s7、如图所示,用U 形水银压差计测量水管A、B 两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB 为( A )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa正确答案：D3气体与液体的粘度随着温度的升高分别A增大、减小B减小、减小C减小、增大D增大、增大正确答案：A4圆管流动中,临界雷诺数的数值为( )A1B575C2300D4000正确答案：C5相对压强的起算基准是A绝对真空B当地大气压C1个标准大气压D液面压强正确答案：B6在液体中的潜体所受的浮力大小A与潜体密度成正比B与液体密度成正比C与潜体深度成正比D与液体密度成反比正确答案：B7紊流流速和层流流速的区别A紊流流速>层流流速B流道截面大的为湍流,截面小的为层流C层流的雷诺数<紊流的雷诺数D层流无径向脉动,而紊流有径向脉动正确答案：D8实际液体的水力坡度J 为( )AJ<0BJ=0CJ>0DJ=Jp正确答案：C9雷诺数代表的是( )之比A惯性力与压力B惯性力与重力C惯性力与表面张力D惯性力与粘性力正确答案：D10流线与流线通常情况下A能相交也能相切B仅能相交不能相切C仅能相切不能相交D既不能相交也不能相切正确答案：C11理想流体总水头线沿程的变化趋势是A沿程下降B沿程上升C保持水平D前三种情况都有可能正确答案：A12一维流体中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件是A理想流体B粘性流体C可压缩流体D不可压缩流体正确答案：D13有一圆柱水桶,顶部和底部用环箍紧,水桶半径为15cm,高40cm,桶内盛满密度为600Kg/m3液体,桶顶箍所受到的张力为x,底箍所受到的张力为y,x与y的比为A1B2C1.5D0.5正确答案：D14作用在流体的质量力包括A压力B摩擦力C惯性力D表面张力正确答案：C15下面的流动中哪个是恒定非均匀流?A湖中绕等速行驶的船只的水流B水位不平稳时绕过桥墩的水流C水箱水位下降过程中流经长直管道的水流D水箱水位稳定时流经渐打管的水流正确答案：D16金属压力表的读数是A相对压强B绝对压强C当地大气压D真空度正确答案：A17水平圆管均匀流的过流断面上,动压强的分布为( )A均匀分布B线性分布C抛物线分布D对数曲线分布正确答案：C二.填空题（共11题,17.6分）1液体的自由表面就是一个____。
[0744]《水力学》课程类型：专业选修课考试方式：大作业单项选择题1、流线和迹线重合的条件为（）。
1.F. 非恒定均匀流2.恒定流3.非恒定流4.缓流2、相对压强是指该点的绝对气压与_______ 的差值。
（）1.真空压强；2.当地大气压；3.标准大气压；4.工程大气压。
3、S2 型水面曲线是发生在 ( )1.陡坡渠道中的急流2.缓坡渠道中的缓流3.陡坡渠道中的缓流4.缓坡渠道中的急流4、流体运动的连续性方程是根据（）原理导出的。
1.能量守恒2.力的平衡3.动量守恒4.质量守恒5、在明渠渐变流中 ( )1.总水头线一定平行于底坡线2.测压管水头线与自由水面一致3.总水头线与自由水面相重合4.水面线与底坡线平行6、共轭水深是指（ ）1.临界水深2. 溢流坝下游水流收缩断面水深3.水跃的跃前水深与跃后水深4.均匀流水深7、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系统α等于（ ）1. 22. 20003. 34.18、在平衡液体中，质量力与等压面1. 平行 ；2. 正交。
3. 无法判断4.重合；9、压力中心是 ( )1.压力体的中心2.淹没面积的中心3.总压力的作用点4.受压面的形心10、连续介质假设认为流体（）连续。
1.在微观上2.原子间3.分子间4.在宏观上11、液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。
1.任意曲面2.斜平面3.水平面4.旋转抛物面12、总流伯努利方程适用于（）。
1.恒定流2. 非恒定流3.可压缩流体 4.以上都不对13、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( )1. 均匀流和非均匀流2. 急流和缓流3. 恒定流和非恒定流4.层流和紊流14、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （ ）1. 二次方关系2. 一次方关系3. 次方关系4.～次方关系15、当从孔口流出的水股被另一部分流体所淹没时，称为——————。
1.孔口淹没出流2.管嘴非恒定出流3.孔口非恒定出流4.自由出流16、在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量（）1.大2.小3.相等4.不定17、管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向（）1.增大2.减小3.不变4.不定18、在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线（）2. 相交3.相切 4.平行19、已知水流的沿程水力摩擦系数l 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ ）1. 层流区2.紊流光滑区 3. 紊流过渡粗糙区 4.紊流粗糙区20、明渠水力最优断面的水力半径R （ ）1. 等于水深的一半；2. 等于底宽的一半；3. 等于水面宽度的一半；4.等于湿周的一半。
水力学一.单选题（共17题,27.2分）1曲面绕流边界层分离只可能发生在( )A减速减压区B减速增压区C增速减压区D增速增压区正确答案：B2输油管道直径为0.1m,流动为层流状态,实测管轴流速0.8m/s,通过的流量为( )A0.314L/sB0.628L/sC3.14L/sD6.28L/s7、如图所示,用U 形水银压差计测量水管A、B 两点的压强差,水银面高差hp=10cm,pA-pB 为( A )A.13.33kPaB.12.35kPaC.9.8kPaD.6.4kPa正确答案：D3气体与液体的粘度随着温度的升高分别A增大、减小B减小、减小C减小、增大D增大、增大正确答案：A4圆管流动中,临界雷诺数的数值为( )A1B575C2300D4000正确答案：C5相对压强的起算基准是A绝对真空B当地大气压C1个标准大气压D液面压强正确答案：B6在液体中的潜体所受的浮力大小A与潜体密度成正比B与液体密度成正比C与潜体深度成正比D与液体密度成反比正确答案：B7紊流流速和层流流速的区别A紊流流速>层流流速B流道截面大的为湍流,截面小的为层流C层流的雷诺数<紊流的雷诺数D层流无径向脉动,而紊流有径向脉动正确答案：D8实际液体的水力坡度J 为( )AJ<0BJ=0CJ>0DJ=Jp正确答案：C9雷诺数代表的是( )之比A惯性力与压力B惯性力与重力C惯性力与表面张力D惯性力与粘性力正确答案：D10流线与流线通常情况下A能相交也能相切B仅能相交不能相切C仅能相切不能相交D既不能相交也不能相切正确答案：C11理想流体总水头线沿程的变化趋势是A沿程下降B沿程上升C保持水平D前三种情况都有可能正确答案：A12一维流体中,“截面积大处速度小,截面积小处速度大”成立的条件是A理想流体B粘性流体C可压缩流体D不可压缩流体正确答案：D13有一圆柱水桶,顶部和底部用环箍紧,水桶半径为15cm,高40cm,桶内盛满密度为600Kg/m3液体,桶顶箍所受到的张力为x,底箍所受到的张力为y,x与y的比为A1B2C1.5D0.5正确答案：D14作用在流体的质量力包括A压力B摩擦力C惯性力D表面张力正确答案：C15下面的流动中哪个是恒定非均匀流?A湖中绕等速行驶的船只的水流B水位不平稳时绕过桥墩的水流C水箱水位下降过程中流经长直管道的水流D水箱水位稳定时流经渐打管的水流正确答案：D16金属压力表的读数是A相对压强B绝对压强C当地大气压D真空度正确答案：A17水平圆管均匀流的过流断面上,动压强的分布为( )A均匀分布B线性分布C抛物线分布D对数曲线分布正确答案：C二.填空题（共11题,17.6分）1液体的自由表面就是一个____。
第一章 绪论答案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 dy du -=)(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y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 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 ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[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 绪论答案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 dy du -=)(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y u AT mg d d sin μθ== 001.0145.05.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg =s Pa 08376.0⋅ 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 ud d μτ=，定性绘出切应力沿y[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。
2017年西南大学水力学作业及答案
28、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为
λ＝64/Re
29、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位
于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断
面形心点压强p
1的关系为
本题参考答案：
相等
30、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F
为。
本题参考答案：
F=ρQβv (方向水平向右)
31、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为
本题参考答案：
32、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是
本题参考答案：
光滑区→过渡粗糙区→粗糙区
33、图示容器内液面压强p0为 P a。
本题参考答案：
9800
34、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为 m3/s。
本题参考答案：
0.3571
35、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布
答：均匀
36、明渠均匀流的力学特征是
本题参考答案：
重力沿流程的分量=边壁摩阻力
37、简述雷诺数R e、弗劳德数Fr的物理意义。
本题参考答案：
是根据管路中沿程水头损失加流速水头与局部水头损失所占的比重分为长管、短管。
（1）长管：水头损失以h f为主，在总损失中所占比重很小，
可忽略不计或可按h f的百分数计算的管道。
（2）短管：在总损失中占有一定的比重，计算时不能忽略的管道。
38、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？
本题参考答案：
连续介质模型：假设液体是一种充满其所占据空间的毫无空隙的连续体。
引入可能性：水力学所研究的，是液体在外力作用下的机械运动，而不研究其微观运动。
在常温下，水相邻分子间的距离与我们所要研究的液流特征尺度相比是极其微小的。
引入必要性：有了连续介质假设，就可以摆脱分子运动的复杂性，在研究液体的宏观运动时，就可以将液体视为均匀的连续体，其每个空间点和每个时刻都有确定的物理量，且都是空间和时间坐标的连续函数。
这样，我们就可以运用连续函数的方法来分析液体的平衡和运动的规律。
39、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。
答：
通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区
λ=f1（Re）；过渡区λ=f2（Re，△/R）；粗糙区λ=f3(△/R)，紊流粗糙区又称为阻力平方区。
40、流线和迹线的区别和联系是什么？
本题参考答案：
1）区别：迹线是单个液体质点在某一时段内不同时刻的流动轨迹线；流线是同一瞬时由连续的一系列液体质点所构成的流动方向线。
（2）联系：恒定流时，流线与迹线重合。
41、简述过水断面上单位重量流体的平均总机械能E（断面总能）与断面比能e的区别与联系
本题参考答案：
（1）基准面不同
断面总能E：是以某一个水平面为基准面计算的单位重量液体所具有的机械能，水平面可任取，但同一题目必须是同一基准面；
断面比能e：是以断面最低点所在的水平面为基准面计算的单位重量液体所具有的机械能，水平面不能任意选取，且一般情况下同一题目不同的过水断面基准面不同。
（2）沿流程变化率不同E沿流程总是减小，即恒小于零；
e则可以沿流程上升、下降或不变，即可>0，<0，=0。
42、简述明渠均匀流的形成条件和特征。
本题参考答案：
答：明渠均匀流的形成条件：根本（力学）条件：重力沿流向的分量=边壁摩阻力（）
具体条件：1. 水流应为恒定流；
2. 流量沿程不变；
3.渠道必须是长而直的棱柱形顺坡渠道；
4. 糙率n沿程不变；
5.渠道中无建筑物的局部干扰。
明渠均匀流的水力特征为：1. 等深流动：h1=h2=h；
2. 等速流动：V1=V2=V；
3. 总水头线 // 水面线 // 渠底线，J=Jp=i。
43、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？
本题参考答案：
这种说法错误的。
均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。
当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。
解：（1）判别流态，将油量Q换成体积流量Q
（2）由层流的性质可知：
（3）
解：
（1）判别流态
∵
∴，属于紊流（2）要使管内液体层流运动，则需
即
解：
代入
沿轴向写动量方程：
每个螺栓受力
解：（1）以水箱地面为基准，对自由液面1—1断面和虹吸管下端出口处2—2断面建立伯努利方程，忽略水头损失，则
其中则
管内体积流量：
（2）以管口2—2断面为基准，对自由液面1—1断面即管内最高点S点为中心断面，列伯努利方程，忽略水头损
失，则
其中
即
故S点的真空压强
（3）当h不变时，S点a增大时，当S点压强等于水的
气化压强时，此时S点发生水的汽化，管内的流动即终止。
查相关表可知，在常温下（15摄氏度）水的汽化压强为1697Pa（绝对压强），以管口2—2断面为基准，列S 点位中心的断面及断面2—2的伯努利方程（忽略水头损失）
其中
即
伯努利方程中两边的压强性质要相同，由于Ps为绝对压强，因此出口处也为绝对压力。
解：∵
∴
解：木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑
解：（1）计算临界水深，判断收缩断面和下游水流流态，
因为收缩断面水深为急流，下游水深
为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。
（2）计算收缩断面处水深的共轭水深
因为，该水跃为远驱水跃。
（3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。
估算消力池深d，取水跃淹没系数
则池深约为
解：∵
∴
52、有一倾斜放置的渐粗管如图所示，A-A与B-B两过水断面形心点的高差为1.0m。
断面A-A管径da=200mm，形心点压强Pa=68.5kpa。
断面B-B管径db=300mm,形心点压强pb=58kpa,断面平均流速Vb=1.5m/s，试求（1）管中水流的方向。
（2）两端面之间的能量损失。
（3）通过管道的流量。
解：（1）
得
所以水流从A—A断面流向B—B断面
（2）
（3）
解：一次扩大时的局部水头流失为：
分两次扩大时的总局部水头流失为：
在v1、v2已确定的条件下，求产生最小h m2的v值：
即当时，局部水头损失最小，此时水头损失为：
由此可见，分两次扩大可减少一半的局部水头损失。
解：（1）求流量。
以通过上游渠底的水平面为基准面，在坎底上下游渐变流段，选取1—1断面，2—2断面，列伯努
利方程：
在明渠流动中，根据渐变流的特性，过水断面上各点的总
测压管水头都相等。
但是，将计算点选取在水面上，其压强P=0（以相对压强计），取动能修正系数
，列伯努利方程简化为
由连续方程，
代入上式
求得
流量
（2）求水流对坎底的冲击力。
取过水断面1—1，断面2—2，水流表面及壁面所围成的空间为控制体，选直角坐标系xOy，令Ox轴方向与流动方向一致，列Ox方向的动量方程
作用在控制体内水流上的力有
R'为坎底对水流的作用力，假设此力沿Ox轴方向，是待求量将各量带入动量方程得：
水流对坎底的冲击力R与R'大小相等，方向相反。
解：
（1）t=10℃时，符合舍维列夫公式条件，因v＞1.2m/s，故由式（5—39）有
（2）t=15℃时，由式（1—7）得
由表5—1查得当量粗糙高度Δ=1.3mm，则由式（5—41）得，
解：左侧水作用于闸门的压力：
右侧水作用于闸门的压力：
∴
⇒
∴x=0.795m
解：因为
所以在管壁处：
r=0.05m处：
水头损失：
解：设甘油密度为ρ1，石油密度为ρ2，做等压面1—1，则有
解：对断面1—1和断面2—2应用伯努利方程，
设断面2—2与右边水银面高差为L，则
整理得：
利用连续性方程，则
V2=2.2231m/s
从本题看出，用文丘里流量计测量管道流量时，Q的一般计算式为
如果用U型水银压差计测量水压，则Q的计算式为
值得注意的是，文丘里流量计无论是水平，倾斜或者竖直放置，其计算公式都是一样的。
解：作用在闸门上的总压力：
作用点位置：
∵
∴
解：水平分力：
压力体体积：
铅锤分力：
合力：
方向
解：∵
∴
假定流动方向为1→2，则根据伯努利方程
其中，取
∴
故假设不成立，流动方向为2→1。
由
得
解：∵
∴
假定流动方向为A→B，则根据伯努利方程
其中，取
∴
故假设成立。
解：取微元体
微元面积：
切应力：
阻力：
阻力矩：
解：
∵∴
当h=0.5m，y=0时，
1、答：
2、答：
3、答：
4、答：
答：
3、答：
4、答：
69题：
答：
答：
答：。
