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《水力学》 李炜 徐孝平 主编 2000年6月武汉水利电力大学出版社 共12章 全部习题的解答第一章1-1 解:,103003.133m kg g ==ρ比重3094.10,03.1m kN s ==γ1-2 解:sm m S N g m kg m N g /10003.19789/10002.18.9,88.9988.9/9789262332--⨯=⋅⨯⨯=⋅=====γμρμνγρ以上为水，以下为空气254/10089.18.91015.082.11m S N g ⋅⨯=⨯⨯===--νγρνμ1-3 解:Pa vd Kdp 791019.2%)1(1019.2⨯=-⨯⨯-=-=ν1-4 解:①用工程单位制：)/(18.698.9/678)/(67810/678.04233m kgfs g m kgf v G ======-γργ②用国单位制：（SI 制）：)(678)(4.66448.933m kg g m N kgf N ===⨯=γργγ1-5 解:流速梯度)s 1(1075.3104.05.1u dy du 33⨯=⨯=δ=- 切应力Pa 1075.31075.31.0u23⨯=⨯⨯=δμ=τ 活塞所受的摩擦阻力N dl A F 38.2616.014.014.31075.32=⨯⨯⨯⨯===τπτ 1-6解:作用在侧壁上粘性切力产生的力矩SPa 072.03.68905.43.68M 3.68)003.02.01(104.02.014.32)1r (h r 2r dy du A M 22⋅===μ∴μ=+⨯μ⨯⨯⨯⨯=+δμωπ=⋅μ=1-7解:设;2c By Ay u ++=①根据实际流体的无滑移现象，当y=0时u=0 0=∴C （第三个常数项为零）;②∵y=0.04m 时，u=1m/s则有 1=A ×0.042+B ×0.04; ③E 点的流体切应力为零，有02=+=B Ay dydu，则由联立方程求得⎩⎨⎧=+=+008.0104.00016.0B A B A 解得：⎩⎨⎧=-=50625B A2(1000100.16⨯⨯⨯=⋅⋅==-dydu dy du ρυμτAy+B ）=1×10-3（-1250y+50） 当y=0处，τ=5×10-2 Pa 当y=0.02处，τ=2.5×10-2 Pa 当y=0.04处，τ=0 Pa1-8解:离心力（惯性离心力）rr m r u m F C =⋅==222ω以题1-8图（p.14）表示的应力θ角是x 则有重力方向的质量力;g f z -=水平方向质量力分别为：;cos 2θωr f x = f2-1解：设加水后左边水银面下降Δh①设容器空着时,左边水注为h, 则有水银水银h h γγ=h=13.6×0.6×sin30°=4.08(m) ②容器充满水后()()[h ︒∆+=∆++30sin h 0.608.40.3?水银γγ 7.08+Δh=13.6 (0.3+1.5Δh) Δh=0.155(m)读数l =0.6+0.155+0.155/sin30°=1.065(m) 2-2解：a A B kp h s h s h h p p 412.973.08.09.015.08.98.0)15.030.0(8.998)(112221=⨯⨯+⨯⨯++-=+++-=γγγ 2-3解：)(126)(26.18.06.1322.058.98.08.98.0)2025(8.96.1322.011cm m h h ==⨯-=⨯=⨯⨯-+⨯⨯-得由)(8.600)(008.6526.18.08.9)1520(8.926.18.98.022cm m h h ==+⨯==-⨯+⨯⨯由)(9.80)(809.08.96.13)1015008.6(8.9cm m h h ==⨯=-+⨯由2-4解：2211''h h γγγγγγ-=- 212211'h h h h ++=γγγ 2-5解：设大气压强为10m 水柱相对压强)(1960098002a A p p -=⨯-= )(2450098005.2a B p p =⨯= )(2940098003a o p p -=⨯-= 绝对压强)(7840098008a A p p =⨯=绝)(12250098005.12aB p p =⨯=绝 )(6360098007a o p p =⨯=绝 m y 3=2-6解：g h H H h g )12水空气煤气水（）（ρρρρ+=+)/(53.0201.0115.0100028.1312m kg H h h =-⨯-=--=水空气煤气ρρρ 2-7解：)(796.362)9.22.26.13(8.998)6.13.1(8.9)1.11.1(8.96.1398))1321234a a kp h H h h h h h h p p =-⨯⨯+=+-+⨯+=-+---+-+=（（水水银γγ2-8解：设A 杯水位下降ΔH ，则B 杯水位上升ΔH ，ΔH =1005052212h h h dd =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 2211gH gH ρρ=)()(222111h H H g p h H H g p -∆++=-∆-+ρρ)(6.156)()(212121a p gh H g p p p =-+∆+=-=∆ρρρρ 2-9解：（1）)(523121m h h z A =+=+= )(321m h z B == 水柱）m p A (310)17.0(1-=⨯-=γ水柱）m p B (1231-=+-=γ水柱）（m P z A A 2351=-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+γ水柱）（m P z B B 2131=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γ (2))(212m h z A ==01=B z水柱）m p A (31-=γ 水柱）m p B (11-=γ水柱）m (1P z P z 2B B 2A A -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γγ 图略。
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。
(E线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。
在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。
各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。
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。
a 、b 、c ,其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是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V 2、V 3 的关系为 ______________________________________________________________________________________ 。
12、 对于有压管流岀口为自由岀流时， 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 V 2=0,测压管水头线终点在 ________________________________________________ ，若V 2工0,测压 管水头线应 ____________________________________________________________________________________________ 下游水面。
13、 定性绘岀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。
第八早恒定管流3、4、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。
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。
(E线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。
在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。
各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。
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。
a 、b 、c ,其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 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V 2、V 3 的关系为 _____________________________________________________________________ 。
12、 对于有压管流岀口为自由岀流时， 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 V 2=0,测压管水头线终点在 __________________________________ ，若V 2工0,测压 管水头线应 ___________________________________________________________________________ 下游水面。
13、 定性绘岀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。
第八早恒定管流3、4、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 fi ,管2的沿程水头损失为h f2。
则h fi 与h f2 的关系为(1)h fi > h f2 ；(2) h fi < h f2(3)h fi = h f2)(4)无法确定。
报考硕士研究生《水力学》课程考试复习要点一、主要参考书目%1吴持恭主编《水力学》，北京，高教出版社%1吕宏兴、裴国霞、杨玲霞主编《水力学》，北京，中国农业出版社，2002.二、复习提纲—绪论水力学的定义；液体的主要物理力学性质；牛顿内摩擦定律；连续介质与理想流体；作用于流体上的两类力：质量力与表面力。
重点：液体的主要物理力学性质，液体粘性产生原因及作用。
二水静力学静水压强及其特性；重力作用下的静压基本方程；水静力学基本方程的几何意义与能昂:意义；静压的度量与昂:测；静水压强分布图；平面壁静水总压力；曲血壁静水总压力。
要求理解静压特性，了解静水压强公式的意义；掌握静压的度量与计算，会画压强分布图和压力体图,熟练掌握平面与曲面力的静水总压力计算,会确定总压力的位置。
本章重点是 1 •点压强的确定与边壁总压力的计算。
2.真空的概念与作用。
3.压强分布图与压力体图的绘制，压力体图应注明力的方向。
三水动力学基础水流运动的要素；水流运动的分类；总流连续方程；元流与总流能量方程及其应用；总流动量方程及其应用。
要求：了解流线、微小流束、总流、流量、断面平均流速、水力半径等更要基本概念；了解各种流动的基本特征及相互联系；熟练掌握连续方程、能量方程、动量方程并能应用解决实际工程问题。
理解测压管水头线、总水头线、水力坡度的概念以及测压管水头、流速水头、总水头三者间的关系。
知道相对运动水流能量特点。
1.连续方程、能量方程、动量方程是对各种水流问题分析、计算的基础，是本章重点。
2.应反复说明、强调能量方程应用的方法、适用条件与范围。
3.动量方程应讲清方程的矢量:性，应用时注意隔离体的选定与矢昂:投影关系。
四液流型态与水头损失实际流动的两种流态：层流与紊流的特点及判别；水流阻力与水头损失的分类; 沿程水头损失的确定：沿程阻力系数的变化规律及确定，沿程水头损失计算的经验公式；局部水头损失的特点及确定。
要求:理解层流与紊流的特点,紊流的产生原因，理解沿程阻力系数在不同流区的变化特点，理解水头损失产生原因。
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 1.0cm ，质量 m=5kg ，沿着涂有厚度δ=1.0mm 油的斜面向下作等速运动， 其速度u =1.0m/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)。
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UiAi=呛人2对恒定流和非恒定流均适用。
第三章水动力学基础1、 2、 3、 4、 510.渐变流过水斷面上动水圧强随水深的变化呈线性关系。
( U 、水流总是从《^位机械能大的断Ifli 流向宋位机械能小的斷面。
12、 恒定流中总水头线总是沿流程下降的.测斥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、 测圧管水头线可商于总水头线。
16、 管轴窩程沿流向增大的等直径管道中的有斥管流•其管轴斥强沿流向増大- 17、 理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。
18、恒定总流的能址方21 + P1 / g + / 2g = 22 +P2 / 9 + / 2g +^wl- 2 ,式巾?^页代表( (1)爪位体积液体所具有的能虽；(2)爪位质虽液体所具有的能虽：h⑵减小 ⑶不变(4)不定…:、.、、W.v ••、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，则两测斥管禹度虹与力的关系为( (4)无法确定⑴虹＞ h2 (2) hl < h221、 对管径沿程变化的管道(1)测圧管水头线可以上升也可以下降 (3)测圧管水头线沿程永远不会上升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(2)测压管水头线总是与总水头线相乎行 (4)测压管水头线不可能低于管轴线(4)非恒定非均匀流23、管轴线水平•管径逐渐増大的管道有压流.通过的流fi 不变.其总水头线沿流向应 ⑴逐渐升廊 (2)逐渐降低 ⑶与管轴线平行 ⑷无法确定h□z26.如图断ifii 夹然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U 形管水银差计，判定圧差il •中水银液面为 (1)人商于B ； (2) A 低于8；♦ r “35、 应用恒定"赢能S 方程时，所选的一个断面必须是___________ 断面・但一断面之间可以存在 36、 有一等直径长直管道中产生均匀管流.其管长100m.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。
《水力学》课程复习提纲2010-2•第1章绪论考核知识点：1．液体运动的基本特征，连续介质和理想液体的概念；2．液体主要物理性质：惯性、万有引力特性（重力）、粘滞性、可压缩性和表面力特性；3．物理量量纲的概念和单位；4．作用在液体上的两种力：质量力、表面力。
考核要求：1．了解液体的基本特征，理解连续介质与理想液体的概念和在水力学研究中的作用；2．理解液体5个主要物理性质及其特征值和度量单位，重点掌握液体粘滞性及粘滞系数、牛顿内摩擦定律及其适用条件。
了解什么情况下需要考虑液体的可压缩性和表面张力特性；3．了解量纲的概念，并且能表示各种物理量的量纲和单位；4．了解质量力、表面力的定义，理解单位表面力（压强、切应力）和单位质量力的物理意义。
• 第2章静力学考核知识点：1.静水压强及其两个特性，等压面概念；2.静水压强基本公式及其物理意义；3.静水压强的表示方法、单位和水头的概念；4.静水压强的量测和计算；5.作用于平面上静水总压力的计算；6.作用在曲面上静水总压力的计算。
1．理解静水压强的两个特性和等压面的概念和性质；2．掌握静水压强基本公式，理解公式的物理意义；3.理解静水压强三种表示方法（绝对压强，相对压强，真空度）及它们间的相互关系，注意真空度的概念，理解表示压强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头的概念；4．了解静水压强量测原理和方法，掌握静水压强的计算；5．掌握绘制静水压强分布图和计算作用在平面上静水总压力的图解法和解析法。
6．掌握压力体剖面图的绘制和计算作用在曲面上的静水总压力水平分力和铅垂分力的方法。
•第3章液体运动的基本理论考核知识点：1．描述液体运动的两种方法：拉格朗日法和欧拉法；2．液体运动的分类和基本概念；3．恒定总流连续性方程及其应用；4．恒定总流能量方程及其应用；5．有势流动和有涡流动的概念。
考核要求：1．了解描述液体运动的拉格朗日方法和欧拉法；2．理解液体流动的分类和基本概念（恒定流与非恒定流，均匀流与非均匀流，渐变流与急变流；流线与迹线，元流，总流，过水断面，流量与断面平均流速，一维流动、二维流动和三维流动等），并能在分析水流运动时进行正确判断和应用；3．掌握恒定总流连续性方程的不同形式和应用；4．掌握恒定总流能量方程的形式、应用条件和注意事项，理解能量方程的物理意义、水头线绘制方法和水力坡度的概念，能熟练应用恒定总流能量方程进行计算；5．掌握恒定总流投影形式的动量方程、应用条件和注意事项，正确分析作用在控制体上的作用力和确定作用力及流速投影分量的正负号，能熟练应用恒定总流动量方程、能量方程和连续方程求解实际工程中的水力学问题；6．了解有势流动和有涡流动的概念及特点。
考试复习重点资料（最新版）资料见第二页封面复习题1.选择题(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。
(2) 静止液体中同一点各方向的压强( ) 。
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。
(3) 在平衡液体中，质量力与等压面（）。
a、重合；b、平行；c、斜交；d、正交。
(4) 液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）。
a、任意曲面；b、水平面；c、斜平面；d、旋转抛物面。
(5) 液体中某点的绝对压强为88kN/m2，则该点的相对压强为（）。
a、10 kN/m2；b、-10kN/m2；c、12 kN/m2；d、-12 kN/m2。
(6) 液体中某点的真空度为1m水柱，则该点的相对压强为（）。
a、9.8 kN/m2；b、-9.8kN/m2；c、1 kN/m2；d、-1 kN/m2(7) 过水断面是指（）。
a、与流线平行的断面；b、与流线正交的横断面；b、与流线斜交的横断面；d、与迹线正交的横断面。
(8) 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。
(9) 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（）。
a、大;b、小；c、相同；d、无法确定。
(10) 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。
（11）在陡坡渠道上，下列哪些流动可能发生，哪些流动不可能发生（）。
a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。
(12) 突扩前后有压管道的直径比d1/d2 =1：2，则突扩前后断面的雷诺数之比为（）。
a、2：1；b、1：1；c、1：2；d、1：4。
(13) 紊流粗糙区的水头损失与流速成()。
《水力学》 炜 徐孝平 主编第一章1-1 解:,103003.133m kg g ==ρ比重3094.10,03.1kN s ==γ1-2 解:sm m S N g m kg m N g /10003.19789/10002.18.9,88.9988.9/9789262332--⨯=⋅⨯⨯=⋅=====γμρμνγρ以上为水，以下为空气254/10089.18.91015.082.11m S N g ⋅⨯=⨯⨯===--νγρνμ1-3 解:Pa vd Kdp 791019.2%)1(1019.2⨯=-⨯⨯-=-=ν1-4 解:①用工程单位制：)/(18.698.9/678)/(67810/678.04233m kgfs g m kgf v G ======-γργ②用国单位制：（SI 制）：)(678)(4.66448.933m kg g m N kgf N ===⨯=γργγ1-5 解:流速梯度)s 1(1075.3104.05.1u dy du 33⨯=⨯=δ=- 切应力Pa 1075.31075.31.0u23⨯=⨯⨯=δμ=τ 活塞所受的摩擦阻力N dl A F 38.2616.014.014.31075.32=⨯⨯⨯⨯===τπτ 1-6解:作用在侧壁上粘性切力产生的力矩SPa 072.03.68905.43.68M 3.68)003.02.01(104.02.014.32)1r (h r 2r dy du A M 22⋅===μ∴μ=+⨯μ⨯⨯⨯⨯=+δμωπ=⋅μ=1-7解:设;2c By Ay u ++=①根据实际流体的无滑移现象，当y=0时u=00=∴C （第三个常数项为零）;②∵y=0.04m 时，u=1m/s则有 1=A ×0.+B ×0.04; ③E 点的流体切应力为零，有02=+=B Ay dydu， 则由联立方程求得⎩⎨⎧=+=+008.0104.00016.0B A B A 解得：⎩⎨⎧=-=50625B A2(1000100.16⨯⨯⨯=⋅⋅==-dydu dy du ρυμτAy+B ）=1×10-3（-1250y+50） 当y=0处，τ=5×10-2Pa当y=0.02处，τ=2.5×10-2Pa 当y=0.04处，τ=0 Pa1-8解:离心力（惯性离心力）rr m r u m F C =⋅==222ω以题1-8图（p.14）表示的应力θ角是x 则有重力方向的质量力;g f z -=水平方向质量力分别为：;cos 2θωr f x = f2-1解：设加水后左边水银面下降Δh①设容器空着时,左边水注为h, 则有水银水银h h γγ=h=13.6×0.6×sin30°=4.08(m) ②容器充满水后()()[h ︒∆+=∆++30sin h 0.608.40.3?水银γγ 7.08+Δh=13.6 (0.3+1.5Δh) Δh=0.155(m)读数l =0.6+0.155+0.155/sin30°=1.065(m) 2-2解：a A B kp h s h s h h p p 412.973.08.09.015.08.98.0)15.030.0(8.998)(112221=⨯⨯+⨯⨯++-=+++-=γγγ 2-3解：)(126)(26.18.06.1322.058.98.08.98.0)2025(8.96.1322.011cm m h h ==⨯-=⨯=⨯⨯-+⨯⨯-得由)(8.600)(008.6526.18.08.9)1520(8.926.18.98.022cm m h h ==+⨯==-⨯+⨯⨯由)(9.80)(809.08.96.13)1015008.6(8.9cm m h h ==⨯=-+⨯由2-4解： 2211''h h γγγγγγ-=- 212211'h h h h ++=γγγ 2-5解：设大气压强为10m 水柱相对压强)(1960098002a A p p -=⨯-= )(2450098005.2a B p p =⨯= )(2940098003a o p p -=⨯-= 绝对压强)(7840098008a A p p =⨯=绝)(12250098005.12a B p p =⨯=绝)(6360098007a o p p =⨯=绝m y 3=2-6解：g h H H h g )12水空气煤气水（）（ρρρρ+=+)/(53.0201.0115.0100028.1312m kg H h h =-⨯-=--=水空气煤气ρρρ 2-7解：)(796.362)9.22.26.13(8.998)6.13.1(8.9)1.11.1(8.96.1398))1321234a a kp h H h h h h h h p p =-⨯⨯+=+-+⨯+=-+---+-+=（（水水银γγ2-8解：设A 杯水位下降ΔH ，则B 杯水位上升ΔH ，ΔH =1005052212h h h dd =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ 2211gH gH ρρ=)()(222111h H H g p h H H g p -∆++=-∆-+ρρ)(6.156)()(212121a p gh H g p p p =-+∆+=-=∆ρρρρ 2-9解：（1）)(523121m h h z A =+=+= )(321m h z B == 水柱）m p A (310)17.0(1-=⨯-=γ水柱）m p B (1231-=+-=γ水柱）（m P z A A 2351=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γ水柱）（m P z B B 2131=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γ (2))(212m h z A == 01=B z水柱）m p A (31-=γ 水柱）m p B (11-=γ水柱）m (1P z P z 2B B 2A A -=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+γγ 图略。
第三章水动力学基础一、渐变流与急变流均属非均匀流。
( )二、急变流不可能是恒定流。
( )3、总水头线沿流向能够上升，也能够下降。
( )4、水力坡度确实是单位长度流程上的水头损失。
( )五、扩散管道中的水流必然是非恒定流。
( )六、恒定流必然是均匀流，非恒定流必然是非均匀流。
( )7、均匀流流场内的压强散布规律与静水压强散布规律相同。
( )八、测管水头线沿程能够上升、能够下降也可不变。
( )九、总流持续方程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转变呈线性关系。
( )1一、水流老是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。
( )1二、恒定流中总水头线老是沿流程下降的，测压管水头线沿流程那么能够上升、下降或水平。
( )13、液流流线和迹线老是重合的。
( )14、用毕托管测得的点流速是时均流速。
( )1五、测压管水头线可高于总水头线。
( )1六、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。
( )1八、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。
1九、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一、2两点安装两根测压管，如下图，那么两测压管高度h1与h2的关系为( )(1) h1＞h2(2) h1＜h2(3) h1 = h2(4) 无法确信2一、对管径沿程转变的管道( )(1) 测压管水头线能够上升也能够下降(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久可不能上升(4) 测压管水头线不可能低于管轴线2二、图示水流通过渐缩管流出，假设容器水位维持不变，那么管内水流属 ( ) (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，管径慢慢增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应 ( ) (1) 慢慢升高(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) 相互平行的直线； (2) 相互平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。
⽔⼒学常⽤知识讲解（笔记）《⽔⼒学》学习指南第⼀章绪论(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/m2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。
武大水力学考研资料水力学是研究液体在不同条件下运动规律的学科，涉及到水流、水波、水力、水位等多个方面。
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水力学是水利工程和环境科学领域的重要基础学科，对于从事水利工程、环境保护和水资源管理等方面的专业人士来说，具有重要的意义。
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考试复习重点资料（最新版）资料见第二页封面第1页绪 论第一节水力学的研究对象与任务一、水力学的研究对象水力学是研究液体机械运动规律及其工程应用的一门科学。
液体的种类很多，如水、石油、酒精、水银等。
由于工程实际中最为常见的液体是水，便以水作为研究液体的代表，故称水力学。
实际上，水力学的基本原理与水力计算的一般方法不仅适用于水，而且也适用于一般常见液体和可忽略压缩性影响的气体。
事实上，当气体的运动速度远比音速为小时，在运动过程中其密度的变化很小（当气体运动速度小于68m/s时，密度的变化为1%；当气体运动速度小于150m/s时，密度的变化也只有10%），当然可视为不可压缩，及可以忽略压缩性的影响。
在实际工程中，燃气的远距离输送需考虑气体的压缩性、水击现象需考虑水体的压缩性、热水采暖需考虑水的压缩性和热胀性。
除此而外，绝大多数工程问题都可以不考虑压缩性。
二、课程性质及结构体系水力学是一门技术基础课，即专业基础课，它介乎于基础科学与工程技术之间。
它一方面根据基础科学中的普遍规律（如质量守恒、能量守恒、动量守恒等），结合水流特点，建立自己的理论基础，另一方面又密切联系工程实际，发展学科内容。
这也就是说，水力学是继《普通物理学》《理论力学》之后开设的一门专业基础课，同时，在对液体的机械运动进行理论分析与数值计算的过程中，必然离不开《高等数学》这个有力的工具。
此外，由于水力学在工程实际中的应用相当广泛，这就使水力学的基本概念、基本理论以及水力计算的基本方法和实验研究的基本技能成为学习许多专业课程（如农田水利学、水工建筑物、水利工程施工、水电站、水泵站、地下水利用等）和从事专业研究的必备基础。
而工程实际中基本和典型的水力学问题的理论分析和计算方法也就成为了本课程的重要组成部分。
三.水力学的应用水力学在工程实际中占的有相当重要的地位，广泛用于水利工程，水力发电工程，水文水资源，农田水利，机电排灌，河道整治，给排水，环境工程等领域。
在水利工程的勘测设计，施工和运行管理等各个环节都可能遇到大量的水力学问题。
归纳起来：水利工程中经常遇到的水力学问题主要有以下几方面：（1）建筑物（及河槽）所承受的水力荷载。
包括：静水压力、动水压力、渗透压力等，这是水工建筑物的稳定分析和结构计算必须的依据之一。
（2）建筑物（及河槽）的过水能力。
输水及泄水建筑物、河渠、管道等的断面形式及尺寸的确定，是水力学的一项基本任务。
（3）水流的流动形态。
研究和改善水流通过河渠、水工建筑物及其附近的水流形态，为合理布置建筑物，保证其正常运用提供理论依据。
（4）水流的能量消耗。
分析水流能量转换中的能量损失规律，研究充分利用水流有效能量的方式方法和高效率消除多余有害动能的消能防冲措施。
四、水力学的研究方法水力学的发展历史表明了水力学的正确研究方法是：数理分析与实验研究相结合。
水力学理论的发展在相当程度上取决于试验观测水平，而水力学中实验观测的方法主要有以下三个方面：（1）原型观测：对工程实践中的天然水流直接进行观测。
（2）系统实验：在实验室内对人工水流现象进行系统的研究。
（3）模型试验：模拟实际工程的条件，预演或重演水流现象来进行研究。
这三个方面宜有计划地进行，可以取得相互配合，补充和验证的效果。
掌握了相当数量的试验资料之后，就可以根据机械运动的普遍原理，运用数理分析的方法，建立某一水流运动现象的系统理论，并在指导实践的过程中加以检验，进一步补充和发展。
第二节液体的基本特性和主要物理力学性质一、液体的基本特性自然界物质分为气体,固体和液体.固体的主要特性是有固定的形状,在外力作用下不易变形.液体和气体统称为流体.其共同特性是易于流动。
液体的真实结构是：由彼此之间存在空隙并在不断进行复杂的微观运动的大量液体分子组成的聚集态。
液体分子之间存在着间隙，每个分子又在不停地热运动，由于分子在空间分布上的不连续性和热运动在时间上的随机性，致使其物理量在空间与时间上均呈现不连续变化，给研究液体的运动带来了困难。
但由于水力学研究的是液体的宏观机械运动，即研究大量液体分子的统计平均效应，因此，我们并不关心单个分子的微观运动，更何况液体分子之间的的间隙又是如此微小（例如，1cm 3的水中大约有3.34×1022个水分子）,它与工程中所研究的运动液体的集合尺度相比,的确小到可以忽略不计的程度。
既然如此，把液体看作是不连续的分子结构也就没有必要了。
事实上，早在1753年,欧拉就已经提出了连续介质假定，他认为：液体是由无数质点所组成，质点毫无间隙地充满所占空间，其物理性质和运动要素都是连续分布的。
连续介质假定的引入对流体力学的发展起了巨大的推动作用。
具体来讲，如果我们把液体视为连续介质的话，我们就摆脱了复杂的分子运动，而全力着眼于宏观机械运动，此时，液流中的一切物理量均可视为空间位置坐标和时间的连续函数，就可以充分地利用连续函数这一数学工具来解决液体的流动问题。
这里所讲的质点是指由大量分子组成的具有质量但无大小概念的。
为研究问题方便，在连续介质假定的基础上，一般还认为液体具有均匀等向性，即液体是均质的，各部分各个方向上的物理性质均相同。
因此，水力学中研究的液体的基本特征：易于流动 、不易压缩、均匀等向、连续介质。
二、液体的主要物理力学性质（一）惯性物体所固有的保持原有运动状态的性质成为惯性。
惯性的大小以质量M 来度量。
当液体受外力作用使运动状态发生变化时，由于液体的惯性所引起的抵抗外界作用的反作用力称为惯性力，惯性力的大小：Ma F =。
单位体积内的质量称为密度ρ，其单位为kg/m 3。
对均质液体，V M =ρ，对非均质液体，V M V ∆∆∆=lim ρ。
不同种类的液体其密度值各不相同。
同一种类的液体，其密度随温度和压强的变化而变化，但这种变化很小。
在水力学中，就把密度视为常数，采用一个标准大气压下，温度为4℃的蒸馏水的密度作为计算值，即3kg/m 1000=ρ 。
（二）万有引力特性.任何物体之间的引力称为万有引力。
地球对物体的引力称为重力。
重力的大小以重量来度量G 。
单位体积内的重量称为容重γ，也称为重度或重率，其单位为N/m 3。
对均质液体，V G =γ，对非均质液体，V G V ∆∆∆=lim γ。
不同种类的液体其容重值各不相同。
同一种类的液体，其容重随温度和压强的变化而变化，也随纬度而略有变化，但这种变化很小，常忽略不计。
在水力学中，通常把容重也视为常数，采用一个标准大气压下，温度为4℃的蒸馏水的容重作为计算值，即3N/m 9800=γ 。
例1：已知某液体的36m V = 33.983m kg=ρ,求该液体的质量和容重.解： 因为 V m =ρ )(8.589963.983kg V m =⨯==ρ )(3.96368.93.9833m N g =⨯==ργ（三）粘滞性在运动状态下，液体就具有抵抗剪切变形的能力，这就是所谓的粘滞性。
粘滞性产生的物理原因是分子引力。
粘滞性的存在是水流运动过程中能量损失的根源。
当液体处于静止状态时，粘滞性表现不出来；当液体处于运动状态时，粘滞性就表现为相邻液层之间出现了抵抗相对运动的内摩擦力。
内摩擦力的概念是牛顿于1686年提出的,并经后人验证，习惯上称为牛顿内摩擦定律。
牛顿内摩擦定律的内容：作层流运动的液体，相邻两液层间单位面积上所作用的内摩擦力（或称粘滞力）与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。
其数学表达式为：dy duμτ=，式中，τ为内摩擦切应力；μ为动力粘滞系数，单位为N ·s /m 2或P a ·s ,物理单位为达因·秒∕厘米2,并常称1达因·秒∕厘米2=1泊,即1泊=0.1 N ·s /m 2. dy du 为流速梯度，实际上代表是液体微团的剪切变形速度dtd θ牛顿内摩擦定律的适用范围：只适用于牛顿流体，即层流时内摩擦切应力与流速梯度成正比例的流体，亦即变形率为常数的液体。
一般常见液体和气体多属于牛顿流体，如水、空气等。
其它的则称为非牛顿流体，非牛顿流体属于流变学的研究范畴，常见的非牛顿流体包括以下三种：（1）理想宾汉流体：当切应力达到一定数值τ0时，才开始发生剪切变形，但变形率仍为常数，常见的如泥浆、血浆、高含沙水流。
（2）伪塑性流体：粘滞系数随剪切变形速度的增加而减小，常见的有尼龙、橡胶溶液、颜料、油漆等。
（3）膨胀性流体：粘滞系数随剪切变形速度的增加而增加，常见的有生面团、浓淀粉糊等。
μ值的大小反映了液体性质对内摩擦力的影响。
粘滞性大的液体，μ值大。
μ的数值随液体种类的不同而不同，并随温度和压强的变化而变化。
其中，温度对液体粘滞性的影响远比压强的影响大。
水力学中, 液体的粘滞性还可以用运动粘滞系数来表示。
运动粘滞系数ρμν=，其单位为m 2/s,习惯上把1cm 2/s 称为1斯托克斯，1斯托克斯＝0.0001m 2/s.ν值的大小仍随液体种类的不同而不同，即使同一种液体，ν值也随温度和压强的变化而变化，但随压强的变化甚微。
不同水温时的运动粘滞系数ν可按下式计算：2000221.00337.0101775.0t t ++=ν，式中，t 按摄氏温度（℃）代，ν为cm 2/s。
对于同一种类的流体，用动力粘滞系数μ与用运动粘滞系数ν判定其粘滞性的大小会得到相同的结论；但对不同种类的流体，其粘滞性的大小必须用动力粘滞系数μ来判定.（四）液体的压缩性液体受压体积缩小，压力撤除之后又能恢复原状的这种性质称为压缩性或弹性。
液体压缩性的大小以体积压缩系数β或体积弹性系数K 来表示。
体积压缩系数是液体体积的相对缩小值与压强增值之比，即V dV -=β，由于dp 与dV 始终异号，为保证β为正，前面加负号。
β值越大，液体越容易压缩。
β的单位为m 2/N。
由于液体压缩时，质量并不改变，故ρρρρd V dVVd dV dm -=⇒=+=0。
因而体积压缩系数β又可写为dp d ρρβ1=。
体积弹性系数β1=K 。
K 值越大，液体越不容易被压缩。
K 值的单位是N/m 2。
液体种类不同，β或K 值不同。
对同一种液体，β或K 值也会随温度和压强而有所变化，但变化较小，一般可视为常数。
（五)表面张力特性自由表面上的液体分子由于受到两侧分子引力不平衡，而承受的一个极其微小的拉力，称为表面张力，其大小以表面张力系数σ来表示，单位为N/m，即自由表面单位长度上所承受的拉力值。
表面张力系数σ的大小随液体种类、温度和表面接触情况的变化而变化。
第三节 作用在液体上的力无论在平衡（静止）或运动状态均受各种力的作用，按其物理性质有惯性力，重力，摩擦力，弹性力和表面张力等。
在水力学中按其作用形式和特性可分为：一．表面张力 作用在液体表面上的力与表面积成正比又叫表面力.1>液体接触面上产生的水压力、压力、压强垂直作用面.2>液层之间的内摩擦力 、粘滞力 、平行作用面二.质量力 由液体质量与体积成正比,所以又叫体积力.作用在单位质量上的质量力为单位质量力2s mM Ff =在Z Y X ,,坐标轴上投影.M F x =X M F Y =Y M F Z=Z 在Z 轴上与铅垂方向一致且与规定的方向相同为正,那么作用于单位质量液体上的重力在各坐标的分力为零,0=x 0=y g m mg z -=-=.第四节 水力学的研究方法理论分析法以古典力学为基础,按其机械运动的普遍原理,通过数学推导,建立液体平衡和运动的基本方程,(能量,动量,连续).但由于实际水流运动的多样性和复杂性,对复杂的水流运动只靠理论上研究工作是很难得出答案的,需借助于试验的方法来解决.二,试验研究1、原理观测:对实际水流直接进行现场观测,收集第一手的资料,来检验理论分析成果,总结探索水流运动的某些基本规律供依据.2、模型试验由水流相似的原理,按一定的比例,将实际工程的缩小为模型,在模型上预演原理上相应的水流运动,然后再还原为原型的数值.3、数值计算法随着计算机技术的发展,数值计算成为水力学研究中的基本方法通过建立数学模型,由有限差分,有限无阻及边界线元等计算方法,用计算机求出数字近似解.在科学试验中进行理论分析,数据处理时,需应用“量纲分析法”1>量纲是表示物理量性质和类别.(长度[]L 时间[]T 等)单位表示物理性质的基准(米m 千克kg )2>量纲 又分为基本量纲和诱导量纲基本量纲是一组独立相互表示和推导[]L []T []M []F诱导量纲,由其它物理量的量纲推导出来的[][][]1-==LT T L v利用这一原理可用来检查所建立的方程或经验公式的正确性和完整性.1. 量纲的和谐原理为正确反映客观规律的物理方程,各项量纲必须一致,任何两个物理量能相加,相减,其前提量纲必须一致.第一章 水静力学水静力学的任务是研究液体的平衡规律及其工程应用。
