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[水力学]题集1~3章答案解析

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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．没有表面力；D．没有粘滞性。

3.牛顿摩擦定律表明，决定流体部切应力的因素是（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.表面力不在液体的部存在，只存在于液体表面。

（√）13.摩擦力、大气压力、表面力属于质量力。

（×）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.牛顿摩擦定律适用条件是牛顿流体、层流运动。

7.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)，不研究液体部的分子运动(微观运动特性)3.黏滞力：当液体处于运动状态时，即液体质点之间存在相对运动，则质点之间产生摩擦力阻碍其相对运动，这种性质称为粘滞性，摩擦力即黏滞力。

4.理想流体：忽略液体粘性的流体。

5.压缩性：由于流体只能承受压力，抵抗体积压缩变形，并在除去外力后恢复原状，因此这种性质就称为压缩性。

6.表面力：液体表面上的液体分子由于其两侧分子引力不平衡，而承受极其微小的拉力。

8.表面力：作用于被研究的液体体积表面上的力，其大小与受作用的液体表面积成正比。

9.质量力：作用于被研究的液体体积所有质点上的力，其大小与受作用的液体质量成正比。

第五题、简答题1.什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。

实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。

为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。

这是水力学重要的研究方法。

2.温度对流体粘性系数有何影响？原因何在？答：温度升高时液体的粘滞系数降低，流动性增加，气体则相反，粘滞系数增大。

这是因为液体的粘性主要由分子间的聚力造成的。

温度升高时，分子间的聚力减小，粘滞系数就要降低。

造成气体粘性的主要原因则是气体部分子的运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的变换。

当温度升高时，气体分子运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧，所以，气体的粘性将增大。

3.文字描述牛顿摩擦定律。

答：流体的摩擦力与其速度梯度du成正比，与液层的接触面积A成正比，与流体的性质dy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 。

解：体积压缩系数： 体积弹性系数：则K=98.1×107Pa 2.已知某水流流速分布为10/172.0y u =，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为m 。

（1）求y=0.1、0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数s cm /1010.02=ν，计算相应的切应力。

解：（1）10/910/9072.010172.0--=⨯⨯=y y dy du 则y=0.1处的流速梯度为：572.01.0072.010/91.0=⨯=-=y dyduy=0.5处的流速梯度为：134.05.0072.010/95.0=⨯=-=y dy duy=1.0m 处的流速梯度为：072.00.1072.010/90.1=⨯=-=y dy du（2）切应力 dydu dy du dy du dy du ⨯⨯=⨯⨯===--4410082.101001010.02.998ρυμτ 则y=0.1处的切应力为：Pa dy du y y 41.041.01077.510082.10-=-=⨯=⨯⨯=τy=0.5处的切应力为：Pa dy du y y 45.045.01035.110082.10-=-=⨯=⨯⨯=τp VV∆∆-=βVV p K ∆∆-==β1y=1.0处的切应力为：Pa dy du y y 401.140.110726.010082.10-=-=⨯=⨯⨯=τ5.一底面积为40×45cm 2的矩形平板，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，斜面倾角θ=22.62º，如图所示。

已知平板运动速度u=1m/s ，油层厚mm 1=δ，由平板所带动的油层的运动速度是直线分布。

试求润滑油的动力粘滞系数μ。

题1-6图解：如图平板所受作用力包括：重力G 、斜面的支撑力N 、摩擦力T由受力平衡得：N G T 85.1862.22sin 8.95sin =︒⨯⨯==θdy du A T μ= 可得 23/1047.0101145.040.085.18m s N dy du A T ⋅=⨯⨯⨯==-μ第二章水静力学第一题、选择题1.某点压强与受压面的关系是（A ）A. 垂直指向受压面B. 垂直背向受压面C. 平行于受压面D. 倾斜指向受压面2.某点静水压强（A ）。

A．的方向与受压面垂直并指向受压面；B．的大小与受压面的方向有关；C．的大小与容器大小有关；D．的大小与液体重度无关3.静止液体中同一点各方向的压强（A ）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4.在平衡液体中，质量力与等压面（D ）A.重合；B.平行C.相交；D.正交。

5.静止流体中存在：（A ）A.压应力；B.压应力和拉应力；C.压应力和剪应力；D.压应力、拉应力和剪应力。

6.相对压强的起算基准是：（C ）A.绝对真空；B.1个标准大气压；C.当地大气压；D.液面压强。

7.金属压力表的读值是：（B ）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。

8.某点的真空度为65000Pa，当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为：（D ）A.65000Pa；B.55000Pa；C.35000Pa；D.165000Pa。

10.选择下列正确的等压面：( C )A. A − AB. B − BC. C − CD. D − D11.液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（B ）A. 1 kN/m 2B. 2 kN/m 2C. 5 kN/m 2D. 10 kN/m 213.图示封闭容器，液面压强p 0与当地大气压强p a 的关系为（ C ）A ．p 0＜p aB ．p 0＝p aC ．p 0＞p aD ．无法确定14.盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如下图所示，其底部压强分别为 p a 和 p b 。

若两容器水深相等，则 p a 和p b 的关系为 (A)A ． p a > p b B. p a < p b C. p a = p b D. 无法确定16.液体中某点的绝对压强为96.04kN/m 2(当地大气压为98 kN/m 2)，则该点的真空值为（ B ）A ．-1.96kN/m 2B ．1.96 kN/m 2C ．96.04 kN/m 2D ．-96.04 kN/m 218.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，其压强关系为：（ C ）A.1p >2p >3p ；B.1p =2p =3p ；C.1p <2p <3p ；D.2p <1p <3p 。

19.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h p =10cm, A p -B p 为：（B ）A.13.33kPa；B.12.35kPa；C.9.8kPa；D.6.4kPa。

20.曲面上静水总压力的（B ）。

A．垂直分力的方向与重力一致；B．垂直分力的大小等于压力体的水重；C．水平分力的方向指向曲面的水平投影面；D．水平分力的大小等于水平投影面形心点的压强与水平投影面积的乘积22.平衡液体中的等压面必为( D )。

A. 水平面；B. 斜平面；C. 旋转抛物面；D. 与质量力相正交的面。

25.液体某点的绝对压强为58 kP a，则该点的相对压强为( D )A. 159.3 kP a；B. 43.3 kP a；C. -58 kP a；D. -43.3 kP a。

26.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( B )A. 压力体相同，且压力相等；B. 压力体相同，但压力不相等；C. 压力体不同，压力不相等；D. 压力体不同，但压力相等。

27.有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升1 m 时〔虚线位置〕，闸门上的静水总压力。

( A )A. 变大；B. 变小；C. 不变；D. 无法确定。

28.有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于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( B )A. 3 m 水柱高；B. 7 m 水柱高；C.－3 m 水柱高；D.以上答案都不对。

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水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理

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第3章液体一元恒定总流的基起源基础理题解 【1 】如图某程度放置的分叉管路,总管流量Q =40m 3/s,经由过程叉管1的流量为Q 1=20m 3/s,叉管2的直径d =求出管2的流量及断面平均流速.题图解：由持续方程可知12Q Q Q =+则321402020m /s Q Q Q =-=-=2222222442011.32m/s 3.14 1.5Q Q v A d π⨯====⨯有一底坡异常陡的渠道如图所示,水流为恒定流,A 点流速为5m/s,设A 点距水面的铅直水深H =,若认为o o -基准面.求A 点的地位水头.压强水头,流速水头,总水头各为若干？题图解：A 点的地位水头：10m A z = A 点的压强水头为：2cos 30 3.50.75 2.63m Ap H gρ=︒=⨯= A 点的流速水头：225 1.27m 229.81A u g ==⨯ 1总水头：210 2.63 1.2713.9m 2A AA A p u E z g gρ=++=++=垂直放置的管道,并串联一文丘里流量计如图所示.已知压缩前的管径m 0.4=D ,喉管处的直径m 0.2=d ,水银压差计读数△h =,两断面间的水头损掉gv h w 205.021=（1v 对应喉管处的流速）求管中水流的流速和流量.题图解：以2—2断面为基准面临1—1断面和2—2断面列能量方程有（并取12 1.0αα==）gv g v g p g v g p z 205.0202212222111+++=++ρρ整顿后得出gv g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222122212122211-=+-=-+ρρ（a ）列出水银压差计上的等压面方程有[]h z z l g p h g gl p m ∆+--+=∆++)(2121ρρρ经化简,因为02=zh gp p z ∆-=-+6.12211ρ代入（a ）后可得g v h 289.06.1221=∆从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.9489.234211-⨯=⨯==π有一水泵,,抽水流量Q =3/s,吸水管直径d =20cm,管长L =,泵内许可真空值为水柱,吸水管（包含底阀.弯头）水头损掉h W =,试盘算水泵的装配高度h s .题图解：以水池水面为基准面,列水面和水泵进口断面的能量方程20000.162s p v h g gαρ++=-++而22440.020.637m/s 3.140.2Q v d π⨯===⨯ 则 6.50.0210.16 6.32m s h =--=如图为一水轮机直锥形尾水管.已知A —A 断面的直径d =0.6ｍ,断面A —A 与下流河流水面高差z=5.0ｍ.水轮机经由过程流量Q 3/s 时,全部尾水管的水头损掉20.142W v h g=(v 为对应断面A —A 的流速),求A —A 断面的动水压强.解：选下流水面为基准面,列A —A 断面与下流河流2—2断面的能量方程220000.1422A A A p v v z g g g αρ++=+++ 而2244 1.7 6.02m/s 3.140.6A Q v d π⨯===⨯ 将A v 代入左式得：222(0.14)9810(0.26 1.85 5.0)64.65kN/m 22A AA v v p g z g gρ=--=--=-3.6如图为一平板闸门掌握的闸孔出流.闸孔宽度b =3.5ｍ,闸孔上游水深为H =3.0ｍ,闸孔下流压缩断面水深h c0=0.6ｍ,经由过程闸孔的流量Q =12ｍ3/s 求水流对闸门的程度感化力（渠底与渠壁摩擦阻力疏忽不计）.解：取1—1,2—2断面截取一段水体为掌握体列出动量方程有1221()P P R Q v v ρ--=-则可解出2112()R Q v v P P ρ=--+-而 12012121.14m/s , 5.71m/s 3 3.5 3.50.6c Q Q v v bH bh ======⨯⨯ 式中：2211198103 3.5154.51kN 22P gH b ρ==⨯⨯⨯= 22201198100.6 3.5 6.18kN 22c P gh b ρ==⨯⨯⨯= 将上述速度和压力值代入动量方程后,可得出54840154510618093.49kN R =-+-=而水流对闸门的感化力为R R '=-3.7固定在支座内的一段渐缩形的输水管道如图所示,其直径由d 1d 2=1.0ｍ,在渐缩段前的压力表读数p =405kN/ｍ2,管中流量Q 3/s,不计管中的水头损掉,求渐变段支座所推却的轴向力R .解：列1—1与2—2断面能量方程,可解出2p22221112221122()2222p v p v p v v p g g g g g g g gααρρρρ+=+=+-则可解出 而122212441.02m/s , 2.29m/s Q Qv v d d ππ====代入上式后可得229810(41.280.0530.267)402.86kN/m p =+-=列出动量方程21221 1.51()405402.86 1.8(2.29 1.02)44P P R Q v v R ππρ⨯⨯--=-=⨯-⨯-=- 可解得渐变支座所推却的力 396.79R =kN3.8有一忽然压缩的管道,压缩前的直径d 1=30cm ,d 2=20cm ，收缩前压力表读数pp a ，管中流量Q 3m /s ,若忽略水流阻力，试计算该管道所受的轴向拉力N 。

水力学第三章课后习题答案

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水力学第三章课后习题答案2.23 已知速度场xu =2t +2x +2y ，yu =t -y +z ，zu =t +x -z 。

试求点（2，2，1）在t =3时的加速度。

解：x x x x xx y z u u u uau u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂()()2222220t x y t y z =+++⋅+-+⋅+26422t x y z=++++()2321t x y z =++++y y y y y xyzu u u u a u u u tx y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ ()()101t y z t x z =+--+++-⋅12x y z=++-z z z z z x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ ()()12220t x y t x z =++++-+-12t x y z=++++()()3,2,2,12332221134x a =⨯⨯+⨯+++=（m/s 2）()3,2,2,112223y a =++-=（m/s 2） ()3,2,2,11324111z a =++++=（m/s 2）2222223431135.86x y z a a a a =++=++=（m/s 2）答：点（2，2，1）在t =3时的加速度35.86a =m/s 2。

3.8已知速度场x u =2xy ，y u =–331y ，zu =xy 。

试求：（1）点（1，2，3）的加速度；（2）是几维流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流。

解：（1）44421033x x x x xx y z u u u u au u u xy xy xy t x y z ∂∂∂∂=+++=-+=∂∂∂∂ 551100033y y y y y xyzu u u u a u u u y y txyz∂∂∂∂=+++=+++=∂∂∂∂ 33312033z z z z z x y z u u u u a u u u xy xy xy t x y z ∂∂∂∂=+++=+-=∂∂∂∂()41161,2,31233x a =⨯⨯=（m/s 2）()51321,2,3233y a =⨯=（m/s 2） ()32161,2,31233x a =⨯⨯=（m/s 2） 22213.06x y za a a a =++=（m/s 2）（2）二维运动，空间点的运动仅与x 、y 坐标有关；（3）为恒定流动，运动要素与t 无关； （4）非均匀流动。

【水力学】题集1~3章答案解析

【水力学】题集1~3章答案解析

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。

水力学考试试题和答案解析

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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。