水力学第二次作业

2014西南大学《水力学》作业答案第一次作业[单选题]图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为A：① h1>h2 B：② h1=h2 C：③ h1<h2 D：④不定参考答案：C[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点 O重合参考答案：错误[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。

参考答案：正确1、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 0.357 m3/s。

2、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 F=ρQ βv (方向水平向右)。

3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。

4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。

5、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的关系为等于。

6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 P a。

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。

8、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均匀。

9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ∂u/∂y 。

1、0.3572、F=ρQβv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力4、λ＝64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区8、均匀9、τ＝μ∂u/∂y第二次作业1、下列说法中，正确的说法是（ B ）A：理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒B：理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒C：理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒D：理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

第二次作业1b2错误3错误4错误56（1）不考虑分子间隙，认为介质是连续分布于流体所占据的整个空间。

（2）表征流体属性的诸物理量，如密度、速度、压强、切应力、温度等在流体连续流动时是时间与空间坐标变量的单值、连续可微函数。

这样就可利用数学分析这一有力的数学工具研究确定流体的平衡与机械运动规律。

在通常的工程问题中连续介质假设是完全合理的，因为将在此基础上获得问题的解与实验结果进行比较具有足够的精度。

研究表明，在标准状态下（1个标准大气压，温度为0℃），1mm3含有3.4×1019个水分子，分子平均自由程为3×10－7mm。

可见在通常工程问题中，要研究的流体线性尺度或流体微团的大小远远大于分子大小及其运动尺度，所以质点（微团）中包含有足够多的分子，足以体现流体的分子统计平均特性。

但是，当所研究问题的特征尺寸接近或小于分子大小及其运动平均自由程时，连续介质假设就不再适用。

例如，研究火箭在高空稀薄气体中飞行时稀薄空气的特征尺寸较大，如在120km高空处空气分子的平均自由程为1.3m，与火箭的特征尺寸比较具有相同的数量级。

此时连续介质假设就不再合理，需要用分子运动论与统计力学的微观方法研究稀薄空气动力学问题。

类似地，对于高真空泵与高真空技术中的流体，或者含有空泡的液体与高速掺气水流，亦不能用连续介质力学的方法研究问题。

7（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。

8B9B以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。

толькодля людей, которые используются для обучения, исследований и не должны использоваться в коммерческих целях.For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur für den persönlichen für Studien, Forschung, zu kommerziellen Zweck en verwendet werden.Pour l 'étude et la recherche uniquement à des fins personnelles; pas à des fins commerciales.。

综合测试题二一、填空题（每题1.5分，共15分）：1.非圆形管道的雷诺数计算数学表达式为 υυR R e = ； 2.圆管层流运动的最大流速的速度表达式为 )(4220r r gJ u -=ηρ ； 3.明渠非均匀流的佛汝德数表达式为F r = 4.水跃方程的数学表达式为 22221112c c h A gA Q h A gA Q +=+αα ； 5.液体的运动粘滞系数υ的量纲是 12-T L ；6.平面壁上静水总压力的合力作用点的数学表达式 Ay I y y C C C D += ； 7.在直角坐标系中，流线微分方程式为 zy x u dz u dy u dx == ； 8.恒定均匀流的基本方程式 gRJ ρτ= ；9.明渠水流中水波波速的数学表达式=ν 10.直角三角堰的流量计算公式为 5.24.1HQ = 。

二、选择题（每题1.5分，共15分）1.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：( )（a ）切应力和压强；(b) 切应力和剪切变形速度；(c) 切应力和剪切变形；(d) 切应力和速度2.露天水池，水深5m 处的相对压强为：( )(a)5kPa ； (b)49 kPa ；(c) 147k Pa ；(d) 205k Pa 。

3. 恒定流是：( )(a) 流动随时间按一定的规律变化；(b) 各空间点上的运动要素不随时间变化；(c) 各过流断面上的速度分布相同；(d) 迁移加速度为零。

4. 在渐变流过流断面上，动压强分布满足( )规律。

a.z+p g ρ>0b.z+p g ρ<0c.z+p gρ=c d.以上都不是 5.佛劳德数的物理意义表示：( )(a) 粘滞力与重力之比；(b) 重力与惯性力之比；(c) 惯性力与粘滞力之比； (d) 压力与粘滞力之比。

6. 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。