水力学作业答案
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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-⨯⨯=τ Pa 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。
《水力学》试题及参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、水击现象与调压系统的液面波动都属于()。
A、恒定流B、渐变流C、非恒定流D、急变流正确答案:C2、堰流及闸孔出流都属于明渠()。
A、缓流B、均匀流C、渐变流D、急变流正确答案:D3、水力计算中的工程大气压强值是()千帕。
A、98B、101C、100D、101.293正确答案:A4、与静水压强的量测相似,可以用()来测量动水压强。
A、测压管B、虹吸管C、比压计D、差压计正确答案:A5、突然扩大管段的测压管水头线沿程。
()A、保持水平B、不确定C、上升D、下降正确答案:C6、测量液体中某一点的相对压强值可以用()。
A、测压管B、比压计C、压差计D、差压计正确答案:A7、管道中心处的切应力为(),沿半径方向逐渐增大,管壁处达到最大。
A、0B、0.4PaC、0.3PaD、0.2Pa正确答案:A8、管嘴出流的泄流量( )孔口出流的泄流量。
A、相等B、不确定C、大于D、小于正确答案:C9、有一定大小尺寸的实际水流一般称为()。
A、元流B、微小流束C、流管D、总流正确答案:D10、均质孔隙介质中渗流流速与水力坡度的一次方成(),并与土的性质有关。
A、对数关系B、反比C、平方关系D、正比正确答案:D11、堰流为自由出流,其淹没系数()1.0。
A、等于B、小于C、小于等于D、大于正确答案:A12、总水头线与基准面之间的几何高度代表了()的大小。
A、流速水头B、测压管水头C、总水头D、压强水头正确答案:C13、若压力体为实()压力体,则作用于曲面上的静水总压力的垂直分力的方向()。
A、与曲面正交B、铅垂向下C、铅垂向上D、与曲面的切平面正交正确答案:B14、水力坡度是表示单位重量液体在单位流程上的()。
A、水头损失B、位置升高C、位置降低D、压强降低正确答案:A15、圆管均匀层流的流速分布为()。
A、抛物线B、指数曲线C、直线D、对数曲线正确答案:A16、水跃函数曲线的上支为增函数,水流为缓流,代表()。
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。
水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
(√)2、图中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。
(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
?×?4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当Fr>1为急流。
(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
(×)6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
(×)6、达西定律适用于所有的渗流。
(×)7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
(√)8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
(×)11、层流的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、在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等,但底坡不同,因此它们的正常水深不等。
(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
(√)16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
?×?17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
(√)20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
?×?21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)22、静止水体中,某点的真空压强为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、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)26、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。
(0744)《水力学》网上作业题及答案第一次作业[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[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]管轴高程沿流向增大的等直径管道,其管轴压强沿流向( )A:增大B:减小C:不变D:不定参考答案:B[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[填空题]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参考答案:均匀[填空题]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 .参考答案:光滑区→过渡粗糙区→粗糙区[填空题]明渠均匀流的力学特征是 .参考答案:重力沿流程的分量=边壁摩阻力[填空题]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。
参考答案:F=ρQβv (方向水平向右)第二次作业[单选题]水的动力粘度随温度的升高而A:增大B:减小C:不变D:不定参考答案:B[判断题]层流均匀流断面动量修正系数为2参考答案:错误[判断题]水深相同的静止水面一定是等压面。
参考答案:错误[单选题]牛顿流体具有A:扩散并充满整个容器的特性B:在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性C:实际上绝对不可压缩的性质D:切应力与运动状态无关的性质参考答案:B[判断题]恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。
参考答案:错误[论述题]“恒定流一定是均匀流”,这种说法是否正确?为什么?参考答案:答: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。
[论述题]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?参考答案:答: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。
水力学课后习题答案(共9篇)[模版仅供参考,切勿通篇使用]小学作文水力学课后习题答案(一):压强水头水力学压强和水头有什么关系?课后题书上应该有吧,总水头=重力水头+静压水头+动压水头,重力水头跟高度有关,静压水头跟压强有关,动压水头跟流体流速有关. 水力学课后习题答案(二):·····书课后习题答案····人民教育出版社的好像有一个很严重的问题.1、你没告诉我你用什么版本的书2、你要那本书的哪个答案... 水力学课后习题答案(三):第一章课后习题的所有答案1节一. 3.(1)略(2)略(3)2 4.(1)白色黑色(2)性状分离白毛羊为杂合子,杂合子在自交时会出现性状分离现象2节一. 1(1)×(2)×二,(1)YyRr yyRr (2)黄色皱粒、绿色皱粒1:1 1/4 (3)YyRR、YyRr 2或4 如果是YyRr与yyrr杂交,比值为黄色圆粒:绿色圆粒:黄色皱粒:绿色皱粒=1:1:1:1;如果是YyRR与yyrr杂交,比值为黄色圆粒:绿色圆粒=1:1自我检测一.1.× 2.× 3.×这是我参考书上的答案. 水力学课后习题答案(四): 课后第3题答案水力学课后习题答案“斩钉截铁”形容说话办事果断,毫不犹豫.说明在生与死的考验面前,马宝玉丝毫没有犹豫,表现出五壮士坚定不移和不畏牺牲的精神.“石头想雹子一样”形容石头非常密集,想雹子一样迅猛,有力.充分表现出五壮士英勇杀敌的决心和与敌人奋战到底的英雄气概. 水力学课后习题答案(五):课后练习第三题答案.具体些答:1.(1)多了一个别名;开始建筑时间,建成时间,重修时间;损毁原因;历史意义;石狮数量;有汉白玉石碑;是燕京八景之一;77事变由这里开始;是我国重点保护单位.(2)不是,因为课文重点主要是介绍桥,所以其它可以不写.2.(1)写作者在卢沟桥旁寄宿的事(2)它是从作者的第一人称的角度写的,而课文中的是从客观的角度写的.水力学课后习题答案(六):课后题答案,全要,标清题号水力学课后习题答案一、反复阅读课文,找出文中表达作者观点的关键语句.思考一下,作者为什么提出要“敬畏自然”?为什么说“敬畏自然”就是“敬畏我们自己”?表达作者观点的关键语句是:“我们再也不应该把宇宙的其他部分看做只是我们征服的对象,再也不应该把其他生物仅仅看做我们的美味佳肴,而首先应该把它们看做是与我们平等的生命,看做是宇宙智慧的创造物,看做是宇宙之美的展示者,首先应该敬畏它们,就像敬畏我们自己一样.敬畏它们,就是敬畏宇宙,敬畏自然,就是敬畏我们自己.”作者之所以提出要“敬畏自然”,是因为人们常常把人与自然对立起来,宣称要征服自然,这种观点有其合理的一面,但走到极端往往违背自然规律,破坏自然,导致自然界的惩罚.只有认识自然的伟大,爱护自然,人类才能求得与自然的和谐发展.“敬畏自然”之所以就是“敬畏我们自己”,是因为人类与自然都是宇宙智慧的创造物,都是宇宙生命的组成部分,尽管生命的存在形式不同,生命形态有高低之别,但都是平等的生命,都是兄弟,所以敬畏自然,就是敬畏智慧,敬畏生命,就是敬畏我们自己.再则,敬畏自然,就是爱护自然,爱护人类生存的家园,就是爱护我们自己.二、本文许多语句富有哲理,请仔细体会下面几句话的含义,并与同学交流看法.1.人类为自己取得的这些成就而喜形于色,然而,谁能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱呢?2.宇宙之所以创造智慧生物是为了进行自我认识,为了欣赏她自己壮丽无比的美.3.人类并不孤独,在宇宙中处处是我们的弟兄.本题意在引导学生揣摩课文中富有哲理的语句,加深对课文主旨的理解.1.掉入陷阱,就是危机.这句话的意思是,人类开采煤炭、石油、天然气以及其他各种矿物,留下了无数矿坑,相当于人类给自己“挖坑”,在未来很可能酿成严重后果,危及人类自身.2.这句话的意思是,宇宙创造了人类这种智慧生物,等于宇宙长出了大脑,有了自我认识的工具,人类对宇宙的认识即是宇宙对自己的认识.这句话是把宇宙拟人化,把人类的出现,说成是宇宙有目的的创造.3.宇宙的一切,包括人类,都是宇宙生命的构成部分,人类之外的一切,也是生命的种种存在形式,所以它们与我们是平等的生命,是我们的弟兄.三、本文多处运用反问句.反问是一种用疑问句式来表达确定意思的修辞方法.用否定句来反问,表达的是肯定的意思;用肯定句来反问,表达的是否定的意思.反问的作用是加强语气,加重语言的力量,激发读者的感情,给读者造成深刻的印象.例如“谁说宇宙是没有生命的”?这比用一般判断句“宇宙是有生命的”语气更强烈,意思更肯定.试从课文中找出几个反问句,并把它们变换成一般陈述句,然后比较一下,这两种句式的表达效果有什么不同.本题结合课文学习反问这种修辞手法,体会反问的表达效果.反问句:我们有什么理由和资格嘲笑古人,在大自然面前卖弄小聪明呢?陈述句:我们没有理由和资格嘲笑古人,在大自然面前卖弄小聪明.反问句更有力地强调嘲笑古人、在大自然面前卖弄小聪明是毫无理由、毫无资格的.反问句:谁能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱呢?陈述句:谁也不能断言那些狼藉斑斑的矿坑不会是人类自掘的陷阱.反问句语气更强烈,更发人深省.反问句:那永恒的运动、那演化的过程,不正是她生命力的体现吗?陈述句:那永恒的运动、那演化的过程,正是她生命力的体现.反问句更能激发读者的思考,语气也更强烈.反问句:你难道没有听到石头里也有生命的呐喊吗?陈述句:你曾听到石头里也有生命的呐喊.反问句语气更强烈,且有催人深思的效果.四、长期以来,人类宣称自己是“万物之灵”,这篇课文的作者却提出人类“只是大自然机体上普通的一部分”,其他生物都是与人类平等的生命.对这个问题,你有什么看法,根据是什么?有兴趣的同学可以组成小组,搜集资料,并出一期“人与宇宙之谜”的专刊.本题旨在培养独立思考精神,培养实事求是、崇尚真知的科学态度,鼓励学生发表自己的看法,鼓励学生与作者平等对话.学生不仅要发表看法,而且应尽量说出根据来.教师应该引导学生搜集资料,根据事实来思考问题,形成自己的看法水力学课后习题答案(七):水力学习题水头损失一章预应力混凝土输水管直径为D=300mm,长度l=500m,沿程水头损失hf=1m.试用谢才公式和海曾威廉公式分别求解管道中的流速.用谢才公式:水力半径R=D/4=/4= ,水力坡度J=hf/l=1/500=糙率n=谢才系数C=R^(1/6)/n=^(1/6)/=50管道中的流速V=C(RJ)^(1/2)=50*(*)^=/s用海森威廉公式:由海森威廉公式D=(^/C^/hf)^(1/)得:V=^^取系数C=100,得V=*100*^*^=/s 水力学课后习题答案(八): 水力学习题盛水容器的形状如图所示,已知各水面的高程△1=,△2=,△3=,△4=,求1,2,3,4点的相对压强?不好意思图形我不会画,是上底长下底短,哪位高手帮忙能解决吗?各点的正常压强求出来后,以其中某一点作为零点其余的各点压强同时减去这点的压强,就是其他点相对与这点的压强水力学课后习题答案(九):求理论力学第七版课后习题答案1、很高兴为您回答,但我没有题目内容啊!2、自己亲自做吧.网上(如:百度文库)可能查找到一些答案,一般不全.对搞不懂的题目,可以上传题目内容,以方便为你回答.。
《水力学》练习题库(含参考答案)一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、从达西公式及沿程水头损失的变化规律来看,渗流符合()。
A、急流B、层流C、缓流D、紊流正确答案:B2、明渠均匀流中,水流在一定距离上因渠底高程降落而引起的势能减小值恰好用于克服水头损失,从而保证了()沿程不变。
A、动能B、总机械能C、位能D、势能正确答案:A3、对河渠或管道而言,流量的大小实际上反映了河渠或管道的()。
A、断面尺寸B、水力坡度C、断面形状D、过流能力正确答案:D4、渗透系数是反映土壤()的一个综合指标,其大小主要与土颗粒的形状、大小、级配及水温有关。
A、容水能力B、持水能力C、给水能力D、透水能力正确答案:D5、从一点分开而不在另一点汇合的管道称为()。
A、管网B、分叉管道C、并联管道D、串联管道正确答案:B6、闸孔出流的流量系数综合反映水流能量损失和收缩程度对()的影响。
A、过流能力B、闸后流速分布C、闸前流速分布D、收缩水深正确答案:A7、水击现象与调压系统的液面波动都属于()。
A、急变流B、恒定流C、非恒定流D、渐变流正确答案:C8、在水力学中,通常把水的密度视为常数,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,其值为()kg/m3。
A、900B、1030C、800D、1000正确答案:D9、()是某一瞬时在流场中绘出的曲线,该曲线上每一点处的流速矢量均与该曲线相切。
A、迹线B、等速线C、等势线D、流线正确答案:D10、如果泄水建筑物下游收缩断面水深相共轭的跃后水深小于下游水深,则可以判定泄水建筑物下游发生()衔接。
A、远驱水跃B、临界水跃C、淹没水跃D、稳定水跃正确答案:C11、河道中的洪水过程及潮汐现象是典型的()例子。
A、恒定流B、非恒定流C、均匀流D、非均匀流正确答案:B12、当明渠水流的雷诺数大于 500 时,可以判断液流型态为()B.。
A、层流B、紊流C、缓流D、急流正确答案:B13、堰流的()间接地反映堰的过流能力大小。
1.1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--=== 1.2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1.2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519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
1.3 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?15,20,4s cm h cm h cm===(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 =。
(2)轻油测压管在页面处。
答案说明以下答案是由老师自己做出来的,其中的每一题的画图都省略了,希望同学们自己在做题过程中补充上完整的图形。
在答案电子话过程中可能会有一些错误,希望同学们可多提宝贵意见。
第二章作业答案2-91(1.5 1.0)53.9ap p g p kpa 11151.9absap p p kpa 20(1.50.5)58.8ap p g p kpa22156.8abs a p p p kpa 12126.5p p Z Z mg g2-11 略2-12(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0HgHgp g g g g 0265p kpa2-14 受压面为矩形平面76.38c Pgh kN34112cb a J m 289cDccJ y y y 所以,作用点至A 点的距离10'29Dy y 根据合力矩守恒2cos 60'84.9oT P y TkN2-18cP gh (sin60)2146.5oa g H ab kNsin 60(cos60)ooTG G P f45.9T kN闸门的静水压强分布图为梯形,根据梯形的压力中心距底部距离的计算公式12122()3h h a eh h 21sinh H h Ha 1.13e m2-21仅考虑左侧水:11144.1x c x P gh kN ()1134.6z P gV kN()仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN ()2217.32z P gV kN ()综合两侧水1233.08x x x P P P kN () 1217.32zz z P P P kN ()总压力22()37.34xyPP P kNtanZ xP P 2-23分析上半球xP 232[()]3ZP gVTn n g R H R R n第三章作业答案3-32max 00.0342max max00[(1())]1/20.212/rrQ udu d r u u r rL s0.075/Qvm s3-6根据连续性方程123Q Q Q 34/v m s3-7根据连续性方程123Q Q Q 23422231482.3370.58mm3-11 建立能量方程22111222121222122122()2.252hgpp v p v z z g gggz z p p vv h mgg油油油油油2.2551.1/Q K L s3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p vp vz z g gggz z p 联立连续性方程1122v v 24.9/v m s在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232vHmg3-18建立能量方程22111222121212221.8 1.680p vp vz z g g ggz m z mp p 连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v 13111.23/5.98/v m s Qv m s3-20建立的坐标系比较特别,X 轴沿着1Q 方向,Y 轴与X 轴垂直根据能量方程可知1268.1/vv v m s建立动量方程,沿X 轴方向:11221212cos600cos60ooQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Q连续性方程12(1cos60)2(1cos60)2ooQ Q Q Q 313225.05/8.35/Q m s Q m s建立动量方程,沿Y 轴方向:(sin60)1969oyR Q v N3-23在A-A ,B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A bv m s v m s221112221212222175.7p vp vz z g gggz z p kN在A-A ,B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向:1cos60(cos 60)sin 60sin 60ooA AB B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv 54555984y xR N R N3-24 (1)建立能量方程22121222vvh h gg连续性方程1122h v h v 3228.9215)998(vv 0294107232v vs m v /512.82mh v v h 762.15512.831212(2)以1-1断面和2-2断面之间的水体为控制体,并假设整个坝面对水体的水平反力为F 。
1.1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--=== 1.2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1.2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519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
1.3 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?15,20,4s cm h cm h cm===(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 =。
(2)轻油测压管在页面处。
1.1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--=== 1。
2 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1.2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519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
1。
3 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?15,20,4s cm h cm h cm===(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 =。
(2)轻油测压管在页面处.11211222gh gh ph h h g g ρρρρρρ+'===+,其中h '为轻油测压管中液面高度;h 为测压管位置距分界面的距离。
1.1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--=== 1.2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1.2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519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
1.3 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?15,20,4s cm h cm h cm===(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 =。
(2)轻油测压管在页面处。
水力学作业答案水力学作业答案第3章一、选择题(略)二、判断题(略)三、简答题1.述流体运动的两种方法是什么?简述其内容。
答:(略)2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答:①平移②线变形③角变形④旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
(改为:写出恒定平面势流中流函数具有的性质,流函数与流速势的关系。
)答:流函数具有的性质①流函数相等的点组成的线即流线,或曰,同一流线上个点的流函数为常数。
②两流线间的函数值之差为为单宽流量。
③平面势流的流函数为一个调和函数。
答:流函数与流速势的关系①流函数与势函数为调和函数。
②等势线与等流函数线正交。
4.什么是过流断面和断面平均流速?为什么要引入断面平均流速?答:与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5.如图所示,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:(1)当阀门开度一定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流还是非恒定流?是均匀流还是非均匀流?(2)当阀门开度一定,上游水位随时间下降,这时管中是恒定流还是非恒定流?(3)恒定流情况下,当判别第II段管中是渐变流还是急变流时,与该段管长有无关系?答:(1)是恒定流。
Ⅰ、Ⅲ是均匀流,Ⅱ是非均匀流。
(2)管中为非恒定流。
(3)有。
管段相当长为渐变流,管段较短为急变流。
四、计算题(解题思路)1.恒定二维流动的速度场为 ay u ax u yx-==,,其中1=a 秒-1。
(1)论证流线方程为C xy =;(2)绘出C =0、1及4m 2的流线;(3)求出质点加速度的表达式。
解:(1)流线方程为:yx u dyu dx = 代入数值推导(2)(略) (3)由:yuu x u u t u a x y x x x x ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
y u u xu u tu a yyyxyy ∂∂+∂∂+∂∂=代入数值求解。
答案: x a a x 2= y a a y2=2.试检验下述不可压缩流体的运动是否存在? (1)xy z y x u z y u y x u zy x ++-=+=+=)(4,2,222 (2)xyt u xzt u yzt u zy x ===,,解:由连续性微分方程,zu y u x u zy x ∂+∂+∂=0 流体的运动存在,反之流体的运动不存在。
答案:(1)代入数值求解, 流体的运动不存在。
(2)代入数值求解,流体的运动存在。
3.水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出,出口流速s m V /13=,如图所示。
求流量及其它管道的断面平均流速。
解:应用连续性方程(1)流量:==33A v Q 4.91s l /103-⨯(2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02= 。
4 如图铅直放置的有压管道,已知d 1=200mm ,d 2=100mm ,断面1-1处的流速v 1=1m/s 。
求(1)输水流量Q ;(2)断面2-2处的平均流速v 2;(3)若此管水平放置,输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化?(4)图a 中若水自下而上流动,Q 及v 2是否会发生变化?解:应用连续性方程(1)4.31=Q s l / (2)s m v /42= (3)不变。
(4)流量不变则流速不变。
5 已知某流场的流速势为)(222y x a -=ϕ,a 为常数,试求xu 及yu 。
解:ax u x= ay u y=6. 对于xy u x 2=,222y x a u y-+=的平面流动,a 为常数。
试分析判断该流动: (1) 是恒定流还是非恒定流?(2) 是均匀流还是非均匀流?(3) 是有旋流还是无旋流?解:应用质点加速度数学表达式y u u x u u t u a x y xx xx ∂∂+∂∂+∂∂=yu u xu u t u a yy yxyy ∂∂+∂∂+∂∂= 求解。
看时间加速度与迁移加速度判别是恒定流还是非恒定流;是均匀流还是非均匀流。
答案: (1)是恒定流。
(2)是非均匀流 (3)用无旋流数学表达式)(21xu y u yx z ∂∂-∂∂=Ω求解,是无旋流第4章一、选择题(略)二、判断题 (略)三、简答题1.说明总流能量方程中各项的物理意义。
答:(略)2.写出实际流体恒定元流的伯努利方程和实际流体恒定总流的伯努利方程,并指出他们的区别? 答:(略)3.应用恒定总统能量方程时,为什么把过流断面选在渐变流段或均匀流段?答:因为建立恒定总流的伯努利方程时,把)(gp z ρ+作为常数提到积分号外面,只有渐变流断面或均匀流断面的c gp z =+ρ 。
4 在写总流能量方程时,过流断面上的代表点、基准面是否可以任意选取?为什么?答:可以。
因为渐变流断面或均匀流断面的c gp z =+ρ。
5 关于水流流向问题有如下一些说法:“水一定由高处向低处流”;“水是从压强大向压强小的地方流”;“水是从流速大的地方向流速小的地方流”。
这些说法是否正确?为什么?如何正确描述?答:(1)“水一定由高处向低处流”,(不对),对明渠水流是对的,对有压管流不一定。
“水是从压强大向压强小的地方流” (不对),在有压管流中常常有从压强小向压强大的地方流的现象。
(2)正确描述时,流体的运动方向总是由单位重量流体能量大的位置流向单位重量流体能量小的位置。
(不能单从位能或压能一个角度比较)6 总流的动量方程为)v v (Q F 1122 ββρ-=∑,试问:(1)F ∑中包括哪些力?(2)如果由动量方程求得的力为负值说明什么问题?答:(1)一般为表面力、重力,(惯性力、摩擦力、弹性力含在待求的力中了)(2)求得的力为负值说明原假设的力的方向不对,反向即可。
四、计算题(解题思路)1.在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度gp ρ1为1.5m ,过流面积A 1为0.05m 2;过流断面2-2的面积A 2为0.02m 2;两断面间水头损失ωh 为g2v 5.021;管中流量Q 为20l/s ;z 1为2.5m ,z 2为1.6m 。
试求断面2-2的测压管高度gp ρ2。
(提示:注意流动方向)。
解: ① 能量方程可以求解位能、压能、流速与能量损失。
求测压管高度即求压强,自然要想到用能量方程。
② 向未知情况下,流动方向可以假定。
③先求出21,v v④列能量方程求解答案:g p ρ2= -2.289mH 2o (1流向2) ; gp ρ2= -1.473 mH 2o (2流向1)2. 如图所示,从水面保持恒定不变的水池中引出一管路,水流在管路末端流入大气,管路由三段直径不等的管道组成,其过水面积分别是A 1=0.05m 2,A 2=0.03m 3,A 3=0.04m 2,若水池容积很大,行近流速可以忽略(v 0≈0),当不计管路的水头损失时,试求:(1)出口流速v 3及流量Q ;(2)绘出管路的测压管水头线及总水头线。
解: (1) 因为不计管路的水头损失,此题为理想流体的流动。
① 因为是理想流体,作用水头完全转化为动能。
②先解出第3条管中断面平均流速,在求流量。
答案:s m v /90.93= s m q /396.03= (2)绘出管路的测压管水头线及总水头线步骤:①因为是理想流体,不计水头损失,故总水头线为水平。
② 计算各段流速水头gv 22。
③总水头线下方减去1个流速水头得测压管水头线。
(测压管水头线及总水头线图,略)3.如图一管路,A、B两点的高差Δz=1m,点A处直径d A=0.25m,压强p A=7.84N/cm2,点B 处直径d B=0.5m,压强p B=4.9N/cm2,断面平均流速V B=1.2m/s。
判断管中水流方向。
解: 判断管中水流方向,,要从单位重量流体总的机械能考虑,总是单位重量流体总的机械能大的位址向单位重量流体总的机械能晓得的地方。
(1)计算A点与B点单位重量流体总的机械能。
(2)比较A点与B点单位重量流体总的机械能的大小。
答案:从A流向B 。
4.在水平安装的文丘里流量计上,直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh为20cm,已知水管直径1d为10cm,喉部直径2d为5 cm,当不计水头损失时,求通过流量Q。
解: 可以直接用公式h K Q ∆=6.12求解,也可以流能量方程推导公式求解。
答案:s m Q /01425.03=5.为将水库中水引至堤外灌溉,安装了一根直径d 为15cm 的虹吸管(如图),当不计水头损失时,问通过虹吸管的流量Q 为多少?在虹吸管顶部s 点处的压强为多少?(题有问题)解: 此题属理想流体的水力计算,作用水头转化为动能。
s 点处的压强进考虑位能、动能压能之间的转化。
(1)列上游水面到管出口间的能量方程求流量,s m Q /1355.03=(2)列上游水面到s 点处的能量方程求s 点处的压强,o mH gp s 25-=ρ6.一平板闸门宽b 为2m ,当通过流量Q 为8m 3/s 时闸前水深h 为4m ,闸孔后收缩断面水深h C 为0.5m ,求作用于平板闸门上的动水总压力(不计摩擦力)。
解: 此题为用动量方程求解作用力。
因为流量未知,涉及到连续性方程、能量方程、动量方程这三大方程的联合应用。
(1)取控制面(脱离体)(上游过流断面与C-C 断面之间)(2)画出相对压强分布图,全面并分析、计算外力(上游过流断面压力P1,C-C断面压力P2 ,重力沿水流方向的分力为0,设平板闸门对水的动水总压力为R ,方向向左。
(3)因为流量未知先列能量方程求流速。
(4)列出的能量方程由21,v v两个未知量,用连续性方程消掉1个未知量。
求出流量、流速。
(5)列动量方程求解作用力。
答案:作用于平板闸门上的动水总压力R= 93.5 kN, 方向向右。
7.如图溢流坝,上游断面水深h1=1.5m,下游断面水深h2=0.6m,略去水头损失;求水流对2m 坝宽(垂直纸面)的水平作用力。
注:上、下游河床为平底,河床摩擦力不计,为方便计算取ρ=1000kg/m3,g=10m/s2。
解: 此题与上题解完全相同。
答案:R= 3.46kN, 方向向右。
第5章一、选择题(略)1. 管道中液体的雷诺数与()无关。
A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm,其中液体平均流速为20cm/s。
液体粘滞系数为0.0114cm3/s,则此管中液体流态为()。
A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是()A呈抛物线分布 B.呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D.呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的()A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的()成正比.A. 一次方B.二次方C.三次方D.四次方6.圆管的水力半径是 ( )A. d/2B. d/3C. d/4D. d/5.7.7.谢才公式中谢才系数的单位是()A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D.s m 2 8. 判断层流和紊流的临界雷诺数是A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题 (略)1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。