水力学1第二次作业 (1)
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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。
水力学 作业2-1 设水管上安装一复式水银测压计,如图所示。
试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等?题2-1图解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。
另外,静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面(1)在2号柱的水与水银交界面的水平线上,与1号柱该水平线上水银面的压强相等,该线到给定水平线距离为h ,有h p p Hg γ+=112h p p O H 2212γ+= 则h p p O H Hg )(212γγ-+=因为,O H Hg 2γγ>,所以12p p >(2)在3号柱的水与水银面的水平线上,与2号柱该水平线上水面的压强相等,显然,32p p =(3)在4号柱的水与水银面的水平线上,与3号柱该水平线上水银面的压强相等,该线到给定水平线距离为h ,有 h p p Hg γ+=334h p p O H 2434γ+= 则h p p O H Hg )(234γγ-+=因为,O H Hg 2γγ>,所以34p p >因此,1234p p p p >=>。
解这种题目时要注意:公式(1-8)只能应用于连续分布的同一种液体中,我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。
而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件,逐步分段计算。
在计算过程中,不需要算出每一个具体数值,而只需列出代数式,迭优后再作数值计算。
这样可以减少计算量。
2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器,如图所示。
已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8×103Pa ,容器内水深h=2m ,点A 距自由表面深度h 1=1m 。
如果以容器底为水平基准面,试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
题2—2解: 由γp h =将自由表面上的绝对压强转化为水头表示O H 0.19.8kN/m kpa 8.92300m p h ===γ由 h p p γ+='0 得,位置A 的绝对压强的水头表示为mh h h p p h 0.20.10.100=+=+=+='='γγ以大气压强为相对压强基准,由于绝对压强小于大气压强,液体中出现真空。
1、上下两块平行圆盘,直径均为d,间隙厚度为δ,间隙中液体的动力粘度为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩M的表达式。
2、一圆锥体绕其中心轴作等角速度ω=16 1/s旋转,锥体与固定壁面间的距离δ=1mm,用μ=0.1Pa·s的润滑油充满间隙,锥体半径R=0.3m,高H=0.5m,求作用于圆锥体的阻力矩。
3、有一块30×40cm2的矩形平板,浮在油面上,其水平运动的速度为10 cm/s,油层厚度δ=10mm,油的动力粘度μ=0.102Pa·s,求平板所受的阻力。
4、两高度差z=20cm的水管,与一倒U形管压差计相连,压差计内的水
面高差h=10cm,试求下列两种情况A、B两点的压力差:(1) γ
1为空气;
(2) γ1为重度9kN/m3的油。
5、倾斜的矩形平板闸门,长为AB,宽b=2m,设水深h=8m,试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。
6、矩形平板闸门,宽b =0.8m ,高h =1m ,若要求箱中水深h 1超过2m 时,闸门即可自动开启,铰链的位置y 应设在何处?。
1.当液体中某点的绝对压强大于当地的大气压强时,该点的相对压强为()。
A.正值B.负值C.0D.不确定答案:A2.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:C3.根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为()。
A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰答案:A4.在静止液体中,静水压强的方向总是()。
A.倾斜指向受压面B.平行于受压面C.垂直指向受压面D.背离受压面答案:C5.长度是水力学中用到的基本物理量之一,其所对应的量纲为()。
A.SB.LC.MD.T6.恒定总流的动量方程表示在单位时间内,通过控制体表面(),等于作用在该控制体上所有外力的向量和。
A.流入控制体的动量B.流出控制体的动量C.流出与流入控制体的动量差D.流出与流入控制体的动量和答案:C7.根据静水压强的特性,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.铅直方向数值最大答案:A8.均匀泄流管道的()等于()。
[注:两括号填同一字母]A.水头损失﹔同长同质的直管水头损失B.某断面流量﹔入口断面的流量C.某断面的流量﹔折算流量D.水头损失﹔同长同质的直管水头损失的三分之一答案:D9.圆管层流中,管中心处的切应力()。
A.等于零B.最大C.等于平均应力D.为总应力的2/3答案:A10.流线和迹线一般情况下是不重合的,若两者完全重合,则水流必为()。
B.非均匀流C.非恒定流D.恒定流答案:D11.弗劳德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数()。
A.急流和缓流B.均匀流和非均匀流C.层流和紊流D.恒定流和非恒定流答案:A12.压强p随水深h呈()规律变化。
A.抛物线B.直线C.双曲线D.对数关系曲线答案:B13.水跃一般发生在()的渠道中。
第一次作业1.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H =5.5 m。
由水箱至喷嘴的水头损失h w = 0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N cm2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1。
解:以过喷嘴中心的的水平为基准面,列水箱渐变流断面1-1和喷嘴出口断面2-2的能量方程H+0+0=0+0+V22/2g+0.5得喷嘴的出口流速和流量为:V2=9.9m/s Q=V2A=0.000314m3/s橡胶管内的流速为V3=Q/A3=0.706m/s对于喷嘴建立X方向的动量方程P3A3-R=βρQ(V2x-V3x)(β=1)R=P3A3-ρQ(V2-V3)=187.79(N)水流对喷嘴的冲击力R‘为手握喷嘴的所需动力。
2.如图所示为嵌入式支座内的直角弯段等径输水管,d=250mm,流量Q=0.12/s,支座前压强P1=176.4kPa(相对压强),管道中心都在同一水平面上,求支座所受到的水平力R,忽略水头损失。
解:①取支座前后两段渐变流断面分别为1-1,2-2。
过流断面由1-1,2-2建立能量方程Z1+P1/γ+α1V1/2g=Z2+P2/γ+α2V2/2g+0在水平面内Z1=Z2V1=V2=Q/A=2.466m/s取α1=α 2 P1=P2=1.8*9800=176.4KN②ρQ(0-β1V1)=P1-R XR X =8948.15N③列y方向的能量方程ρQ(β2V2-0)=R y-P2R y=8948.15R'=1254.6N R与R'大小相等,方向相反。
第二次作业11.2.第四次作业1解2解:。
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2-9 10(1.5 1.0)53.9a p p g p kpa ρ=+--=11151.9abs a p p p kpa =+= 20(1.50.5)58.8a p p g p kpa ρ=+--=22156.8abs a p p p kpa =+=1212 6.5p pZ Z m g gρρ+=+= 2-11 略2-120(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0Hg Hg p g g g g ρρρρ+---+---=0265p kpa =2-14 受压面为矩形平面 76.38c P gh kN ρω==34112c b a J m ⋅==289c D c c J y y y ω=+= 所以,作用点至A 点的距离 10'29D y y '=-= 根据合力矩守恒2cos 60'84.9o T P y T kN⋅=⋅=2-18 c P gh ρω=(sin 60)2146.5o ag H abkNρ=-⋅= sin 60(cos 60)o o T G G P f =⋅++⋅45.9T 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 e h h +=+ 21sin h H h H a θ==-1.13e m =2-21 仅考虑左侧水:11144.1x c x P gh kN ρω== (→) 1134.6z P gV kN ρ== (↑)仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN ρω== (←)2217.32z P gV kN ρ== (↓)综合两侧水1233.08x x x P P P kN =-= (→)1217.32z z z P P P kN =-= (↑) 总压力37.34P kN ==tan ZxP P θ=2-23 分析上半球0x P =232[()]3ZP gVT n n g R H R R n ρρππ===+-第三章作业答案3-32max 000.0342max max 00[(1())]1/20.212/rrQ ud u d r u u r r L sωωωωπ==-=-⋅⋅=⎰⎰0.075/Qv m s ω==3-6 根据连续性方程123Q Q Q =+34/v m s =3-7根据连续性方程123Q Q Q =+234ωω= 22231482.3370.58m mωω==3-11建立能量方程22111222121222122122()2.252hg p p v p v z z g g g gz z p p v v h m g g ααρρρρρρ++=++=---===油油油油油51.1/Q L s μ==3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p v p v z z g g g gz z p ααρρ++=++==联立连续性方程 1122v v ωω= 2 4.9/v m s = 在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232v H m g== 3-18 建立能量方程22111222121212221.8 1.680p v p v z z g g g gz m z mp p ααρρ++=++====连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v ⋅=--⋅=⋅13111.23/5.98/v m s Q v m sω===3-20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/v v v m s ===建立动量方程,沿X 轴方向:11221212cos 600cos 60o oQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Qρρρ--=-=+=连续性方程12(1cos 60)2(1cos 60)2o o QQ QQ =+=- 313225.05/8.35/Q m s Q m s==建立动量方程,沿Y 轴方向:0(sin60)1969o y R Q v N ρ=--=3-23 在A-A ,B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A b v m s v m s==221112221212222175.7p v p v z z g g g gz z p kNααρρ++=++==在A-A ,B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向:1cos 60(cos 60)sin 60sin 60o o A A B B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv ρρ--=-+=-54555984y x R N R N==3-24 (1)建立能量方程2212120022v v h h g g++=++连续性方程1122h v h v =3228.9215)998(v v +⨯⨯=+ 0294107232=+-v v s m v /512.82= m h 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 '。
水力学作业1(第1、2章)一、单项选择题(每小题3分,共计12分)1.静止液体中同一点各方向的静水压强( a )a、大小相等;b、大小不等;c、仅水平方向数值相等;d、铅直方向数值为最大。
2.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。
3.液体只受重力作用,则静止液体中的等压面是(b)a、任意曲面;b、水平面c、斜平面;d、旋转抛物面。
4.液体中某点的绝对压强为88kN/m2,则该点的相对压强为(b)a、10 kN/m2b、-10kN/m2c、12 kN/m2d、-12 kN/m2二、填空题(每小题3分,共计9分)1.牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿流体。
2.液体中某点的相对压强值为20kN/m2,则该点的绝对压强值为118kN/m2,真空度为不存在。
3.当压力体与受压面位于同一侧,则铅垂方向作用力的方向是向下。
三、判断题(每小题3分,共计9分)1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。
(√)2.图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点C重合。
(×)3.静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。
(×)四、问答题(每小题5分,共计10分)1.液体的基本特征是什么?答:液体的基本特征是易流动、不易被压缩、均匀等向的连续介质。
2.什么是液体的粘滞性?它对液体运动有什么影响?答:对于流动的液体,如果液体内部的质点之间存在相对运动,那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生,我们把液体的这种特性称为粘滞性;由于粘滞性的存在,液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量,所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。
五、作图题(每小题5分,共计10分)1.试绘制图中AB面上的静水压强分布图2.试绘制图中曲面ABC上的水平方向静水压强分布图及压力体图题5 – 1 题5 - 2六、计算题(共4题,计50分)1. 如图所示,平板在水面上作水平运动,速度为v=10cm/s,平板与下部固定底板的距离为δ=1mm,平板带动水流运动速度呈直线分布,水温为20C,试求:作用平板单位面积上的摩擦力。
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:①h1>h2 B:②h1=h2C:③h1<h2D: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。
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。
大工14秋《水力学》在线作业1
一,判断题
1. 能量方程的应用中,在有水泵时H’前取负号。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:A
2. 渐变流过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律相同。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:B
3. 当用谢才公式计算沿程水头损失时,其谢才系数C可用曼宁公式进行计算。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:B
4. 流线是某一时刻通过流场中的一点画出的一条瞬时空间曲线,在该时刻所有液体质点的流速向量与该曲线相垂直。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:A
5. 圆管层流的切应力沿径向直线分布。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:B
6. 恒定总流能量方程应用时,压强标准不可以任意选取,只能选用绝对压强。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案:A
7. 液流中的剪切变形速度等于位移梯度。
A. 错误
B. 正确。
(0744)《水力学》网上作业题及答案1:第一次作业2:第二次作业3:第三次作业4:第四次作业5:第五次作业6:第六次作业1:[论述题]何为水跃?何为水跌?参考答案:答:水跃是明渠水流由急流(h<h k)向缓流(h>h k)过渡时短流程内的一种水面急剧跃升的局部水力现象;水跌是明渠水流由缓流过渡到急流,水面急剧降落的局部水力现象。
2:[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。
3:[填空题]在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中,不能够发生均匀流的底坡是。
参考答案:是平坡、负坡4:[填空题]水在直径为1cm的圆管中流动,流速v=1m/s,运动粘度ν=0.01cm2/s,雷诺数= ,水流为流。
参考答案:雷诺数= 10000 ,水流为紊流。
5:[单选题]莫迪图A:适用于层流、紊流各流区B:只适用于紊流光滑区C:只适用与紊流过渡区D:只适用于阻力平方区参考答案:A6:[单选题]堰流的流量Q与堰前水头的H()成正比。
A:1次方B:2次方C:3/2次方D:1/2次方参考答案:C1:[单选题]圆管粗糙紊流中,沿程水头损失与断面平均速度的A:0.5次方成正比B:1.0次方成正比C:1.75次方成正比D:2.0次方成正比参考答案:D2:[判断题]渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流,并且无渗透变形。
参考答案:正确3:[判断题]紊流切应力包含粘滞应力和雷诺应力,故紊流的沿程能量损失高于层流。
参考答案:正确4:[单选题]平衡液体中的等压面必为A:水平面B:斜平面C:旋转抛物面D:与质量力相正交的面参考答案:D5:[论述题]正常工作条件下,作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力是否相同?为什么?参考答案:、答:正常工作条件下,作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力不同,管嘴出流大于孔口出流,其原因是圆柱型外管嘴的收缩断面处出现真空,加大了出流能力。