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水力学习题1一、单项选择题1.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( )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是A.1-1断面和2-2断面B.2-2断面和3-3断面C.1-1断面和3-3断面D.3-3断面和4-4断面3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是( )A.Q A>Q BB.Q A=Q BC.Q A<Q BD.不能确定4.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 A，两管的水头损失关系为( )A.hfB =hfAB.hfB =2hfAC.hfB =1.41hfAD.hfB =4hfA5.如图所示，水泵的扬程是( )A.z1B.z2C.z1+ z2D.z1+ z2+h w6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( )A.给定水深h，求底宽bB.给定宽深比β，求水深h与底宽bC.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽bD.给定水力坡度J，求水深h与底宽b7.断面单位能量e随水深h的变化规律是( )A.e存在极大值B.e存在极小值C.e随h增加而单调增加D.e随h增加而单调减少8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( )A.M3型B.C3型C.S3型D.H3型9.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10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( )A.vlv2B.v lv2C.v lv22D.vlv二、填空题（不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。
水力学模拟试题及答案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、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m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=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，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0.1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。
水力学考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 水力学中，流体的连续性方程描述的是（）。
A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案：A解析：连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程，它表明在没有质量源或汇的情况下，流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。
2. 伯努利方程适用于（）。
A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案：B解析：伯努利方程适用于不可压缩流体，即流体的密度在流动过程中保持不变。
3. 在流体流动中，雷诺数（Re）是描述流体流动状态的重要参数，它与（）无关。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案：B解析：雷诺数是流体流动状态的无量纲数，它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关，但与流体的粘度无关。
4. 流体在管道中流动时，若管道直径增大，则流速（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：D解析：根据连续性方程，流体的流速与管道的横截面积成反比。
若管道直径增大，而流量保持不变，则流速会减小；若流量增加，则流速可能增大或减小，具体取决于流量的增加程度。
5. 流体的粘性是由于（）。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的粘性是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。
6. 流体的表面张力是由于（）。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。
7. 在流体流动中，若流速增加，则流体的动能（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：A解析：流体的动能与流速的平方成正比，因此流速增加时，流体的动能也会增加。
8. 流体的压强能是由于（）。
水力学简单题库及答案1. 什么是水力学？水力学是研究液体运动规律的科学，主要研究液体在静止和流动状态下的行为。
2. 水力学中的连续性方程是什么？连续性方程是描述液体质量守恒的方程，表达式为：\[ Q_1 = Q_2 \] 其中 \( Q \) 表示流量，即单位时间内流过某一截面的液体体积。
3. 伯努利方程是什么？伯努利方程是描述理想流体在流动过程中能量守恒的方程，表达式为：\[ P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数} \] 其中 \( P \) 是压力，\( \rho \) 是流体密度，\( v \) 是流速，\( g \) 是重力加速度，\( h \) 是高度。
4. 水头损失有哪些类型？水头损失主要有三种类型：局部损失、沿程损失和入口损失。
5. 什么是雷诺数？雷诺数是一个无量纲数，用于描述流体流动的特性，表达式为：\[ Re = \frac{\rho v L}{\mu} \] 其中 \( \rho \) 是流体密度，\( v \) 是流速，\( L \) 是特征长度，\( \mu \) 是流体的动态粘度。
6. 什么是管道的流量系数？管道的流量系数是一个无量纲系数，用于描述管道在给定的压差下流量的能力，表达式为：\[ C_v = \frac{Q}{\sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}} \]7. 什么是水力梯度线？水力梯度线是表示管道或渠道中不同位置的水头变化的曲线，通常用于分析管道或渠道的水力特性。
8. 什么是临界流速？临界流速是指流体在管道中流动时，从层流过渡到湍流的临界状态的流速。
9. 什么是水力半径？水力半径是描述管道或渠道截面特性的参数，定义为截面面积与湿周的比值。
10. 什么是水力坡度？水力坡度是表示管道或渠道中水流能量变化的参数，定义为单位长度的水头损失。
11. 如何计算管道的沿程损失？管道的沿程损失可以通过达西-韦斯巴赫公式计算：\[ h_f =\frac{f L Q^2}{2.5 g A^2} \] 其中 \( h_f \) 是沿程水头损失，\( f \) 是摩擦系数，\( L \) 是管道长度，\( Q \) 是流量，\( g \) 是重力加速度，\( A \) 是管道横截面积。
1. 下列物理量中，有量纲的数为（ ）a) A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b) C ．渗流系数k D. 堰流流量系数m 2. 缓坡明渠中的均匀流是（ ）a) A ．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3. 管流的负压区是指测压管水头线（ ）A 在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C ． 在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分4. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ ）A ．h 1>h 2 B. h 1<h 2 C. h 1=h 2 D. 无法确定 5. 对于并联长管道，每根管道的（ ）相等。
A ．流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度 6. 平衡液体的等压面必为（ ）A ．水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面 7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （ ）A 整个流场内各点的总水头)2//(2g u p z ++γ相等B 只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2g u p z ++γ相等C 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程减小D 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程增加8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于（ ）A ．薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流 9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ ）A ．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定10. 一段直径不变管道的流速从2m/s 增加到4m/s 时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的（ ）倍A ．1 B.2 C. 2 D. 41．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = . 2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 m3．矩形断面渠道，水深h=1m ，单宽流量s m q /13=,则该水流的佛汝德数Fr = 。
水力学题（完整资料）.doc【最新整理，下载后即可编辑】⒈在倾角θ=30°的斜面上有一厚度为δ=0.5 mm的油层。
一底面积A=0.15m2，重G=25N的物体沿油面向下作等速滑动，如图所示。
求物体的滑动速度u 。
设油层的流速按线性分布，油的动力粘度μ=0.011 N·s/ m2。
2．有一与水平面成倾斜角α=60°的自动翻版闸门，如图所示。
当上游水深超过h1= 2.5m，下游水深h2= 0.5m时，闸门便自动开启。
求翻板闸门铰链的位置l值。
（不计摩擦力和闸门自重）3．有一水电站的水轮机装置，如图所示。
已知尾水管起始断面1的直径d=1 m ，断面1与下游河道水面高差h=5 m。
当通过水轮机的流量Q=1.5 m3/s 时，尾水管（包括出口）水头损失h=1.5m 。
求断面1的动水压强。
4．某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路基下修建圆形断面涵洞一座，如图所示，已知涵洞设计流量（即渠道流量）Q=1 m3/s ，涵洞上下游允许水位差z =0.3 m ，涵洞水头损失1h ω =1.4722v g (v 为洞内流速)。
涵洞上下游渠道流速极小。
求涵洞直径d 。
5．图示一从水库引水灌溉的虹吸管，管径d=10 cm ，管中心线的最高点B 高出水库水面2 m 。
管段AB （包括进口）的水头损失AB h ω=3.522v g ，管段BC 的水头损失BC h ω=1.522v g (v 为管中流速)。
若限制管道最大真空高度不超过6 m 水柱，问：（1）虹吸管引水流量量有无限制？如有，最大值为多少？（2）水库水面至虹吸管出口的高差h 有无限制？如有，最大值为多少？B6．有一大水箱，水箱面积很大，下接一管道，如图所示。
已知大管和收缩段管径分别为d 1=5 cm 和d 2=4 cm ，水箱水面与管道出口中心点的高度差H =1 m 。
如不计水头损失，问容器A 中的水是否会沿管B 上升？如上升，上升高度h 为若干？7．有一从水箱引水的管道如图所示。
第1章 绪论例1：已知油品的相对密度为0.85，求其重度。
解：3/980085.085.0m N ⨯=⇒=γδ例2：当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。
解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Padp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ例3：已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/sμ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运动）dy du μτ= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒2221110h u h u V μτμτ 因为 τ1＝τ2 所以sm h h Vh u h uh u V /23.02112212211=+=⇒=-μμμμμN h uV A F 6.411=-==μτ第2章 水静力学例1：如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。
解：分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角g a tg =θPaL tg H h p A A 177552=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+==θγγ PaL tg H h p B B 57602=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-==θγγ例2：（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0作用于顶盖上的压强：g r p 222ωγ=（表压）（2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡压强分布规律：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ边缘A 、B 处：r ＝R ，z ＝0，p ＝0g R C 222ωγ-=作用于顶盖上的压强：()2222r R gp --=ωγ例3：已知：r 1，r 2，Δh求：ω0 解：212120=-s z gr ω （1）222220=-s z gr ω （2）因为 h z z s s ∆==21所以212202r r h g -∆=ω例4已知：一圆柱形容器，直径D ＝1.2m ，完全充满水，顶盖上在r 0＝0.43m 处开一小孔，敞开测压管中的水位a ＝0.5m ，问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时，顶盖所受的静水总压力为零？已知：D ＝1.2m ，r 0＝0.43m ，a ＝0.5m 求：n解：据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ 坐标如图，则 x X 2ω=，y Y 2ω=，g Z -= 代入上式积分：C z gr p +-⋅=)2(22ωγ （*）由题意条件，在A 点处：r ＝r 0，z ＝0，p ＝γa 则 C gr a +-⋅=)02(202ωγγ 所以 )2(202gr a C ωγ-⋅=所以 )2()2(20222gr a z gr p ωγωγ-⋅+-⋅= 当z ＝0时： )2(220222gr a gr p ωγωγ-⋅+=它是一旋转抛物方程：盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。
水力学试题和答案思考题1.1 静水压强有哪些特性,静水压强的分布规律是什么,1.2 试分析图中压强分布图错在哪里,1.3 何谓绝对压强，相对压强和真空值,它们的表示方法有哪三种,它们之间有什么关系,1.4 图示一密闭水箱，试分析水平面 A—A，B—B，C—C是否皆为等压面,何谓等压面,等压面的条件有哪些,1.5 一密闭水箱(如图)系用橡皮管从C点连通容器?，并在A，B两点各接一测压管，问:思 1 . 4 思 1 . 5(1)AB两测压管中水位是否相同,如相同时，问AB两点压强是否相等?(2)把容器?提高一些后，比原来值增大还是减小,两测压管中水位变化如何, p01.6 什么叫压力体,如何确定压力体的范围和方向,习题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3 m，管内液面压强为78 kPa;左管与大气相通。
求: p0(1)容器内液面压强; pch(2)左侧管内水面距容器液面高度。
31.2 盛有同种介质(密度1 132.6 kg/m)的两容器，其中心点A 与B位于同,,,,AB3一高程，今用U形差压计测定A 与B 点之压差(差压计内盛油，密度867.3 kg/m )， A,,0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,31.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。
轻油密度为6 632.6 kg / m，重油密度,,213为887.75k g/m，当两种油重量相等时，求:(1)两种油的深度及为多少, hh12(2)两测压管内油面将上升至什么高度,1.4 在盛满水的容器盖上，加上6 154N 的荷载G(包括盖重)，若盖与容器侧壁完密合，试求A ，B ，C ，D 各点的相对静水压强(尺寸见图)。
1.5 今采用三组串联的U形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。
当M点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0一0水平面上。
例题1在旋转锥阀与阀座之间有厚度为1δ，动力粘度为μ的一层油膜，锥阀高为h,上、下底半径分别为1r 和2r 。
试证明，锥阀以角速度ω旋转时，作用在锥阀上的阻力矩为：2222121212()()()r r r r r r h T πμω++-+=〔解〕证明：任取r 到r+dr 的一条微元锥面环带，在半径r 处的速度梯度是δωγ，切应力ωγτμδ=，假定锥面上的微元环形面积为dA ，则作用在锥阀微元环带表面上的微元摩擦力是dF=τdA微元摩擦力矩 dT=τdA ⨯r下面讨论dA 的表达式，设半锥角为θ,显然，由锥阀的几何关系可得 222121)(hr r r r Sin +--=θθππθSin rdr dA rdr dASin 22== ∴ dr r Sin rdA dT 32θδπμωτ== ()1122441232sin 2sin r r rrr r T dT r dr πμωπμωδθδθ-===⎰⎰ 将)(4241r r -进行因式分解，并将Sin θ的表达式代入化简整理上式可得 2222121212()()()2T r r r r r r h πμωδ=++-+ 例题2盛有水的密闭容器，其底部圆孔用金属圆球封闭，该球重，直径D=10cm ，圆孔直径d=8cm ，水深H 1=50cm 外部容器水面低10cm ，H 2=40cm ，水面为大气压，容器内水面压强为p 0求：(1)当p 0也为大气压时，求球体所受的压力； (2)当p 0为多大的真空度时，球体将浮起。
解：(1)计算p 0=p a 时，球体所受的水压力因球体对称，侧向水压力相互抵消，作用在球体上仅有垂直压力。
如解例题2(a)图，由压力体的概念球体所受水压力为()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=464622132213d H H D d H H D P γπγππ ())(205.0408.04.05.061.014.3980023↑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯--⨯⨯=N(2)计算密闭容器内的真空度 设所求真空度为Hm(水柱)高，欲使球体浮起，必须满足由于真空吸起的“吸力”+上举力=球重，如解例题2(b)图所示，即有平衡式6.19205.042=+d H πγ()()m d H 39.008.014.398004205.06.194205.06.1922=⨯⨯⨯-=-=γπ γKP ≥ p K ≥9800×=3822N/m2当真空度p K ≥3822N/m 2时，球将浮起。
水力学考试题库及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 水力学中，流体的连续性方程描述的是（）。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 角动量守恒答案：A2. 在稳定流动中，流体的总能量沿流线是（）。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案：C3. 流体的粘性是由（）引起的。
A. 流体的压缩性B. 分子间的吸引力C. 流体的惯性D. 流体的可压缩性答案：B4. 流体的雷诺数（Re）是描述流体流动状态的无量纲数，它与（）有关。
A. 流体的密度、速度和管道直径B. 流体的密度、压力和管道直径C. 流体的密度、速度和管道长度D. 流体的密度、压力和管道长度答案：A5. 根据达西-韦斯巴赫方程，流体在管道中流动时的压力降与（）成正比。
A. 流速的平方B. 流速的立方C. 流速的四次方D. 流速的五次方答案：A6. 在流体力学中，伯努利方程适用于（）。
A. 非稳定流动B. 非均匀流动C. 稳定流动D. 非稳定流动和非均匀流动答案：C7. 流体的比容是指单位质量流体所占的（）。
A. 体积B. 质量C. 密度D. 压力答案：A8. 流体的压缩性是指流体在压力作用下体积（）的性质。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：B9. 流体的表面张力是由于（）引起的。
A. 分子间的吸引力B. 分子间的排斥力C. 分子间的重力D. 分子间的电磁力答案：A10. 流体的粘性系数（μ）是描述流体粘性的物理量，它与（）有关。
A. 流体的温度和压力B. 流体的温度和密度C. 流体的温度和速度D. 流体的压力和速度答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 水力学中，流体的流动状态可以分为（）。
B. 紊流C. 稳定流动D. 非稳定流动答案：A, B, C, D12. 流体的粘性引起的效应包括（）。
A. 粘性应力B. 粘性阻力C. 粘性扩散D. 粘性压缩答案：A, B, C13. 流体的雷诺数（Re）可以用来判断流体流动的状态，当Re 值（）时，流动为层流。
水力学一、单项选择题1. 图示圆管所受到的单位长度上静水总压力垂直分力的大小是: （）A.17.3kNB.34.7kNC.52kND.69.4kN2. 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3. 图示垂直置于水中的矩形平板闸门,宽度b=1m，闸门高h=3m，闸门两侧水深分别为,，总压力作用点距闸门底部的铅直距离为: （）A.2.5mB.1.5mC.2mD.1m4. 粘性流体测压管水头线的沿程变化是（）A.沿程上升B.沿程下降C.保持水平D.以上情况均有可能5. 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6. 恒定流具有下列哪种性质（）。
A.当地加速度∂u/∂t=0B.迁移加速度∂u/ ∂S=0C.当地加速度∂u/∂t≠0D.迁移加速度∂u/ ∂S≠07. 沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属（）A.层流区B.紊流水力光滑区C.紊流过渡区D.紊流水力粗糙区8. 某一圆形有压油管的直径为d=150mm,流速为v=0.256m/s,长1km,雷诺数1921，其沿程损失为（）A.74.25cm油柱B.74.25cm水柱C. 95.26cm油柱D. 62.26cm油柱9. 圆管层流的流速是如何分布的（）A．直线分布 B.抛物线分布C.对数曲线分布D.双曲线分布10. 长管并联管道，若管长管径，粗糙度均布相等，但其下述哪个因素相等？（）A 水头损失相等B 通过流量相等C 总的能量损失相等D 水力坡度相等11. 串联长管如图所示，通过流量为Q=50L/s，管道阻抗分别为，则水头H为（）A 15.64mB 13.53mC 12.72m D14.71m12. 突然放大管道尺寸同上题，若已知放大前断面平均流速为4m/s，则局部水头损失为（）A 0.256mB 0.347mC 0.612mD 0.459m13. 明渠水力最佳矩形断面的宽深比是：（）A.0.5B.1.0C.3D.214. 具有任意断面形状的均匀流的沿程水头损失有以下哪些特性？（）与流程长度成正比，与壁面平均切应力、水力半径成反比与壁面平均切应力成正比，与流路长度、水力半径成反比与流路长度，水力半径成正比，与壁面平均切应力成反比与流路长度、平均切应力成正比，与水力半径成反比15. 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。
1-1 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)依题知①当y=0.1时，s y dy du19.01.0572.0)1.0(072.0--=≈⨯= ②当y=0.5时，19.05.0134.0)5.0(0072.0--=≈⨯=s dy duy ③当y=1.0时，19.01.0072.0)0.1(072.0--==⨯=s dy duy（2）依题知①当y=0.1时，Pa 41078.5572.000101.0-⨯≈⨯=τ②当y=0.5时，Pa 41035.1134.000101.0-⨯≈⨯=τ③当y=1.0时，Pa 41027.7072.000101.0-⨯≈⨯=τ1-2 已知温度20℃时水的密度3/2.998m kg =ρ，动力粘滞系数23/10002.1m s N ⋅⨯=-μ，求其运动粘滞系数ν？解：1-3 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1）容器静止时；（2）容器以等加速度g 垂直向上运动；（3）容器以等加速度g 垂直向下运动。
解：（1）依题知（2）依题知gmgg mmg mg f f f z y x 2,0-=--===(3)依题知gmg 0,0=-===mmg mg f f f z y x1-4 根据牛顿内摩擦定律，推导动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的量纲。
1-5 两个平行边壁间距为25mm ，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa ·s 的油，有一mm 250mm 250⨯的平板，在距一个边壁6mm 的距离处以s /mm 150的速度拖行。
设平板与边壁完全平行，并假设平板两边的流速分布均为线性，求拖行平板的力。
1-6 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。
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。
典型例题【例1】两个平行固定边壁间距为25mm，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa·s的油，有一的平板（该平板厚1mm），在距一个边壁4mm的距离处以的速度拖行。
设平板与边壁完全平行，并假设平板两边都系线性流速分布，求拖行平板的力。
【解】由牛顿内摩擦定律，内摩擦力平板两边的流速分布为线性，则平板两边的速度梯度分别为所以由于平板以匀速拖行，因此拖行平板的力F与内摩擦力相等，即：【例2】下图为一溢流坝上的弧形闸门。
已知：R＝10m，闸门宽b=8m，。
求作用在该弧形闸门上的静水总压力的大小和方向。
【解】（1）水平分力铅直投影面如图，，方向向右。
（2）铅直分力压力体如图abcde，A cde=扇形面积ode－三角形面积ocd＝＝4.52m2，方向向上。
（3）总压力（4）作用力的方向合力指向曲面，其作用线与水平方向的夹角【例3】如图溢流坝，上游断面水深h 1=1.5m ，下游断面水深h 2=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/m 3，g=10m/s 2。
【解】以1-1与2-2断面及沿坝面（包括上下游部分河床边界）与水流自由表面所围成的空间作为控制体，并取沿水流方向为x 正向。
（1）求上、下游断面的流速以河床为基准面，对1-1与2-2断面写能量方程式因为 p1 = p2 = p ， α，1α=2α=1，于是（a ）由连续方程得（b）=1.5m ，代入式（a）和（b）将hν=1.83 m/s ，可求得（2）求1-1断面和2-2断面的动水压力（3）计算过水断面的流量（4）沿x方向写动量方程式令坝面对水体的反作用力在水平方向的分力为R，方向向左。
沿x方向的动量方程为所以坝面对水体的反作用力R的方向与所设的方向相同。
水流对坝面的作用力与R大小相等，方向相反。
第1章 绪论例1：已知油品的相对密度为0.85，求其重度。
解：3/980085.085.0m N ⨯=⇒=γδ例2：当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。
解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Padp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ例3：已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/sμ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运动）dy du μτ= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒2221110h u h u V μτμτ 因为 τ1＝τ2 所以sm h h Vh u h uh u V /23.02112212211=+=⇒=-μμμμμN h uV A F 6.411=-==μτ第2章 水静力学例1：如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。
解：分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角g a tg =θPaL tg H h p A A 177552=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+==θγγ PaL tg H h p B B 57602=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-==θγγ例2：（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0作用于顶盖上的压强：g r p 222ωγ=（表压）（2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡压强分布规律：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ边缘A 、B 处：r ＝R ，z ＝0，p ＝0g R C 222ωγ-=作用于顶盖上的压强：()2222r R gp --=ωγ例3：已知：r 1，r 2，Δh求：ω0 解：212120=-s z gr ω （1）222220=-s z gr ω （2）因为 h z z s s ∆==21所以212202r r h g -∆=ω例4已知：一圆柱形容器，直径D ＝1.2m ，完全充满水，顶盖上在r 0＝0.43m 处开一小孔，敞开测压管中的水位a ＝0.5m ，问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时，顶盖所受的静水总压力为零？已知：D ＝1.2m ，r 0＝0.43m ，a ＝0.5m 求：n解：据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ 坐标如图，则 x X 2ω=，y Y 2ω=，g Z -= 代入上式积分：C z gr p +-⋅=)2(22ωγ （*）由题意条件，在A 点处：r ＝r 0，z ＝0，p ＝γa 则 C gr a +-⋅=)02(202ωγγ 所以 )2(202gr a C ωγ-⋅=所以 )2()2(20222gr a z gr p ωγωγ-⋅+-⋅= 当z ＝0时： )2(220222gr a gr p ωγωγ-⋅+=它是一旋转抛物方程：盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。
而 02)2(22202220=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⋅+=⋅==⎰⎰⎰r d r g r a g r r d r p p d AP RRAπωγωγπ 所以0)2(2202320=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+⎰dr r g r a g r Rωω 即 02)2(420220242=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-+Rr g r a r g ωω则 2202022224042Rr ga ga r R -=⇒=+-ωωω所以 22024212Rr ga n -==ππω代入数据得：n ＝7.118转/秒例5：闸门宽1.2m ，铰在A 点，压力表G 的读数为－14700Pa ，在右侧箱中装有油，其重度γ0＝8.33KN/m 3，问在B 点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡？ 解：把p 0折算成水柱高：m p h 5.1980014700-=-==γ相当于液面下移1.5m ，如图示虚构液面则左侧：()()N A h P c 7056022.11298001=⨯⨯+⨯==γ压力中心距A 点：3.11－2＝1.11m右侧：设在B 点加水平力F 使闸门AB 平衡，对A 点取矩 ∑ M A ＝0 即 AB F h P h P D D +=2211KNF 87.25233.1992.1911.156.70=⨯-⨯=例6：一示压水箱的横剖面如图所示，压力表的读数为0.14个大气压，圆柱体长 L ＝1.2m ，半径R ＝0.6m求：使圆柱体保持如图所示位置所需的各分力（圆柱体重量不计）。
解：水平分力：→N A h P x c x 2.119952.16.07.19800=⨯⨯⨯==γ垂直分力：↑第3章 水动力学基础例1：已知：⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+=0z y x u t y u t x u 求：t ＝0 时，A （－1，1）点流线的方程。
解： t y dy t x dx +-=+积分：ln(x+t)=-ln(-y+t)+C → (x+t) (-y+t)=C` 当t ＝0时，x ＝－1，y ＝1，代入上式得： C`＝1 所以，过A （－1，1）点流线的方程为：xy ＝－1例2、伯努利方程式的应用实例 例2－1 : 一般水力计算问题有一喷水装置如图示。
已知h 1＝0.3m ，h 2＝1.0m ，h 3＝2.5m ，求喷水出口流速，及水流喷射高度h （不计水头损失）。
解：① 以3－3断面为基准面，列1－1、3－3两断面的能量方程：()320320000h h p p h h +=⇒++=+++γγ以2－2断面为基准面，列2－2、4－4两断面的能量方程：()g V h h p 200024120+++=++γ 所以，()()()[]()sm h h h h g h h g p gV /57.63.05.28.9222212321204=-⨯⨯=+-+=+-=γ② mg V h 20.2224==例2－2: 节流式流量计已知：U 形水银压差计连接于直角弯管， d 1＝300mm ，d 2＝100mm，管中流量Q ＝100L/s试问：压差计读数Δh 等于多少？（不计水头损失）解：以0－0断面为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：()2g V 2g V 0222211++∆+=++γγp h z p ()2g V V 212221-+∆+=-h z p p γ又s m A Q V /42.13.014.31.04211=⨯⨯==， s m A Q V /74.121.014.31.04222=⨯⨯==由等压面a －a 得压强关系：h p z p Hg ∆-=-γγ21 则 z h p p Hg γγ+∆=-21所以 ()6.1942.174.1222-+∆+=+∆h z z h Hg γγγmmm h Hg 649649.018.8==-=∆γγγ例2-3: 毕托管原理水从立管下端泄出，立管直径为d ＝50mm ，射流冲击一水平放置的半径R ＝150mm 的圆盘，若水层离开盘边的厚度δ＝1mm 求：流量Q 及汞比压计的读数Δh 。
水头损失不计。
分析：1－1： p 1（＝0）， V 1（？）， z 1（√）2－2： p 2（＝0）， V 2（？）， z 2（√） 3－3： p 3（ ？）， V 3（＝0）， z 3（√）（驻点） 每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。
解：以圆盘为基准面，列1－1、2－2两断面的能量方程：2gV 022g V 032221++=++δ ①列1－1、3点的能量方程：02g V 03321++=++γp ②据连续性方程：212241V R V d Q ⋅=⋅=δππ ③③代入①式：2242222/4.766416s m d R g V =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=δ （忽略δ/2）V 2＝8.74m/s, V 1=4.196m/sV 1代入②式： mp 898.32g V 3213=+=γ所以：s L V A V A Q /23.82211=⋅=⋅=h p Hg ∆=⋅+γγ5.13mmm p h Hg 396396.098006.1398005.19800898.35.13==⨯⨯+⨯=⋅+=∆γγ例2－4: 流动吸力图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M 容器中的积水抽出。
已知：H 、b 、h （不计损失），求：吼道有效断面面积A 1与喷嘴出口断面面积A 2之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作？解：以1－1为基准面，列0－0、1－1断面的能量方程：2g V 211+=γp h以0`－0`为基准面，列1－1、2－2断面的能量方程：()2gV 2g V 22211=++-γp h H要使抽水机工作： bp ≥-γ1则：()gH V b h g V 2,221=+=又因为：2211V AV A ⋅=⋅所以：b h H V V A A +==1221例3：水头线（局部损失不计）例4:已知：Q ＝0.001m 3/s ，D ＝0.01mH w 吸＝1m ，h w 排＝25m 求：H ＝？p B ＝？N 泵＝？ 解：取1－1、2－2断面列伯努利方程：O mH h z z H w 21232)(=+-=取1－1、B 断面列伯努利方程：W QH N Pap s m V VA Q h p B w B6.31332001.09800108.9/74.122gV 7.0042=⨯⨯==⨯-=∴=⇒=+++=γγ泵吸例5：动量方程已知：一个水平放置的90º弯管输送水d 1＝150mm ，d 2＝75mm p 1＝2.06×105Pa ，Q ＝0.02m 3/s求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失） 分析：1－1： p 1（√）， V 1（可求）， z 1（√） 2－2： p 2（？）， V 2（可求）， z 2（√）解：s m d QA Q V /132.142111===πs m d Q A Q V /527.442222===π取1-1、2-2两断面列伯努利方程对选取的控制体列动量方程： x 方向：)0(111V Q R A p x -=-ρ y 方向：)0(222-=-V Q A p R y ρ 所以，N R NR y x 9583663==NR R R y x 378622=+=66.14==xy R R arctgθ所以，水流对弯管壁的作用力为F 的反作用力F`，大小相等，方向相反。
