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《水力学》习题、试题库一、名词解释1.有压流2.无压流3.流线4.迹线5.渐变流：6.急变流7.水力最优断面8.粘滞性9.膨胀性10.压缩性11.质量力12.表面力13.均匀流14.非均匀流15.佛汝德数16.雷诺数17.棱柱形渠道18.非棱柱形渠道19.理想液体20.圆柱形外管嘴21.长管22.短管23.孔口24.临界水深25.正常水深26.局部水头损失27.沿程水头损失28.连续介质29.恒定流30.非恒流31.基本量纲32.紊流33.层流34.流管35.元流36.总流37.过水断面38.流量39.当地加速度40.迁移加速度41.水力坡度J42.测压管坡度Jp43.正坡44.平坡45.负坡46.逆坡47.临界流48.急流49.缓流50.平均水深h m51.临界坡度i k52.不冲允许流速53.不淤允许流速54.断面比能55. 自由出流56. 淹没出流二、简答题1.请简述“连续介质假设”的内容及其对研究液体运动的意义。
2.什么是均匀流？明渠均匀流有哪些水力特征？3.什么是水力最优断面？4.什么是“佛汝德数”，其物理意义表示什么？5. 什么是理想液体？6. 什么是迹线？7. 什么是棱柱形渠道？8. 什么是“雷诺数”，其物理意义表示什么？9. 什么是圆柱形外管嘴？管嘴的形成条件。
10.简述牛顿内摩擦定律的内容及其物理意义。
11.简述静水压强的特性。
12.简述帕斯卡定律的内容。
13.什么是等压面？它有何性质？14.什么是流线？它有何特点？15.简述明渠均匀流的形成条件。
16.何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质？17.雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？18.欧拉数与韦伯数的物理意义是什么？三、判断题1.恒定流时，流线与迹线重合。
（）2.在相同的水头作用下，孔口的流量比管嘴的流量大。
（）3.相对压强可以大于、等于或小于零。
（）4.等压面不一定与质量力正交。
水力学名词解释压强的定义与特性：（定义式及定义内容，笔记上有）等压面及其特性：液体中压力相等的点系所组成的面称为等压面。
特点：1、重力作用下的等压面是水平面；2、等压面是连通的同一流体；3、流体是静止的；4、一般选在两种流体的交界面；5、气液共存的空间，气柱只传递压强，不考虑气柱所产生的压强。
粘性底层及其特点：紧靠管壁附近存在粘性切应力起控制作用的很薄的一层流体称粘性底层。
特点：1、处于层流状态，2、粘性切应力控制流动，3、速度梯度很大，4、流速呈线性规律分布。
绝对粗糙高度：突出管壁的“平均”高度称为绝对粗糙高度。
相对粗糙高度：绝对粗糙高度与管径的比值称为相对粗糙高度。
当量粗糙高度：把直径相同、湍流粗糙区λ值相等的人工粗糙管的粗糙度定义为该管材工业管道的当量粗糙高度。
当量直径：把水力半径相等的圆管直径定义为非圆管的当量直径。
长管：能量损失以沿程损失为主，局部损失和流速水头所占比重很小可以忽略不计的管道。
短管：该管流中局部损失和流速水头所占比重较大，计算时不能忽略的管道。
连续性方程的使用条件：1、水流是连续的不可压缩液体，且为恒定流；2、两个过水断面之间无支流。
应用能量方程时应满足下列条件：(1)水流必须是恒定流。
(2)作用于液体上的质量力只有重力。
(3)在所选取的两个过水断面上，水流符合渐变流条件，而两断面间可以有急变流。
(4)流量保持不变，即无液体流出或流入。
(5)液体是均质的，不可压缩的。
(6)液体运动的固体边界静止不动。
在有流量分出和汇入的情况下，能量方程可以推广应用。
动量方程的应用条件：1、不可压缩液体，恒定流，2、两端的控制断面必须选在均匀流或渐变流区域，但两个断面之间可以有急变流存在，3、再所选取的控制体中，有动量流进流出的过水断面各自只有一个，否则，动量方程不能直接应用。
比托管测速原理（88）、断面单位能量（300）（自己看书）作图题：压强分布图（习题2-10），能势线的绘制(笔记上)，压力体的绘制（习题2-15）感谢您的阅读，祝您生活愉快。
水力学06, 07. 08年试卷及答案2007 年一，名词解释：1. 连续介质：流体质点完全充满所占空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连续分布的介质。
2. 流线：某一确定时刻t,在流场中一定有这样的曲线存在，使得曲线上各点处的流体质点的流速都在切线方向，这样的曲线就叫做该时刻t的流线。
3. 长管：在水力计算中，管道沿程阻力远远大于局部阻力，局部阻力可以忽略不计的管道。
4. 水跃：明渠水流从急流过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现象，既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。
5. 渗流模型：在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是由液体质点充满全部渗流区的连续总流流动。
二，解答题1. 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内聚力造成的。
温度升高时，分子间的内聚力减小，粘滞系数就要降低。
造成气体粘性的主要原因则是气体内部分子的运动，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。
2. 写出总流伯努利方程，解释各项及方程的物理意义。
2 2答：总流伯努利方程为：Z1-1 匚A Z2—2 -^― h l其中：Z表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均位置势能P—表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均压强势能。
V2——表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均动能。
2gh l表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均机械能损失，称为总流水头损失PH p Z —代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能H Z - ^代表—棚能2 2P，P V Pm lmVm3. 长度比尺为40的传播模型实验，测得船速为和原型船舶所受到的波浪阻力（以重力作用为1.2m/s时模型受到的波浪阻力为0.03N，试求原型船速答：根据牛顿一般相似原理：力的比例尺: F p F m弗罗特数法则 F r也兰- gL p gL m即h f ^4 ------------ v av 其中a ^4 -------------- 当流体，管长，管径一定时 a 为定量，所以层流中Ld 2g Ld 2gh f v1.75量，所以光滑区h f v ,2当流体，管长，管径一定时 c 为定量，所以粗糙区 h f v5.简述明渠均匀流发生的条件和特征。
![水力学历年试卷及答案[1]](https://img.taocdn.com/s1/m/48ef9f016c85ec3a87c2c5ef.png)
2007年一 ，名词解释：1．连续介质：流体质点完全充满所占空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连续分布的介质。
2．流线： 某一确定时刻t ，在流场中一定有这样的曲线存在，使得曲线上各点处的流体质点的流速都在切线方向，这样的曲线就叫做该时刻t 的流线。
3．长管：在水力计算中，管道沿程阻力远远大于局部阻力，局部阻力可以忽略不计的管道。
4．水跃：明渠水流从急流过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现象，既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。
5。
渗流模型： 在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是由液体质点充满全部渗流区的连续总流流动。
二，解答题1. 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内聚力造成的。
温度升高时，分子间的内聚力减小，粘滞系数就要降低。
造成气体粘性的主要原因则是气体内部分子的运动，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。
2. 写出总流伯努利方程，解释各项及方程的物理意义。
答：总流伯努利方程为：l h gV P Z gV P Z +++=++222222221111αγαγ其中：Z 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均位置势能γP表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均压强势能。
gV 22α 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均动能。
l h 表示总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的平均机械能损失，称为总流水头损失γPZ H P += 代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能gV PZ H 22αγ++= 代表总流过流断面上单位重量流体的平均机械能3. 长度比尺为40的传播模型实验，测得船速为1.2m/s 时模型受到的波浪阻力为0.03N ，试求原型船速和原型船舶所受到的波浪阻力（以重力作用为主）答：根据牛顿一般相似原理：力的比例尺：2222pp p pF m m m mF l v F l v ρλρ==弗罗特数法则 22pmr p mv v F gL gL ==由以上两式得33p pmmF l F l =最终得p F =33pml l m F ⨯=3400.031920N ⨯=4. 利用圆管层流Re 64=λ ，水力光滑区25.0Re 3164.0=λ和粗糙区25.0)(d K =λ这三个公式，论证在层流中v h f ∝，光滑区75.1v h f ∝，粗糙区2v h f ∝答：因为g v d L h f 22αλ=，μρvL=Re（1）由题圆管层流Re64=λ ，所以vL ρμλ64=， 则：g v Ld h f 264αρμ= ，即av v g Ld h f ==264αρμ其中gLd a 264αρμ= 当流体，管长，管径一定时a 为定量，所以层流中v h f ∝。
水力学总结水力学是研究流体力学中水流运动规律的学科，广泛应用于水利工程、环境工程等领域。
本文将对水力学的基本原理和应用进行总结。
一、水力学基本原理首先，要了解水力学，我们需要了解一些基本概念和原理。
核心原理之一是质量守恒定律，即在封闭系统中，质量不会凭空消失，也不会凭空产生。
在水力学中，我们通常研究的是连续介质的流动，因此质量守恒定律在水流运动中起着重要的作用。
其次，动量定理也是水力学中重要的原理之一。
根据牛顿第二定律，物体受到的合外力等于其质量乘以加速度。
在水力学中，我们通常将流体视为连续介质，在分析水流运动过程的时候，需要考虑其加速度、速度以及受力情况。
另外，能量守恒定律也是水力学中的重要原理。
在水力学中，我们通常将流体的能量分为位能、压力能和动能三种形式。
根据能量守恒定律，流体在运动过程中，总能量不会凭空消失，也不会凭空产生，能量只能从一种形式转化为另一种形式。
二、水力学应用水力学在各个领域都有广泛的应用。
以下将列举一些常见的应用领域和具体案例。
1. 水利工程水利工程是水力学应用最广泛的领域之一。
在水利工程中，水力学的主要任务是为水电站、水库和灌溉系统等设计提供理论支持和技术指导。
通过水力学的分析和计算，可以确定合适的水闸、水轮机和水渠等设备的参数，并优化设计方案，提高水利工程的效率和可靠性。
2. 水资源管理水资源是人类赖以生存和发展的重要资源，合理管理和利用水资源对于维护生态平衡和促进经济可持续发展至关重要。
水力学在水资源管理中起着重要作用，通过对水流动特性的研究和分析，可以制定科学的水资源利用方案，合理分配水资源，提高水资源利用效率。
3. 污水处理随着城市化进程的加快和工业生产的不断发展，污水处理成为一项紧迫的任务。
水力学在污水处理中的应用主要包括污水的输送、调蓄和处理等方面。
通过对污水流动的分析和研究，可以优化设计污水处理设备，提高处理效果，减少环境污染。
4. 自然灾害预防水力学在自然灾害预防中也发挥着重要的作用。
水力学短管名词解释(一)
水力学短管名词解释
1. 水力学
水力学是研究水流运动及其与环境互动的学科，其中包括水的运
动原理、流量计算、水力机械、河道和水库工程等内容。
2. 短管
短管是指流体在其内部流动时，管道长度相对较短的流体力学元件。
在水力学中，短管常用于流量控制、阀门操作和压力损失计算等
应用。
以下是相关的短管名词解释：
•短管阻力系数：短管阻力系数是用于计算短管对流体流动的阻力大小的参数。
它与短管的几何形状、流体的黏性以及流动状态有
关。
例如，平均短管阻力系数可用于计算短管内部的平均流速下
的压力损失。
•短管脱水系数：短管脱水系数指的是在流体通过短管过程中的流量与进口压力之间的关系。
它与短管的几何形状、流体的性质以
及进口边界条件有关。
例如，用于计算给定压力下的短管流量时，可以使用短管脱水系数。
•短管流量监测：短管流量监测是指利用短管测量流体的流量。
通过在短管两侧安装压力传感器，根据短管内的压差计算流量。
短管流量监测在水力学实验室和工业生产中广泛应用，用于测量流体的流速和流量。
•短管毛细效应：短管毛细效应是指当流体通过短管时，因短管尺寸较小产生的毛细现象。
这种现象会导致流体在短管内产生较高的压力和阻力，从而影响流体的流动和性能。
以上是水力学短管名词的简要解释和说明。
水力学中的短管研究对于理解流体力学和应用工程中的水力现象具有重要意义。
1.粘性：液体具有易流动性，静止时不能承受切向力抵抗剪切变形，但在运动状态下，液体就具有抵抗剪切变形的能力，这就是粘性。
2.牛顿流体：一般把符合牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体(Newtonian fluid)；把不符合牛顿内摩擦定律的流体称为非牛顿流体(non-Newtonian fluid)»3.理想流体：所谓理想流体是指没有粘性的流体4.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5.热胀性：是指温度升髙时液体体积增大，温度下降后能恢复原状的性质。
6.表而力：作用于隔离体(free body)表面上的力，它在隔离体表而上呈连续分布7.质量力：是指作用于隔离体(free body)内每个液体质点上的力，其大小与液体的质量成正比8•绝对压强：以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强，以P'表示9.相对压强：以当地同高程大弋压强(local atmospheric pressure)为零点起算的压强，以p表示。
10•恒定流与非恒定流：若流场中所有空间点上一切运动要素不随时间改变，这种流动称为恒定流，否则称为非恒定流□•流线(Streamline):它是某一时刻在流场中画出的一条空间曲线，在该曲线上所有点的流速矢量与这条曲线相切。
12.均匀流和非均匀流：各流线为平行直线的流动，称为均匀流；否则，称为非均匀流均•渐变流和急变流：渐变流是指各流线接近于平行直线的流动，否则称为急变流。
14.层流和紊流：管中的液体质点在流动时互不掺混而是分层有序地流动，这种流动状态称为层流。
相反为紊流。
15.直接水击：如关闭时间小于一个相长，那么最早发出的水击波的反射波到达阀门以前，阀门已完全关闭，这时阀门处的水击压强和瞬时关闭时相同，这种水击称为直接水击。
16.间接水击：如阀门关闭时间Tz大于一个相长T,则开始关闭时发出的增压水击波经管路进口反射形成的减压水击波，在阀门尚未完全关闭前，已返回阀门断面，遇到阀门继续关闭所产生的增压水击波，将抵消一部分19. 压强增量，使阀门处的水击压强小于直接水击的水击压强，这种情况的水击称为间接水击17•临界底坡：若正常水深恰好等于该流量下的临界水深，相应的渠道底坡称为临界底坡，以符号水表示缓流和急流18•缓流状态:v<vk ,则h>加。
水力学基础概念[整理版]目录绪论: .................................................................... .......................... 2 第一章:水静力学...................................................................... ....... 2 第二章:液体运动的流束理论 ........................................................... 3 第三章:液流形态及水头损失 ........................................................... 4 第四章:有压管中的恒定流............................................................... 5 第五章:明渠恒定均匀流 (6)第六章:明渠恒定非均匀流............................................................... 7 第七章:水跃...................................................................... .............. 8 第八章:堰流及闸空出流 (9)第九章:泄水建筑物下游的水流衔接与消能 .................................... 10 第十一章:明渠非恒定流 (11)第十二章:液体运动的流场理论...................................................... 11 第十三章:边界层理论....................................................................12 第十四章:恒定平面势流 (13)第十五章:渗流 ..................................................................... ......... 13 第十六章:河渠挟沙水流理论基础 .................................................. 14 第十七章:高速水流 ..................................................................... .. 14绪论:1 水力学定义:水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。
1.质量力——某种力场作用在全部流体质点上的力，其大小和流体的质量或体积成正比。
2.连续介质——认为流体质点全部充满作战空间，没有间隙存在，其物理性质和运动要素都是连续分布的。
3.当量直径——把水利半径相等的远观直径定义为非圆管的当量直径。
4.渗流模型——在保持渗流区原有的边界条件和渗流量不变的条件下，把渗流看成是由液体质点充满全部渗流区的连续总流动。
5.边界层——高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层。
6.堰流——明渠无压缓流经某种障碍时，上有发生壅水，从障碍上溢流时水面跌落。
这一局部水流现象称为堰流。
7.流体质点——指微观上足够大，宏观上充分小的流体分子团。
8.理想流体——没有粘性、不可压缩的流体。
9.伯努力方程使用条件：（1）、不可压缩流体（2）、重力场（3）、恒定流（4）、过流断面是渐变流（5）、流量沿程不变（6）、Z1和Z2的取值是过流断面某一定点在同一基准面上的高度（7）、P1和P2可以都用绝对压强也可以都用相对压强。
10.明渠流动的条件：明渠均匀流只能出现在底坡不变、断面形状、尺寸、壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。
11.明渠流动的特征：（1）、过断的形状、尺寸及水深沿程不变（2)、过水断面上的流速分布断面平均流速沿程不变（3）、总水头线、水面线及渠底线相互平行
12.渗流模型——在保持渗流区原有的边界条件和渗透流量不变的条件下、把渗流看成是由液体质点充满全部渗流区的连续总流动，这就是渗流模型。
13.流线：某一确定时刻t，在流场中一定有这样的曲线存在，使得曲线上各点处的流体质点的流速都在切线方向，这样的曲线就叫做该时刻t的流线。
14.长管：在水力计算中，管道沿程阻力远远大于局部阻力，局部阻力可以忽略不计的管道
15.水跃：明渠水流从急流过渡到缓流状态时，会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现象，既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。
16.水跌：明渠水流从缓流过渡到急流，水面急剧降落的局部水力现象，即在不长的流段内水深从大于临界水深降落到小于临界水深。
17.相对压强：以当地大气压Pa为零点来计量的压强，称为相对压强
18.当量粗糙度：所谓当量粗糙度，指与工业管道粗糙区λ值相等的同直径尼古拉兹人工管
道的粗糙高度
19.管嘴出流：孔口出流的孔口上加一段3~4倍管径的短管，流体经短管流出时充满短管出口的全部断面，称为管嘴出流。
20.临界水深：断面比能曲线上，相应于最小断面比能的水深hk,称为临界水深。
21.基本量纲：认为选取的彼此之间无关，不能以其他各量的量纲所表示的量纲。
22.有压管流：有压流体沿管道满管流动的现象称为有压管流。
23.短管：若沿程损失和局部损失都占想的比重，计算中都不可忽略，这样的管道称为短管
24.长管:如果管段较长，使得局部损失和速度水头之和远小于沿程损失（5%-10%以下），则计算中可忽略局部损失和速度水头仍能满足工程需求，这样的管道称为长管。
25.水击：水击是有压管路中的非恒定流动，它是由于外部原因使得有压管道中水流动量发生急剧变化，引起压强急剧上升或下降，并沿管道迅速往返传播，导致管道各处压强交替升降的短暂水力现象。
（当有压管末端的阀门突然关闭，管中流速急剧减小，压强急剧增大，称为正水击；若阀门突然迅速开启，管中流速急剧增大，压强急剧降低，称为负水击。
）
26.发生直接水击的条件是阀门关闭时间小于一个相长。
27.在长为l的管道中，理论上水击传播周期T=4l/c，往返一次的时间Ts=2l/c称为半周期或相长。
当开启或关闭阀门的时间t<2l/c时，称为直接水击；当t>=2l/c时称为间接水击。
28.变水头出流容器的放空时间等于在初始水头H作用下，恒定出流流出相同体积所需时间的2倍。
29.粘性是流体层之间因为相对运动而产生内摩擦力从阻碍相对运动的性质。
30.影响粘滞系数的因素：温度、压力
温度影响：影响液体粘度的主要因素是分子内聚力，故液体黏度随温度升高而减小；影响气体粘性度的主要因素是分子热运动引起的动量交换，故气体黏度随温度升高而增大
压力影响：压力对动力粘滞系数影响不大，但运动粘滞系数v=u/p，压力影响p，从而影响v。
31.牛顿流体：当温度一定时，流体粘度保持不变，即内摩擦力与速度梯度成线性关系，称这种流体为牛顿流体。
32.恒定流：各物理量仅与之点所在位置而异，不因时间而变，其时变加速度为0。
33.均匀流：流速沿流向不发生变化，流线是平行直线，过流断面是平面，其位变加速度为0
34.临界水深：断面比能曲线上，相应于断面比能的水深，称为临界水深。
35.临界底坡：正常水深恰好与该流量下的临界水深相等，相应的渠道底坡称为临界底坡。
36.量纲：基本物理单位是基本物理量的度量单位，例如长短、体积、质量、时间等等之单位。
这单位反映物理现象。
物理现象或物理量的度量，叫做“量纲”。
37.粘性底层：在湍流中，紧靠固体边界附近的地方，因脉动流速很小，由脉动流速产生的附加切应力也很小，而流速梯度却很大，所以粘滞切应力起主导作用，其流态基本上属于层流。
因此湍流中不是整个液流都是湍流，在紧靠固体边界表面有一层极薄的层流层存在，该层流层就叫粘性底层。
38.相对压强：以当时当地大气压强为基准点计算的压强。
39.层流：层流是流体的一种流动状态。
流体在管内流动时，其质点沿着与管轴平行的方向作平滑直线运动。
此种流动称为层流或滞流，亦有称为直线流动的。
