水力学习题评讲3

选择题（单选题）3.1欧阳歌谷（2021.02.01）3.2 用欧拉法表示流体质点的加速度a 等于：（d ）（a ）22d rdt；（b ）u t ∂∂；（c ）()u u ⋅∇；（d ）ut∂∂+()u u ⋅∇。

3.3恒定流是：（b ）（a ）流动随时间按一定规律变化；（b ）各空间点上的流动参数不随时间变化；（c ）各过流断面的速度分布相同；（d ）迁移加速度为零。

3.4一维流动限于：（c ） （a ）流线是直线；（b ）速度分布按直线变化；（c ）流动参数是一个空间坐标和时间变量的函数；（d ）流动参数不随时间变化的流动。

3.5均匀流是：（b ）（a ）当地加速度为零；（b ）迁移加速度为零；（c ）向心加速度为零；（d ）合加速度为零。

3.6无旋流动限于：（c ）（a ）流线是直线的流动；（b ）迹线是直线的流动；（c ）微团无旋转的流动；（d ）恒定流动。

3.7变直径管，直径1d =320mm,2d =160mm,流速1v =1.5m/s 。

2v 为：（c ）（a ）3m/s ；（b ）4m/s ；（c ）6m/s ；（d ）9m/s 。

3.7已知速度场x u =2t +2x +2y ，y u =t -y +z ，z u =t +x -z 。

试求点（2，2，1）在t =3时的加速度。

解： x x x x x x y z u u u ua u u u t x y z∂∂∂∂=+++∂∂∂∂ ()()3,2,2,12332221134x a =⨯⨯+⨯+++=（m/s2） ()3,2,2,112223y a =++-=（m/s2） ()3,2,2,11324111z a =++++=（m/s2）35.86a ===（m/s2）答：点（2，2，1）在t =3时的加速度35.86a =m/s2。

3.8已知速度场x u =2xy ，y u =–331y ，z u =xy 。

试求：（1）点（1，2，3）的加速度；（2）是几维流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流。

第三章习题及答案一、选择问题1：实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：正确的是：各点的运动物理量有以下关系：2121下关系：A.单位重量流体具有的机械能；B.单位质量流体具有的机械能；C.单位体积流体具有的机械能；D.通过过流断面单位重量流体的总机械能。

问题1：在应用恒定总流的能量方程，可选用图中的那几个断面，作为计算过水断面。

A.沿程下降；B.沿程上升；C.保持水平；D.前三种情况都有可能。

问题8：粘性流体测压管水头线的沿程变化是：A.沿程下降；B.沿程上升；C.保持水平；D.前三种情况都有可能。

二、计算题题1：如图所示的虹吸管泄水，已知断面1,2及2,3的损失分别为h=0.6v2/(2g)和h w2,3=0.5v2/(2g) ，试求断面2的平均压强。

w1,2解：取0-0，列断面1，2的能量方程（取α1=α2=1）图3-15题2：水深1.5m、水平截面积为3m×3m的水箱，箱底接一直径为200mm，长为2m的竖直管，在水箱进水量等于出水量情况下作恒定出流，略去水头损失，试求点2的压强。

解根据题意和图示，水流为恒定流；水箱表面，管子出口，管中点2所在断面，都是渐变流断面；符合总流能量方程应用条件。

水流不可压缩，只受重力作用。

图3-16题3：某一水库的溢流坝，如图所示。

已知坝下游河床高程为105.0m,当水库水位为120.0m时，坝址处收缩过水断面处的水深h c=1.2m。

设溢流坝的水头损失为，及。

求坝址处断面的平均流速。

图3-17题4：一抽水机管系（如图），要求把下水池的水输送到高池，两池高差15m，流量Q=30l/s，水管内径d=150mm。

泵的效率h p=0.76。

设已知管路损失（泵损除外）为10v2/(2g)，试求轴功率。

图3-26题5：自然排烟锅炉如图，烟囱直径d=1m，烟气流量Q=7.135m3/s，烟气密度ρ=0.7kg/m3，外部空气密度ρa=1.2kg/m3，烟囱的压强损失，为使烟囱底部入口断面的真空度不小于10mm水柱。

第三章水动力学基础1、渐变流与急变流均属非均匀流。

( )2、急变流不可能是恒定流。

( )3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。

( )4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。

( )5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。

( )6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。

( )7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。

( )8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。

( )9、总流连续方程 v1A1 = v2A2对恒定流和非恒定流均适用。

( )10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。

( )11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。

( )12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。

( )13、液流流线和迹线总是重合的。

( )14、用毕托管测得的点流速是时均流速。

( )15、测压管水头线可高于总水头线。

( )16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。

( )17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。

( )18、恒定总流的能量方程z1 + p1／g + v12／2g = z2 +p2／g + v22／2g +h w1- 2 ，式中各项代表( )(1) 单位体积液体所具有的能量；(2) 单位质量液体所具有的能量；(3) 单位重量液体所具有的能量；(4) 以上答案都不对。

19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度h的增大而 ( )(1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( )(1) h1＞h2 (2) h1＜h2 (3) h1 = h2 (4) 无法确定21、对管径沿程变化的管道 ( )(1) 测压管水头线可以上升也可以下降(2) 测压管水头线总是与总水头线相平行(3) 测压管水头线沿程永远不会上升(4) 测压管水头线不可能低于管轴线22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( )(1) 恒定均匀流 (2) 非恒定均匀流 (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流23、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应 ( ) (1) 逐渐升高(2) 逐渐降低 (3) 与管轴线平行 (4) 无法确定24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( )(1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。

水力学课后习题详解在学习水力学的过程中，课后习题是巩固知识、加深理解的重要环节。

通过对这些习题的认真解答和深入分析，我们能够更好地掌握水力学的基本原理和应用方法。

下面，让我们一起来详细探讨一些常见的水力学课后习题。

首先，来看一道关于静水压力的题目。

题目：一矩形平板闸门，宽 b ＝ 2m，高 h ＝ 3m，垂直放置在水中，顶边与水面齐平。

求闸门所受的静水压力及其作用点。

解题思路：首先，我们需要知道静水压力的计算公式为 P ＝γh c A，其中γ 为水的容重，h c 为压力中心到水面的距离，A 为受压面积。

对于这个矩形平板闸门，受压面积 A ＝ bh，h c ＝ h ／ 2。

先计算受压面积 A ＝ 2 × 3 ＝ 6（m²），水的容重γ 通常取 9800N/m³，h c ＝ 3 ／ 2 ＝ 15 m。

则静水压力 P ＝ 9800 × 15 × 6 ＝ 88200 N。

接下来求压力中心的位置。

对于矩形平板，压力中心到闸门底边的距离为 y D ＝ I G ／ y C A ＋ y C ，其中 I G 为面积对通过形心的水平轴的惯性矩，y C 为形心到水面的距离，A 为面积。

对于矩形，I G ＝ bh³／ 12 ，y C ＝ h ／ 2 。

计算可得 I G ＝ 2 × 3³／ 12 ＝ 45 m⁴，y C ＝ 15 m。

代入计算可得 y D ＝ 45 ／（15 × 6) ＋15 ＝ 2 m ，即压力中心在距闸门底边 2m 处。

再来看一道关于水流能量方程的题目。

题目：有一管道，直径 d ＝ 02m，通过流量 Q ＝ 005 m³/s，管道起点和终点的高差 z ＝ 5m，起点压强 p 1 ＝ 100kPa，终点压强 p 2 ＝80kPa，沿程水头损失 h f ＝ 3m ，局部水头损失忽略不计。

求水流的流速 v 和起点到终点的水头损失 h w 。