水力学复习思考题四答案

水力学期末考试复习试题和答案一、选择题（每题3分，共15分）1. 水力学研究的流体包括（）A. 液体B. 气体C. 固体D. A和B答案：D2. 流体的连续性方程表明（）A. 流体的密度不变B. 流体的流速不变C. 流体的流量守恒D. 流体的压力不变答案：C3. 下列哪个方程描述了理想流体在流动过程中的能量守恒（）A. 连续性方程B. 能量方程C. 动量方程D. 伯努利方程答案：D4. 下列哪个因素不影响流体的粘度（）A. 温度B. 压力C. 流体的种类D. 流体的流动速度答案：D5. 在下列哪种情况下，流体处于完全湍流状态（）A. 雷诺数小于2000B. 雷诺数大于4000C. 雷诺数等于2000D. 雷诺数等于4000答案：B二、填空题（每题3分，共15分）1. 流体的连续性方程表达式为：______。

答案：Q = A1V1 = A2V22. 流体的伯努利方程表达式为：______。

答案：P1/ρg + V1^2/2g + Z1 = P2/ρg +V2^2/2g + Z23. 流体的动量方程表达式为：______。

答案：ρQ(V2 - V1) = F4. 流体的雷诺数表达式为：______。

答案：Re = ρVD/μ5. 流体的阻力系数与下列哪个因素有关：______。

答案：雷诺数、相对粗糙度三、计算题（每题10分，共30分）1. 一管道直径为0.2m，流速为2m/s，求管道中的流量。

解：Q = A1V1 = πD^2/4 * V1 = π * (0.2)^2/4 * 2 = 0.0314 m^3/s答案：0.0314 m^3/s2. 一管道直径为0.3m，进口处的流速为3m/s，压力为0.2MPa，求出口处的流速和压力。

解：根据连续性方程，出口处的流速为：V2 = Q/A2 = A1V1/A2 = πD1^2/4 * V1 /πD2^2/4 = (D1/D2)^2 * V1 = (0.2/0.3)^2 * 3 = 1.33 m/s根据伯努利方程，出口处的压力为：P2 = P1 - ρg(V1^2 - V2^2)/2 + ρgZ1 - ρgZ2P2 = 0.2 MPa - 1000 * 9.8 * (3^2 - 1.33^2)/2 + 1000 * 9.8 * 0 = 0.18 MPa答案：出口处的流速为1.33 m/s，压力为0.18 MPa。

（6）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。
答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。
（7）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？
答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。
答案：错误
（2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（）
答案：错误
（3）水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。（）
答案：错误
（4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。（）
答案：正确
（5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（）
答案：正确
（6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（）
答案：错误
（7）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。（）
解：
6、计算题：
（1）图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64 m2，长l=50 m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。求通过的流量Q?（10分）
解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程
水力学期末考试复习题及答案
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

水力学实验报告思考题答案(供参考)水力学实验报告实验一流体静力学实验实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验实验三不可压缩流体恒定流动量定律实验实验四毕托管测速实验实验五雷诺实验实验六文丘里流量计实验实验七沿程水头损失实验实验八局部阻力实验实验一流体静力学实验实验原理在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程或 (1.1)式中：z被测点在基准面的相对位置高度；p被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同；p0水箱中液面的表面压强；γ液体容重；h被测点的液体深度。

另对装有水油（图1.2及图1.3）U型测管，应用等压面可得油的比重S0有下列关系：(1.2)据此可用仪器（不用另外尺）直接测得S0。

实验分析与讨论1.同一静止液体内的测管水头线是根什么线？测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测管液面至基准面的垂直高度。

测压管水头线指测压管液面的连线。

实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。

2.当P B，相应容器的真空区域包括以下三部分：(1)过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。

(2)同理，过箱顶小水杯的液面作一水平面，测压管4中，该平面以上的水体亦为真空区域。

(3)在测压管5中，自水面向下深度某一段水柱亦为真空区。

这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等。

3.若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定γ0。

最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度h和h0，由式，从而求得γ0。

4.如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响？设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算式中，为表面张力系数；为液体的容量；d为测压管的内径；h为毛细升高。

实验二不可压缩流体恒定流能量方程〔伯诺利方程〕实验成果分析及讨论1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？测压管水头线〔P-P〕沿程可升可降，线坡J P可正可负。

而总水头线〔E-E〕沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。

这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。

测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。

测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转换成势能，测压管水头线升高，J P<0。

而据能量方程E1=E2+h w1-2, h w1-2为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2>0，故E2恒小于E1，〔E-E〕线不可能上升。

(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，说明单位流程上的水头损失越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，说明有较大的局部水头损失存在。

2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？有如下二个变化：〔1〕流量增加，测压管水头线〔P-P〕总降落趋势更显著。

这是因为测压管水头，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大，就增大，则必减小。

而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减小，故的减小更加显著。

〔2〕测压管水头线〔P-P〕的起落变化更为显著。

因为对于两个不同直径的相应过水断面有式中为两个断面之间的损失系数。

管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，〔P-P〕线的起落变化就更为显著。

3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？测点2、3位于均匀流断面〔图2.2〕，测点高差0.7cm，H P=均为37.1cm〔偶有毛细影响相差0.1mm〕，说明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。

测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，说明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。

由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。