作用于曲面上的静水总压力.
水利工程师-水力学试题库含答案
水利工程师-水力学试题库含答案一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、随着泄水建筑物上游单位重量液体总机械能的增大,相应的收缩水深的[ ]值增大。
A、正常水深B、临界水深C、共轭水深D、非均匀流水深正确答案：C2、均匀流同一过水断面上各点的测压管水头值[ ]。
A、保持不变B、逐渐减小C、逐渐增大D、不确定正确答案：A3、测压管水头线与总水头线之间的几何高度代表了[ ]的大小。
A、压强水头B、流速水头C、测压管水头D、位置水头正确答案：B4、一般认为,当管道流速大于 1.2m/s 时,水流为紊流[ ]。
A、光滑区B、阻力平方区C、过渡区D、过渡粗糙区正确答案：B5、[ ]对谢才系数的影响最大。
A、粗糙系数B、水力半径C、当量粗糙度D、水力坡度正确答案：A6、设计的渠道流速应不使水流中的悬沙淤积,其断面平均流速应[ ]不淤允许流速。
A、等于 0.9 倍的B、大于C、等于 1.2 倍的D、小于正确答案：B7、缓坡上的均匀流是[ ]。
A、急流B、临界流C、缓流D、层流正确答案：C8、明渠均匀流的水深常称为[ ]。
A、共轭水深B、临界水深C、正常水深D、收缩水深正确答案：C9、水跃函数曲线的上支为增函数,水流为[ ]。
A、缓流B、急流C、紊流D、临界流正确答案：A10、明渠的实际底坡大于临界底坡,可判定其上的明渠均匀流为[ ]。
A、层流B、缓流C、急流D、临界流正确答案：C11、明渠均匀流在流动过程中,只有[ ]。
A、局部水头损失B、流速减小C、动能减少D、沿程水头损失正确答案：D12、水击波传播的一个周期包括[ ]个相长。
A、3B、1C、2D、4正确答案：C13、文丘里计是一种量测[ ]的装置。
A、水位B、流量C、压强D、速度正确答案：B14、消能坎式消能池的消能坎为[ ],则不需要设置第二道消能坎。
A、有侧收缩堰B、淹没堰C、无侧收缩堰D、非淹没堰正确答案：B15、当管道布置形式、管径、管长、管材都相同时,自由出流的流量系数[ ]淹没出流的流量系数。
《水力学》试题及参考答案
《水力学》试题及参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、水击现象与调压系统的液面波动都属于（）。
A、恒定流B、渐变流C、非恒定流D、急变流正确答案：C2、堰流及闸孔出流都属于明渠（）。
A、缓流B、均匀流C、渐变流D、急变流正确答案：D3、水力计算中的工程大气压强值是（）千帕。
A、98B、101C、100D、101.293正确答案：A4、与静水压强的量测相似，可以用（）来测量动水压强。
A、测压管B、虹吸管C、比压计D、差压计正确答案：A5、突然扩大管段的测压管水头线沿程。
（）A、保持水平B、不确定C、上升D、下降正确答案：C6、测量液体中某一点的相对压强值可以用（）。
A、测压管B、比压计C、压差计D、差压计正确答案：A7、管道中心处的切应力为（），沿半径方向逐渐增大，管壁处达到最大。
A、0B、0.4PaC、0.3PaD、0.2Pa正确答案：A8、管嘴出流的泄流量( )孔口出流的泄流量。
A、相等B、不确定C、大于D、小于正确答案：C9、有一定大小尺寸的实际水流一般称为（）。
A、元流B、微小流束C、流管D、总流正确答案：D10、均质孔隙介质中渗流流速与水力坡度的一次方成（），并与土的性质有关。
A、对数关系B、反比C、平方关系D、正比正确答案：D11、堰流为自由出流，其淹没系数（）1.0。
A、等于B、小于C、小于等于D、大于正确答案：A12、总水头线与基准面之间的几何高度代表了（）的大小。
A、流速水头B、测压管水头C、总水头D、压强水头正确答案：C13、若压力体为实（）压力体，则作用于曲面上的静水总压力的垂直分力的方向（）。
A、与曲面正交B、铅垂向下C、铅垂向上D、与曲面的切平面正交正确答案：B14、水力坡度是表示单位重量液体在单位流程上的（）。
A、水头损失B、位置升高C、位置降低D、压强降低正确答案：A15、圆管均匀层流的流速分布为（）。
A、抛物线B、指数曲线C、直线D、对数曲线正确答案：A16、水跃函数曲线的上支为增函数，水流为缓流，代表（）。
曲面上的静水总压力
A F
B
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Fx
Fz
17
第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 定义 压力体是所研究的曲面（淹没在静止液体中的部分） 到自由液面或自由液面的延长面间投影所包围的一块空 间体积。 数学体积计算式
Vp
hdA
A
z
作用在曲面上的垂直分力的大小等于压力体内液体的 重量，并且与压力体内是否充满液体无关。
（N） 合力通过球心与水平方向夹角为 1 F z左 1 69.3 tg tg 7 3528 Fx左 520
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图2-26
ห้องสมุดไป่ตู้
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30
2013-7-30 23
Fx ghc Ax
【例2-7】 求图2-25所示流体施加到水平放置的单 位长度圆柱体上的水平分力和垂直分力：（a）如果圆 柱体左侧的流体是一种计示压强为35kPa被密封的箱内 的气体；（b）如果圆柱体左侧的流体是水，水面与圆 柱体最高部分平齐，水箱开口通大气。 【解】 （a）圆柱体表面所研究部分的净垂直投影 为则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的 水平分力为 Az=[4-2(1-cos300)] ×1 则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水 平分力为 Fx=pAz=35×[4-2(1-cos300)] ×1 =353.75=130.5(kN) 圆柱体表面所研究部分的净水平投影为
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第六节 曲面上的静水总压力
三、压力体的概念 压力体体积的组成： （1）受压曲面本身； （2）通过曲面周围边缘所作的铅垂面； （3）自由液面或自由液面的延长线。 压力体
作用于曲面上的静水总压力(PPT 60张)
静水总压力水平分力
d P P d P P
x x
c
x
d
P P
c
x
o d
s
o
A
d
A d A A
x
d c
x x
P o s
c
o
s
x
s
x
h
A
x
h h
c
d A
P
Ax : 曲面在铅垂面上的投影面（平面）的面积 hc : Ax形心点水深（埋深）
作用点：Px 通过投影面Ax平面压力中心
z
d P
z
d P sin
顶部
z
h d A
sin
体积形心
z
d A P
sin d A
A
侧部
z
h d A h d A
z
z
V P
z
A
z
V
底部 图2.6.10 压力体构成示意
V ：压力体体积
Pz作用线通过压力体的体积形心
21
顶部
侧部 Pz = γV 底部
x
d P cos
cos
A
d P
x
y
x
h d AdPcos d A
A x x
E
h
dP
dPz
d A P
x
α
dPx
α dA dAz
dAx
x
x
流体力学名词解释和简答题(完整)
名词解释和问答题一、 绪论1. 流动性:在微小剪力作用下,连续变形的特性。
2. 连续介质假设:把流体当作是由密集质点构成的、内部无空隙的连续体来研究,这就是连续介质假设。
连续介质:由密集质点构成的、内部无空隙的连续体。
3. 表面力：通过直接接触,作用在所取流体表面上的力，简称面力。
4. 质量力：作用在所取流体体积内每个质点上，大小与流体的质量成比例的力，又称体力。
5. 惯性力：当液体由于受作用力作用使运动状态发生改变时,液体由于惯性对外界反抗的力。
惯性:是物体保持原有运动状态的性质。
6. 黏性:是流体在运动过程中抵抗剪切变形的能力,是产生机械能损失的根源。
或,是流体的内摩擦特性。
或，是相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质7. 理想流体：指无粘性，动力粘度0=μ或运动粘度0=ν的流体。
8. 不可压缩流体：流体的每个质点在运动全过程中,密度不变化的流体。
9. 动力黏度：是流体黏性大小的度量。
10. 纯剪切的胡克定律:弹性体纯剪切时，剪应力与剪应变成正比。
(１)什么是理想流体?为什么要引入理想流体的概念?简化流动分析。
(2)试从力学分析的角度,比较流体与固体对外力抵抗能力的差别。
固体大部分的力都能承受,而流体几乎不能承受拉力，静止的流体不能承受剪切力。
二、流体静力学1. 真空度:指绝对压强不足当地大气压的差值，即相对压强的负值。
2. 相对压强：以当地大气压为基准起算的压强。
3. 绝对压强：以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强。
4. 测压管水头:gp z ρ+称为测压管水头，是单位重量流体具有的总势能。
或位置高度(或 位置水头）与测压管高度(压强水头)之和。
5. 帕斯卡原理：在平衡状态下,液体任一点压强的变化将等值地传到其他各点。
6. 等压面：流体中压强相等的空间点构成的面（平面或曲面)。
7. 阿基米德原理：液体作用于潜体（或浮体）上的总压力，只有铅垂向上的浮力，大小等于所排的液体重量,作用线通过潜体的几何中心。
水力学课件第二章(2)曲面总压力
Hale Waihona Puke dPx垂直分力：
dPz dP sin hdAsin hdAz
P Px2 Pz2
什么是压力体
作为计算曲面上铅垂分力的一个数值当量，不是由实 际液体所构成的。由于曲面的承压位置不同，又有实、虚 压力体之分。
1.实压力体：压力体与液体在
曲面同一侧，如同压力体内有液
Pz
曲面上的静水总压力计算
作用于曲面上的静水总压力
h
水平分力Px
b
P
Pz铅直分力
指导思想：“先分解后合成”。
将非平行力系各自分解成相互垂直的水平分力 和垂直分力，积分求解。
曲面上静水总压力的大小
X O（y）
dPx=dPcos =hdAcos
h
dPz dP sin hdAsin
dPz dP dA
dPx Z
水平分力：
垂直投影
dPx=dPcos =hdAcos面对水平
=hdAx
轴Oy的静 面积矩
Px dPx hdAx
Ax
hc Ax
单位宽度上的静水压力 Fx = F2
O dAZ h
dPz dP dA
Pz dPz
hdAz
Az
V （压力体）
hOd θ 45
Px
γhc Ax
γ 1 ah ahb 2
9.8 1 2.56 2.561 32.11kN 2
ae
g a e ae hd
i Of
2 i O3
Od sin 45 1.5 0.707
h d
b
=45°
1 b
1.06m
d oh d cos 45
第二章 水静力学 5-6
结论
1. 平面上静水压强的平均值为作用面（平面图形）形心处的
压强。总压力大小等于作用面形心 C 处的压强 pC 乘上作用
面的面积 A . 2. 平面上均匀分布力的合力作用点将是其形心，而静压强分 布是不均匀的，浸没在液面下越深处压强越大，所以总压 力作用点位于作用面形心以下。
[思考题1] 图示四种敞口盛水容器的底面积相同，水位高相同。容器 中水的重量比为（自左向右）9:1:10:2，试确定底部所受的 总压力为：
Ic——面积A绕其与ox轴平行的形心轴的惯性矩。
结论： 1 、当平面面积与形心深度不变时，平面上的总压力大小与平
面倾角无关； 2、 压心的位置与受压面倾角无关，并且压心总是在形心之下。 只有当受压面 位置为水平放置时，压心与形心才重合。
合力矩定理（再将静水压力对oy轴求矩） o
自由液面 y yc yd x C D M dF
自由液面 h1
0
θ
gh1
Fp
h2
gh2
a
b
a
X
C
Y D b
dA
图2-2
3、 总压力的作用点:又称压力中心（center of pressure）
Ic y D yc yc A
自由液面
0
θ hD hC h Fp dFp C b D a X
a
C
Y D b
dA
图2-3
A
xC
总结：分析法求任意形状平面上的静水总压力
第二章 水静力学
水静力学的任务是研究液体平衡的规律及其实际应用。
静止状态 液体平衡 相对平衡状态
工程应用主要是确定水对水工建筑物的表面上的作用力。
主要内容
§2-5 作用于平面上的静水总压力
第2章水静力学
第二章 水静力学
例题图示
第二章 水静力学
二、静水压强分布图
根据静水力学基本方程及静水压 强的两个特性，可用带箭头的直线表 示压强的方向，用直线的长度表示压 强的大小，将作用面上的静水压强分 布规律形象而直观地画出来。
w
FP pc w
w w
依力矩定理， P yD y dP y gy sin dw g sin y 2 dw
2 2 I I y y dw 其中 为平面对Ob轴的面积惯性矩，记为 x c c w
整理可得静水总压力的压心位置： yD yc
dP ghdw gy sin dw
P dP gy sin dw
w w
P dP
O （b） α h C dw M（x,y） C D YC
hc
D
g sin ydw
w
y
x
其中 为平面对Ox轴的面积矩 P g sin yc w ghc w 所以静水总压力的大小为
1 0.1 12h 6
得
4 h m 3
第二章 水静力学
【例题】一垂直放置的圆形平板闸
门如图所示，已知闸门半径R=1m， 形心在水下的淹没深度hc=8m，试用 解析法计算作用于闸门上的静水总压 力。 解：
R4pc w ghc R2 9.8 8 12 246kN
水静力学的主要内容
§2-1 静水压强 §2-2 静水压强的分布规律 §2-3 作用在平面上的静水总压力 §2-4 作用在曲面上的静水总压力
2018水力学复习题答案11
第一章概论1.液体与固体的物理性质都有哪些区别，什么是流体的易流动性？答：固体：形状、体积固定，能够承受拉、压、弯、剪、扭等外力，在外力作用下产生相应形变；液体：体积固定，形状不定，不能承受拉力，具有表面张力；易流动性气体：体积、形状都不定，压缩性、膨胀性较大，不具有表面；具有易流动性易流动性：流体在很小的切向力作用下将发生连续不断的变形，直到切向力消失为止。
这种特性称为流体的易流动性。
2、液体与气体的物理性质都有哪些区别？答：宏观上：气体密度小，流动性好，易压缩；液体密度较气体大，流动性不如气体好，不易压缩。
微观上：气体分子能够非常自由地震动和平动，液体分子间作用力更大，分子紧密堆积，液体分子有振动和平动，但不如气体分子自由。
3、什么是液体微团，连续介质模型，该模型的引入对流体的研究有何意义？答：液体微团：是指在研究液体的机械运动中所取的最小液体微元，它的体积无穷小却又包含无穷多个液体质点。
连续介质模型：认为液体是由无数质点组成、质点之间没有空隙、连续充满其所占据空间的连续介质。
将流体看成是连续介质，流体的各物理要素可用连续函数来表征，从而利用微积分的方法研究流体的受力和运动规律。
4、作用在流体上的力分为哪些，各有何特点？答：按作用特点或类型，将作用力分为表面力（面积力）和质量力（体积力）两大类。
表面力：作用于流体接触表面上，大小与作用面积成正比；表面力分为压力和剪切力。
质量力：作用在液体每一质点上，与液体的质量成正比：最常见的是重力和惯性力。
5、什么是流体的粘性,粘性有何特征？答：流体的粘性：流体内相邻质点间存在相对运动时，在其接触面上会产生内摩擦力，以阻止其相对运动，流体的这种性质称为粘性。
粘性特征：流体的固有属性，粘性阻碍液体的相对流动，但只能延缓相对运动的过程而不能消除。
6、流体粘性的产生原因和主要影响因素是什么，液体和气体的粘性变化有何不同？（1）流体粘性产生原因：流体各分子间的内聚力和碰撞（布朗运动）（2）流体粘性的主要影响因素：温度（3）液体和气体的粘性变化不同之处：液体粘性随温度升高而减小；气体粘性的决定性因素是分子不规则运动的动量交换产生的阻力，温度升高动量交换加剧，因此粘性随温度升高而增大。
水静力学
321
四 浮力
当物体整个淹没在静
止液体中时，静水压力的
水平分力为0，物体仅受铅
垂向上的垂直分力，该力
o
称为浮力。
Vp Vadbfg Vacbfg
总压力的垂直分力为
Fpz gVp gVadbc
※负值说明其方向向上
z
即液体作用在潜体上的总的作用力
阿基米德原理：？？
g af
Fpz1 c
三、静水总压力
大小： Fp F 2px F 2pz
FPx D α
方向： tan1( Fpz )
作用点：
Fpx
FP
α FPz
从FPx作用线和
FPz 作用线交点K沿
FP方向的延长线交
曲面于D ，即为总
压力的作用点。
压力体（体积）的构成
上边界： 与大气连通的液面或液面的延长面； （液面上相对压强为零！！)
A
A
A
曲面A在垂直于x轴的坐
hdAx hcx Ax 标平面内的投影面积
A
Ax 对y的面积矩。
Fpx
ghcx Ax
Ax 为投影面积； hcx 的形心的淹深；
二、垂直分力
V
dFpz dFp sin ghdAsin ghdAz
Fpz dFpz ghdAz g hdAz
A
A
A
二、垂直分力
V
dFpz dFp sin ghdAsin ghdAz
Fpz dFpz ghdAz g hdAz
A
A
A
hdAz Vp
A
为曲面ab和自由液面或者其延长面及垂直边 界面所包容的体积，称为压力体。
《水力学》考试题+参考答案
《水力学》考试题+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、明渠水流由急流向缓流过渡，产生（）|临界坡除外（）。
A、水跃B、水击波C、跌水D、水跌正确答案：A2、水泵的安装高度要受到()的限制。
A、扬程B、流量C、地形条件D、允许吸上真空高度正确答案：D3、紊流过渡粗糙区的沿程阻力系数λ与（）有关，与相对光滑度有关。
A、雷诺数B、相对光滑度C、相对粗糙度D、谢才系数正确答案：A4、绝大多数明渠水流（）都为（）渗流除外|A、层流B、缓流C、急流D、紊流正确答案：D5、均匀流条件下，任一微小流束的水力坡度（）总流的水力坡度。
A、等于B、大于C、小于D、不确定正确答案：A6、临界流时，矩形断面的断面比能等于临界水深的（）倍。
A、1B、1.5C、0.5D、2正确答案：B7、明渠的过水断面水深大于临界水深，据此可判定水流为（）。
A、临界流B、急流C、缓流D、紊流正确答案：C8、水跃函数曲线的上支为（），水流为缓流。
A、增函数B、抛物线C、双曲线D、减函数正确答案：A9、闸底坎为平顶堰，闸门相对开度（）0.65, 水流为堰流。
A、大于B、大于等于C、小于等于D、小于正确答案：A10、能量方程应用过程中，基准面可以任意选，但一定要是（）.。
A、平面B、水平面C、垂直于管轴线的平面D、平行于管轴线的平面正确答案：B11、紊流中，某一瞬时液体质点的流速可称之为（）。
A、瞬时流速B、时均流速C、脉动流速D、紊动强度正确答案：A12、紊流光滑区的沿程阻力系数λ仅与（）有关，与相对光滑度无关。
A、谢才系数B、雷诺数C、相对光滑度D、相对粗糙度正确答案：B13、水流按流线是否为平行的直线或按流速是否沿程变化分为（）和非均匀流。
A、一元流B、二元流C、均匀流D、非均匀流正确答案：C14、在初生弹性波继续发生时，由上游反射回来的减压波已经到达阀门断面，并可能在阀门断面发生正反射，从而部分抵消了水击增压值，使阀门断面的水击压强值有所减小。
作用于曲面壁上的静水总压力
第五节 作用于曲面壁上的静水总压力一、 静水总压力的两个分力水工建筑物中常碰到受压面为曲面的情况，如弧形闸门、拱坝坝面、闸墩及边墩等。
其水力计算归为曲面壁静水总压力的求解。
因曲面上各点静水压强的方向也是垂直指向作用面，各点压力互不平行，则求平面壁静水总压力的方法这里不再适用。
但是我们可以将曲面壁上的静水总压力分解为水平方向的力P x 和铅直方向的力P z ，分别求解，然后再根据求合力的法则，求出静水总压力P 。
公式推导如下。
现以弧形闸门AB 为例，讨论曲面壁静水总压力计算问题。
见图2-24。
为了确定P x 、P z ，先取宽度为b （即闸门宽度）、截面为ABC 的水体为脱离体。
z图 2-23(a)(b)(c)注意：从Ａ点向下做一铅直平面AC ，从Ｂ点做一水平面BC ，两平面的相交于Ｃ，由曲面AB 与AC 、BC 平面包围的水体即为ABC 脱离水体，如图2-23（b ）所示，研究该水体的平衡。
在图2-23中P '── 闸门AB 对水体的反作用力，与P 等值反向； x P '、z P '── P '的水平分力和铅直分力；AC P 、BC P ──作用在AC 、BC 面的静水总压力；G ── 脱离体水重。
1. 静水总压力的水平分力分析脱离水体的受力情况，如图2-23(b )所示。
列水平方向的静力平衡方程得：x P '=AC P根据作用力与反作用力大小相等，方向相反的原理，闸门受到的水平分力为x x P P '==AC P （2-33）因AC 为铅直面，而且相当于曲面AB 在铅直投影面上的投影，则由上式可知：作用于曲面壁上静水总压力的水平分力P x 等于作用于该曲面在铅直投影面上的静水总压力。
因此，求水平方向的静水总压力可归结为：将曲面投影到铅直投影平面上，再计算出铅直投影面上所受到的静水总压力即为P 的水平分力P x 。
2. 静水总压力的铅直分力P z根据静力平衡条件，列出铅直方向的静力平衡方程式得：G P P BC z -='由于BC 水平面是以BC 和b 为边的矩形平面，其面积可用A BC 表示，，所处水深为h 2，其面上各点的压强都等于2h γ，则MCBN BC BC V A h P γγ==2式中V MBCN —— 以MCBN 为底面积、b 为宽度的棱柱体体积。
工程流体力学26曲面上的静水总压力
V p ? Aabcd ?b
第六第节六节曲面曲上面的上静的水静总水压总力压力
三、压力体的概念 ? 压力体的种类： ? 实压力体：实压力体方向向下 ? 虚压力体：虚压力体方向向上
实压力体
虚压力体
第六节 曲面上的静水总压力 三、压力体的概念
? 压力体的绘制（一）：
第六节 曲面上的静水总压力 三、压力体的概念
dA z
dx
dA x dh
?
ds
曲面面积在垂直平面（OYZ 坐标面）上 的投影面积AX 对OY 轴的面积矩
? 该圆柱形曲面在垂直平面上的投影面积Ax=bH ，
? 其形心hc=H/2 ?则
Fx ?
1 ? gbH
2
2
第六节 曲面上的静水总压力
一、总压力的大小和方向
dAz
dx
1. 水平分力 Fx ? ?g ??hdAx ? ?ghc Ax
Fx
?
1 ? gbH
2
2
? 静止液体作用在曲面上垂直分力Fz Fz ? ?gV p
? 静止液体作用在曲面上的总压力
F ? Fx2 ? Fz2
? 总压力与垂线间夹角的正切为
tg? ? Fx
Fz
第六节 曲面上的静水总压力
二、总压力的作用点 ?总压力的作用线通过Ｏ点以及 F x 和Fz 作用线的交点。 ?总压力作用线与曲面的交点就是总压力在曲面上的作用 点，即压力中心。
2. 垂直分力
曲面AB与自由液 面间的柱体体积
??hdAz ? Vp
A
Fz ? ?gV p
dAz
dx
dAx dh
?
ds
压力体
静止液体作用在曲面上的总压力的垂直分力等于压 力体的液体重量，Fz的作用线通过压力体的重心。
流体力学选择（附答案）
流体⼒学选择（附答案）1、.设⽔的体积压缩系数N m /105210-?=β。
当⽔所受压强等温增加2×107时，其密度将增加( D )。
A.2.5%B.0.4%C.0.8%D.1%2、下列流体的作⽤⼒中，不属于质量⼒的是( B )。
A.电磁⼒B.粘性内摩擦⼒C.重⼒D.惯性⼒3、流线与迹线⼀定重合的流动是( D )。
A.⽆旋流动B.均匀流动C.平⾯流动D.定常流动4.流体在作定常流动时，过流场同⼀固定点的流线和迹线相互( C )A.平⾏B.相交C.重合D.不确定5.在列伯努利⽅程时，⽅程两边的压强项必须( C )A.均为表压强B.均为绝对压强C.同为表压强或同为绝对压强D.⼀边为表压强⼀边为绝对压强6.已知管内⽔流流动处于紊流粗糙管平⽅阻⼒区，此时，若增⼤流量，则管路沿程损失与沿程损失系数λ的相应变化为( C )与λ都增⼤与λ都减⼩ C.λ不变，增⼤ D.λ减⼩，变⼤7.连续性⽅程的实质是在运动流体中应⽤( B )。
A.动量定理B.质量守恒定律C.能量守恒定律D.动量矩定理8.在管道的粘性总流中，按截⾯平均流速计算的动能⽐实际动能在数值上( B )。
A.要⼤⼀些B.要⼩⼀些C.完全相等D.可能⼤，也可能⼩9．对于等直⽔平圆管中的粘性流动，⽤压降△p 来表⽰的能量损失是( A )。
A.单位体积流体的能量损失B.单位质量流体的能量损失C.单位重量流体的能量损失D.单位时间内流体的能量损10.在圆管中，粘性流体的流动是层流还是紊流状态，主要依据于( D )。
A.流体粘性⼤⼩B.流速⼤⼩C.流量⼤⼩D.流动雷诺数的⼤⼩11.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置⽽变，这种流动称为( A )A.定常流B.⾮定常流C.⾮均匀流D.均匀流12.在同⼀瞬时，流线上各个流体质点的速度⽅向总是在该点与此线( C )A.重合B.相交C.相切D.平⾏13.下列说法中，正确的说法是( B )A.理想不可压均质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，沿流线总机械能守恒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14.当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( B )A.1B.2C.315.当某管路流动在紊流粗糙管平⽅阻⼒区范围内时，则随着雷诺数的增⼤，其沿程损失系数λ将( C )A.增⼤B.减⼩C.不变D.增⼤或减⼩16.流体在管内作层流流动时，其沿程损失值与断⾯平均流速v的( A )次⽅成正⽐。
西南交大流体力学(1-6)复习题纲与课后习题复习详解...
[解] 由 g 得，
g
7200N/m3 734.7kg/m3 2 9.8m / s
9
1-2．若水的体积模量 K 2.2 10 Pa ，欲减小其体积的 0.5%，问需要加多大的压强？ [解] 由 K
p p 9 得， 2.2 10 Pa V / V 0.5%
(zA
pA
) ( zB
pB
)(
p 1)hp ，式中 hp 为 U 形管内液体的两液面高度差。
pA
当 U 形管内液体为水银时，上式可变为： ( z A （2）绝对压强、相对压强、真空值
) ( zB
pB
) 12.6hp
以绝对真空状态作为起量点的压强，称为绝对压强，以 p 表示，其中 p 大于 0；以当地大气压起量 的压强称为相对压强，以 p 表示，其中 p 可“+”可“-” ，也可以为 0。两者的关系为：
§2.2 习题详解 2-1．一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面 h=1.5m，求容器液面的相对压强。
题 2-1 图 [解] p0 pa gh
pe p0 pa gh 1000 9.807 1.5 14.7kPa
2-2．一封闭水箱如图所示，金属测压计测得的压强值为 4900Pa（相对压强，压力计中心比 A 点高 0.5m， 而 A 点在液面下 1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。
yD yC
IC （其中 yD yC ，压力中心 D 总是位于受压面形心 C 的下方） yC A
计算中应注意 yD 、 yC 是从自由面算起，并平行于作用面。 （2）图解法 原理：静水总压力的大小等于压强分布图的体积，其作用线通过压强分布图的形心，该作用线与受压 面的交点便是压力中心 D。 对于矩形平面上的静水总压力还可以用下式计算：
静水压强与静水总压力讲解
静水总压力的作用点
LD
LC
IC LC A
bD
I bL LCA
Ic——平面对于通过其形心点且与Ob轴平行的 轴线的面积惯性矩
IbL——平面对于Ob轴与OL轴的面积惯性积
举例
返回
作用于曲面上的静水总压力
h
水平分力FPx
b
FP
FPz铅直分力
静水总压力
举例
大小： FP FP2x FP2z
方向： arctan FPz 与水平方向的夹角
A
pc
pc
h
B
pc
方向特性
大小特性
表明任一点的静水压强仅是空间坐标的函数，压
强p是一个标量，即p = p ( x, y, z )
返回
2.2静水压强基本公式
作用在为微分柱体上的作用力有：
柱体顶面总压力 pb ( p dp)dA
柱体底面总压力
pa pdA
柱体自重
dG gdAdz
zZ
0
压力体
返回
压力体应由下列周界面所围成：
上边界 下边界 侧边界
自由液面或液面的延长面
受压曲面本身 通过曲面的四个边缘向液面或液面的延长面所作 的铅垂平面
铅垂分力的方向 同侧，向下。
A
异侧，向上
A
A
C
B
B
举例
B
返回
已知：p0=98kN/m2， h=1m，
求：该点的静水压强
p0=pa
h
p
pa
解： p p0 gh
A
O
φ
h
ZD
D
αR
B
水平分力： 铅直分力：
水力学考试复习题
1、水力学是研究液体平衡与运动规律及其工程应用的一门科学。
2、液体的根本特性：易流动性、不能承受拉力、均质液体。
3、液体的粘滞性：在运动状态下，液体具有抵抗剪切变形的能力。
4、液体的粘滞性是液体固有的物理性质之一。
静止的液体，粘滞性不起作用。
只有在运动状态下，液体的粘滞性才能表现出来。
5、动力粘滞系数μ与运动粘滞系数ν间的关系 νρμ=。
6、液体的粘滞系数随温度的升高迅速变小。
7、流体的粘滞性是流体分子间动量交换与内聚力作用的结果。
9、牛顿内摩擦定律：做直线运动的液体，相邻两液层间单位面积上的内摩擦力及流速梯度成正比，及液体的性质有关。
表示为dydu μτ= 。
10、液体的压缩性：液体受压后，体积缩小，压力撤出后，体积恢复的性质。
11、连续介质：在水力学中，认为液体的物理性质与运动要素在时间与空间上具有连续性。
12、液体作为连续介质对待，即假设液体是一种充满其所占据空间毫无空隙的连续体。
13、实际液体：可压缩、能膨胀、具有粘滞性、具有外表张力的液体。
理想液体：不可压缩、不能膨胀、没有粘滞性、没有外表张力的连续介质。
其中，有无粘滞性是实际液体与理想液体最主要的差异。
14、⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧摩擦力水压力表面力惯性力重力质量力作用在液体上的力15、单位质量力mF f =1、水静力学的任务是研究液体的平衡规律及其工程应用。
2、液体的平衡状态有两种：静止、相对静止。
3、静水压强的特性：方向：垂直指向受压面；大小：同一点上各方向的静水压强的大小相等。
4、平衡液体微分方程： )(Zdz Ydy Xdx dp ++=ρ。
该方程反映的物理意义是：平衡的液体中，空间点的静水压强的变化是单位质量力作用的结果。
5、等压面：液体中，由压强相等的点构成的面。
等压面及质量力正交。
6、只受重力作用的静止液体，等压面为一水平面。
7、重力作用下静水压强根本公式：常数=+γpz 或 h p p γ+=08、标准大气压atm p ：在国际单位制中，把101.325 2称为一个标准大气压。
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曲面静水压力铅垂分力求解
dPz dP sin
Pz dPz O dP sinx
Pz y hdA sin
A
dP E
dA sin dAz
Pz hdAz
Az
V Az hzdAFz
Pz V
h
dP dPz
α α dAx dPx
dAz
图2.6.8 微元体静水压力分解示意
Pz作用线通过压力体的体积形心
19
dPz dP sin
顶部
Pz dPz dP sin
Pz hdA sin
dA sin dAz
Pz hdAz
Az
V hdAz
Az
Pz V
V ：压力体
侧部
体积形心
底部 图2.6.10 压力体构成示意
1. 压力体的基本公式 2. 压力体构成 3. 铅垂分力方向 4. 复杂曲面 5. 内外侧受压 6. 分层液体 7. 有真空存在的压力体
31
复杂曲面必须采用分段法处理 分段点：dPz ＝ 0点（曲面与铅垂面相切处）， 曲面起点、终点
Pz作用线通过压力体的体积形心
21
顶部
侧部
底部
图2.6.10 压力体构成示意
Pz = γV 作用于曲面上静水压力 铅垂分力等于压力体内 水体重量
22
2.6.1 静水压力铅垂分力
1. 压力体的基本公式 2. 压力体构成 3. 铅垂分力方向 4. 复杂曲面 5. 内外侧受压 6. 分层液体 7. 有真空存在的压力体
x
Px dPx dP cos
y
Px hdAdP cosE
A
dA cos dAx
Px hdAx
Ax
Px hzc AFx
h
dP dPz
α dPx
α dAx
dA
dAz
图2.6.6 微元体静水压力分解
10
O
x
Hale Waihona Puke yhCAx
E
E
F
F
z
图2.6.7 曲面向铅垂面投影面积、埋深示意
23
底：曲面本身
顶部
侧部
底部
图2.6.11 压力体构成示意
24
顶： 液面，或液面延长面
（液面相对压强为零 )
侧部
顶部
底部
图2.6.11 压力体构成示意
25
侧: 曲面边缘各点向顶面 作铅垂投影线构成
侧部
顶部
底部
图2.6.11 压力体构成示意
26
压力体构成： 底、顶、侧围成
底：曲面本身 顶 ：液面，或液面延长
11
x
Q dA cos
静水总压力水平分力
dAx
Px hdAx
Ax
Px hc Ax
Ax : 曲面在铅垂面上的投影面（平面）的面积 hc : Ax形心点水深（埋深）
作用点：Px 通过投影面Ax平面压力中心
12
2.6 作用于曲面上的静水总压力
2.6.1 静水压力水平分力 2.6.2 静水压力铅垂分力 2.6.3 静水总压力
17
dPz dP sinO
x
dAz
Pz dPz dP sin
Pzy
hdA
A
sin
dP
E
h
dA sin dAz
h dP dPz
α
α dAx
Pz hdAz
dPx
Az
dAz
V hdzAz F Az
Pz V
图2.6.9 微元体静水压 力铅垂分力示意
13
2.6 作用于曲面上的静水总压力
2.6.1 静水压力水平分力 2.6.1 静水压力铅垂分力
14
2.6.1 静水压力铅垂分力
1. 压力体的基本公式 2. 压力体构成 3. 铅垂分力方向 4. 复杂曲面 5. 内外侧受压
15
2.6.1 静水压力铅垂分力
1. 压力体的基本公式 2. 压力体构成 3. 铅垂分力方向 4. 复杂曲面 5. 内外侧受压 6. 分层液体 7. 有真空存在的压力体
曲面静水压力铅垂分力求解示意
18
dPz dP sin
顶部
Pz dPz dP sin
Pz hdA sin
dA sin dAz
Pz hdAz
Az
V hdAz
Az
Pz V
V ：压力体体积
侧部
体积形心
底部 图2.6.10 压力体构成示意
7
2.6 作用于曲面上的静水总压力
2.6.1 静水压力水平分力 2.6.1 静水压力铅垂分力
8
o x
y
b
E
F
z
图2.6.5 两向曲面示意
一母线 与Oy 轴平行的二向曲面，曲面母线长b，其在 xoz面上投影为EF。考虑曲面左侧受静水压力的作用。9
微元体静水压力水平分力求解
dPx dP cOos
面（液面相对压强 为零 ) 侧 : 曲面边缘各点向顶 面作铅垂投影线构成
顶部
侧部 底部
图2.6.11 压力体构成示意
27
压力体构成： 底、顶、侧围成
底：曲面本身 顶 ：液面，或液面延长
面（液面相对压强 为零 ) 侧 : 曲面边缘各点向顶 面作铅垂投影线构成
顶部
侧部 底部
图2.6.11 压力体构成示意
3
弧形闸门
图2.6.2 弧形工作门
4
U形渠道
图 2.6.3 U型渠道
5
研究思路
由于曲面各点所受静水 压强方向不同，将曲面上静 水总压力分解为水平分力和 垂直分力，再合成总压力。
图2.6.4 曲面静水压强示意
6
2.6 作用于曲面上的静水总压力
2.6.1 静水压力水平分力 2.6.2 静水压力铅垂分力 2.6.3 静水总压力
2 水静力学
1
2.1 静水压强及其特性 2.2 液体的平衡微分方程式 2.3 重力作用下的液体平衡 2.4 压强的度量与量测 2.5 作用于平面上的静水总压力 2.6 作用于曲面上的静水总压力
2
图2.6.1 隧洞进口和弧形工作门
水利工程中常遇到受压面为曲面的水工建筑物。
例如，隧洞进口、弧形闸门等
Pz作用线通过压力体的体积形心
20
dPz dP sin
顶部
Pz dPz dP sin
Pz hdA sin
dA sin dAz
Pz hdAz
Az
V hdAz
Az
Pz V
V ：压力体体积
侧部
体积形心
底部 图2.6.10 压力体构成示意
28
2.6.1 静水压力铅垂分力
1. 压力体的基本公式 2. 压力体构成 3. 铅垂分力方向 4. 复杂曲面 5. 内外侧受压 6. 分层液体 7. 有真空存在的压力体
29
用微元受力分解法确定 dPz代表压力体方向
A
dPz
dP
dPx
C D
图2.6.12 压力体方向示意30
2.6.1 静水压力铅垂分力