【重庆大学出版社_肖明葵】版【水力学习题评讲】第三章-新版.pdf
水力学课后习题(部分)
水力学课后习题详解2-1 解：（1）p A+γ水·ΔH=γH·Δh；所以p A=γH·Δh-γ水·ΔH=38.02kP a（γH=13.6γ水）（2）测压管长度：p A=γ水·h 所以h= p A/γ水=38.02×103/9.8×103=3.88m2-3解：PA-γh=pB-γ(h1+h2+h)+γHh1所以，pA-pB=γHh1-γ(h1+h2)=13.6×9.8×0.53-9.8×(0.53+1.2) =53.68kPa2-6解：pA=γH(h1+h2)-γ(h1+h2)=13.6××9.8××0.53-9.8×(0.53+1.2)=53.68kpa2-7解：（1）左支：绝对：pc'=p0'+γh0=86.5+9.8×2=106.1kPa（2）右支：pc'=pa+γ水h； h=（pc'-pa）/γ水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m 2-8 解：pA=0.6pa=0.6×98=58.8kpa（1）左支：pA=γh1 h1=pA/γ=58.8/9.8=6m（2）右支：pA+γh=γHh2 h2=（pA+γh）/γH=0.456m2-10解：设管嘴内的绝对压强为p',则p'+γh= paPv=pa- p'=γh=9.8×0.6=5.886kpa2-12解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析：由牛顿第二定律：ΣF=m·a；-（P+G)=-m·a 所以得出p·s+γ·s·h=ρ·s·h·ap=ρ·h·a -γh=γh/g·a-γh=γh(a/g-1)p=9.8×2(4.9/9.8-1)=-9.8kN/㎡(2)相对压强为0 p=γh(1-a/g)=0 由式可知 a/g-1=0a=g=9.8m/s2时，p=02-142-16解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m求静水总压力P方法10：P=Ωb=1/2[γh1+γ(h1+h2)]×AB×b=1/2×9.8×(2×1.2+ 1.85)×2.14×3=133.7kN方法20 ：P=γhcA=γ(h1+h2/2)×AB×b=133.7kN（2）计算P的作用点D的位置：e=l/3·（2h1+h2ˊ）/（h1+h2ˊ）=0.915m（其中hˊ=h1+h2）（3）计算T:因为ΣMa=0 则：P·AC+G·AO·cos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915=AO=AB/2133.7×(2.14-0.915)+9.8×2.14/2×1/2=T×2.14×1/2所以 T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，pA=γh1=9.8×1.2=11.76kPa，pA=pB1静水总压力P左=γ·hc1A1=9.8×(h1+h2/2）×AB×b=P1=133.7kN（其中hc1=h1+h2/2 A1=AB×b） e1=0.915mP右=γ·hc2A2=9.8×h2/2×AB×b=P2=58.2kN（其中hc2=h2/2）e2=l/3=2.14/3=0.71m2因为ΣMa=0P1×(AB-e1）+G×AO×cos600=T×AB×cos600+P2×(AB-e2)T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,θ=450 求P 及作用点H=Rsin450=4.3×22=3m1水平分力：Px=γheAx=9.8×1.5×3×5=220.5(KN) 2铅垂分力：Pz=γv=γΩ×b=9.8×1.143×5=56.01(KN) 其中：Ω=S 梯OABC —S 扇OAC=8.4－7.257=1.143㎡ S 梯OABC=0.5×[4.3+（4.3-3）]×3=8.4㎡S 扇OAC=3604500πR2=36045×3.14×4.32=7.257㎡3 p=PPzx22+=01.565.22022+=227.5（KN ）5 p 与水平面的夹角α：α=arctan PPx z=arctan 5.22001.56=14.250=14015`2-192-20解:已知b=10m，k=8m1夹角计算：Sinβ1=（173-170）/8=3/8=0.375（cosβ1=550.5/8）β1=22.020Sinβ2=（170-165）/8=5/8=0.625（cosβ2=0.781）β2=38.6802水平方向水压力Px:(闸门宽b=10m)公式：Px=γhcAx=9.8×4×8×10=3136kN（另法：Px=1/2×9.8×8×8×10=31363136kN）3垂直方向水压力Pz=γV关键计算压力体体积V=[三角形ofc（11.12㎡）+扇形ocd（33.88㎡）-梯形ofed（34.36）]×b所以 V=（11.12+33.86-34.36）×10=10.636×10=106.36m³Pz=γV=9.8×106.36=1042.33kN1总压力P:P=(Px2+Pz2)=3304.7kN作用方向α=arctan1042.3/3304.7=17.510P与水平面夹角17.510，且过o点。
水力学课件：3第三章 水动力学基础
水流总是从水头大处流 向水头小处；
水流总是从单位机械能大 处流向单位机械能小处
2
水力坡度Z2 J——单位长度流程上的水头损失
0
J dhw dH
dL dL
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
方程的应用条件：
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
单单 位位 位压 能能
单水 位头 动损 能失
单单 位位 势总 能机
械
E1 E能2hw
《水力学》
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
1
Z1 1
0
Yangzhou Univ
V 2 总水头h线w
2g
测压管水头线
全国水文水资源专业进修班
水力学
熊亚南
扬州大学水利与能源动力工程学院
Yangzhou Univ
《水力学》
第三章 水动力学基本原理
§1 描述液体运动的两种方法 §2 欧拉法的若干基本概念 §3 恒定总流的连续性方程 §4 恒定总流的能量方程 §5 能量方程式在水流量测方面的应用
Yangzhou Univ
第三章 水动力学基础
§4 恒定总流的能量方程
4 恒定总流的能量方程
恒定总流的能量方程
z1
p1
1V12
2g
z2
p2
2V22
2g
hw
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第二章(精)
2.25 一密闭盛水容器，已知 h1 0.6m ， h2 1m ， 水银测压计读数 hP 0.25m 。试求半径 R 0.5m 的球形盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力。 解： Px pc Az
，
[13600 9.8 0.25 9.8 (1 0.6)] 0.5 0.5 29.24kN , 水平向左 p
2
N
h
A
P （kN / m ） Abs P a P A 98 9.8 107.8
N
A点绝对压强用水柱表示 PAbs 题2.3图 h水 11m水柱 水 g Pabs 107.8 808.8 （mm汞柱） 用mm汞柱表示为 h汞 汞 g 13600 9.8
A点相对压：用水柱表示为
FT 28.0kN
FT a
B C E D
当下游水面与门顶同高时，在E处 将闸门吊起所需要的拉力
hD hC
FP
θ
FT 28.0kN
G d
题2.20图
2.22
高度H＝3m，宽度b＝1m，的密闭高压水箱，在水箱
底部连接一水银测压计如图所示，测得水银柱高h2=1m，水柱
高h1=2m，矩形闸门AB与水平方向成45°角，转轴在A点。试 求为使闸门关闭所需施加在转轴上的锁紧力矩。 解：（１）求高压水箱底部压强 如图取等压面Ｎ-Ｎ，则：
由（1）、（2）两式可得：
3 13.65cm
2.3 用图示U形管量测密闭盛水容器中A点压强，管右端开口通 大气，如果h1=1m ，求A点的绝对压强和相对压强，并分别用 国际单位(N/m2) ，水柱高度（m），水银柱高度（mm）表示。 解：取等压面N-N，A点相对压强： PA 水 gh 1000 9.81 9.8 （kN / m2） A点的绝对压强：
水力学第三章(习题课)
建立模型
根据题目的描述，建立 相应的物理模型或数学 模型，以便进行计算。
分步计算
对于较为复杂的计算题， 可以采用分步计算的方 法，逐步求解，避免出
错。
验算答案
在得出答案之后，需要 进行验算，确保答案的
正确性和合理性。
04
常见错误与注意事项
常见错误分析
单位换算错误
在计算过程中，学生常常 因为忽视单位换算而导致 结果错误。
理解伯努利方程的应用条件
伯努利方程适用于不可压缩、恒定流动的理想流体，使用时需要注 意其适用范围。
注意事项
重视基础知识的掌握
多做习题，提高解题能力
水力学基础知识是解决复杂问题的基 石，应扎实掌握。
通过大量练习，可以加深对水力学知 识的理解，提高解题速度和准确性。
培养细心严谨的态度
在解题过程中，应细心审题，避免因 疏忽导致计算错误。
05
习题答案与解析
基础题目答案与解析
总结词
掌握基本概念和公式
详细描述
对于水力学中的基础题目，主要涉及基本概念和公式的理 解和应用。例如，静水压强、伯努利方程、水头损失等基 本概念和计算方法。解析中应详细解释每个步骤的思路和 公式应用，帮助学生深入理解基础知识点。
总结词
强化计算能力
详细描述
基础题目通常涉及简单的计算和公式应用，通过这些题目 可以锻炼学生的计算能力，提高计算的准确性和速度。解 析中应强调计算的细节和注意事项，例如单位的换算、公 式的适用范围等，以避免常见的计算错误。
感谢观看
课程内容
本课程将通过讲解、讨论和解答习题的方式，对水力学第三章的知识点 进行深入剖析和巩固，涉及静水压强、水流阻力、水头损失等核心内容。
[理学]【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第二章_OK
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▽2=20cm，箱内液面高程为
▽4=60cm。问▽3为多少？
1
解：在▽4 标高等压面有：
4
p
0
P0 g(14) （1）
ρ
2
在▽3标高等压面有：
3 ρp
P0 +g(4 3)=Pg(2 3) （2）
由（1）、（2）两式可得：
3 13.65cm
得z2 0.68m
题2.17图
6
2.19 设一受两种液压的平板AB如图所示其倾角， 60
上部油的深度 h1 1.0m ，下部水的深度 h2 2.0m ，油 的密度 油 816.33kg / m3 ，求作用在AB板上（单宽）的
静水总压力及其作用点的位置。
解：解析法求解，由于AB板浸在两种不同的液体中，计算
矩形部分压力F1，作用点为C，三角形部分提供的压力为
F2，作用点为D，
AC 2.12m F1 pA ABb 357.35kN
A
1
F2 2 ( pB pA ) AB b
H
62.328kN
p
A
C
D
F1
B
AD 2.83m
h2
h1F2
p
B
（４）由静水压力施加的绕Ａ 轴的力矩
ρp
题2.22图
9.8 133.28
73.6mm汞柱
2
2.10 图示容器中盛有三种不相混合的液体，其密度分别为
1 700kg / m3 2 1000kg / m3 3 1600kg / m3
，在容器右侧壁上安装三根测管E、F、G，左侧壁上安装有 U形水银测压计，容器上部压力表的读数为17200pa
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第四章解析
Hale Waihona Puke v v1 v2 Q 1 2 d 4
h
7.7 4 27.23cm / s 2 0.6
题4.11图
2 p1 1v12 p2 2v2 0 0 h f 12 g 2g g 2g
p1 p2 汞 g 油 g 9.8 13600 9.8 843 h 0.15 2.222m g g 油 g 9.8 843
已知液体的运动粘滞系数ν为0.015cm2/s。试求Q为5000cm3/s、
4000cm3/s、2000cm3/s时，管道的沿程阻力系数λ各为若干? 解：由于 Re vd 4Q
d
2000 Re1 105
4 5000 Re1 21221.29, 3.1415 20 0.015
H
选取1-1、2-2两渐变流过水 断面分别在两水池液面上， 并取2-2断面为基准面0-0， 则写1-2的伯诺里方程有：
题4.25图
l v2 v2 H 00 000 (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
l v2 v2 H (进 3弯 阀 出 ) d 2g 2g
v1d1 4v2 d 2 / 2 v2 d 2 Re1 2 2 Re 2 v v v Re1 2 所以小管径对应的断面雷诺数大， Re 2
4.4
圆管内径d =6 mm，有重油通过，密度
ρ=870.0kg/m3，运动粘性系数为ν=2.2×10–6 m2/s，管中 流量Q=0.02×10-3m3/s。试判别其流态。
o A l1 d1 B d2 o 1 h1 1 2 h2 H 2
伯诺里方程，
C
题4.27图
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第六章
i = 0.0004 。求均匀流时的水深为多少? 求均匀流时的水深为多少?
解：
χ = b + 2 h 1 + m 2 = 5 + 2 2h
R= A
χ
=
5 + 2 2h
(5 + h) h ,
1 1/ 6 1 1/ 6 Q2 102 C= R = R , i = 2 = 70.004 = 2 n 0.02 k k
∴ b = 3m
χ = b + 2h 1 + m = 8, R =
2
A
χ
= 0.8925
1 1/ 6 n = 0.0225, C = R = 43.57, k = AC R = 293.89 n
Q2 i = 2 = 0.0012 k
。
6.2 某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽b=8m，渠 某渠道断面为矩形，按水力最优断面设计，底宽 ， 1 壁用石料砌成(n=0.028)，底坡 i = 壁用石料砌成 ， ，试校核能否通过均匀 8000 3 流设计流量 Q = 20m /s . 由于为矩形断面，根据水力最优断面条件: 解：由于为矩形断面，根据水力最优断面条件: b = 2h0 h0 = 4m 断面面积 A = b ⋅ h = 8 × 4 = 32m 2
0
水力半径 R = A =
χ
32 = 2m 8+ 2×4
1 2
流量
1 Q = A ⋅ R ⋅ i = 20.28m 3 / s > 20m 3 / s n
2 3
故能通过。 故能通过。
6.3 梯形断面渠道，通过流量 Q = 85m3 /s i = 0.0015，n = 0.020， 梯形断面渠道， 试按水力最优断面设计断面尺寸。 m = 1.0 ，试按水力最优断面设计断面尺寸。 最优断面时， 解：由 A = (b + mh0 )h0 = (b + h0 ) h0 ，最优断面时，R0 = h0 / 2
水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理
第3章液体一元恒定总流的基本原理题解3.1如图某水平放置的分叉管路，总管流量Q=40m3/s，通过叉管1的流量为Q1=20m3/s，叉管2的直径d=1.5m求出管2的流量及断面平均流速。
题3.1图解：由连续方程可知12Q Q Q=+则321402020m/sQ Q Q=-=-=2222222442011.32m/s3.14 1.5Q QvA dπ⨯====⨯3.2有一底坡非常陡的渠道如图所示，水流为恒定流，A点流速为5m/s，设A点距水面的铅直水深H=3.5m，若以oo-为基准面。
求A点的位置水头。
压强水头，流速水头，总水头各为多少？题3.2图解：A点的位置水头：10mAz=A点的压强水头为：2cos30 3.50.75 2.63mApHgρ=︒=⨯=A点的流速水头：2251.27m229.81Aug==⨯总水头：210 2.63 1.2713.9m2A AA Ap uE zg gρ=++=++=3.3垂直放置的管道，并串联一文丘里流量计如图所示。
已知收缩前的管径m0.4=D，喉管处的直径m0.2=d，水银压差计读数△h=3.0cm，两断面间的水头损失gvhw205.021=（1v对应喉管处的流速）求管中水流的流速和流量。
1题3.3图解：以2—2断面为基准面对1—1断面和2—2断面列能量方程有（并取12 1.0αα==）gv g v g p g v g p z 205.0202212222111+++=++ρρ整理后得出gv g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222122212122211-=+-=-+ρρ（a ）列出水银压差计上的等压面方程有[]h z z l g p h g gl p m ∆+--+=∆++)(2121ρρρ经化简，由于02=zh gp p z ∆-=-+6.12211ρ代入（a ）后可得g v h 289.06.1221=∆从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.9489.234211-⨯=⨯==π3.4有一水泵，，抽水流量Q =0.02m 3/s,吸水管直径d =20cm ，管长L =5.0m ，泵内允许真空值为6.5m 水柱，吸水管（包括底阀、弯头）水头损失h W =0.16m ，试计算水泵的安装高度h s 。
地下水动力学讲义第3章(全)2009-11
ln r2
rw
r1
（3-7）
式中没有包含 Q 和 K，表明水流相对稳定时，只有给定井内水位和边界水头，抽水井附近的
水头分布就确定了，不管渗透系数和抽水量的大小。
3.2.2 潜水井的 Dupuit 公式 1. 潜水井 Dupuit 公式的推导 如图所示为无限分布的潜水含水层中的一个完整井，经长时间定流量抽水后，在井附
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74
地下水动力学
3.Theim 公式
距离抽水井中心 r 处有一观测孔，其对应水位为 H，在 rw 和 r 两断面上积分，得到
H
−
hw
=
sw
−
s
=
Q 2π KM
ln
r rw
（3-5）
若存在两个观测孔，距离井中心的距离分别为 r1，r2，水位分别为 H1，H2，在 r1 到 r2
区间积分得：
(2)水位降落漏斗：水位降深 S 在不同的位置上是不同的，井中心降深最大，离井越远，
降深越小，抽水井周围总体上形成的漏斗状水头下降区；亦即由抽水（排水）而形成的漏
斗状的水头（水位）下降区，称为降落漏斗（cone of depression）。
(3) 稳定井流的形成条件：存在补给且补给量等于抽水量。可能形成地下水稳定运动
吉林大学 肖长来
73
地下水动力学
图 3-3 承压完整井的径向流
2.数学模型的建立及求解
⎧d
⎪ ⎪
dr
(r
dH dr
)
=
0
⎨H = H0,
⎪⎪H = hw ,
⎩
当r = R时 当r = rw时
（3-1）
对上式进行积分，得
H0
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解：对薄壁小孔口的全部完善收缩的自由出流有：
流量系数 0.62 ，作用水头
pa
H0
H1
0v02
2g
H
1 0.52
5
5.0128m
2 9.8
题5.3图
Q
2gH0
0.62
0.22 4
29.85.0128 0.193m3 / s
5.6 两敞口水箱用一直径为d1=40mm的薄壁孔口连通，如图 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 长l=0.1m，孔口的上游水深H1=3m， ，水流保持恒定，求管嘴 流量Q2和下游水深H2。 解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为： 0.62 n 0.82
集水井
以2-2断面为基准面，写出1-1、2-2间液体的伯努力方程：
H 0 0 0 0 0 hw
hw
hf
hj
l d
v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
0.5 v2 2g
v2 2g
1
(0.0333 60 / 0.2 0.5 3 1) v2 0.64v2 19.6
（2）此种属于薄壁孔口的恒定淹没出流，v1, v2 分别为上游,
下游的渐变流过水断面1-1、2-2的断面平均流速，依题意取，
v1 v22
2g
1m
Q 2gH0 0.025m3 / s
1
H1
A
B d
1C
2
H2
（3）以孔口型心所在水平面为基准面，
v12 2g
（2 1
-1）2 出
v12 2g
l2 d2
v22 2g
【重庆大学出版社·肖明葵】版【水力学习题评讲】第四章
解：雷诺数为
Qd 0.02 103 0.006 Re 1929 2000 2 6 A 0.25 (0.006) 2.2 10 vd
故管内为层流。
4.8 为了确定某圆管内径，在管中通水，温度为15℃，实测
流量为Q = 10cm3/s，长6m，水头损失hf=0.22m水柱，试求： 圆管的直径d。
A A (b mh0 )h0 R x A b mh0 h0
x b 2h0 1 m 2
A m h v i b (a) A (b)A-A断面 1 h θ
题4.22图
(b mh0 )h0 A (2 1.5 1.5) 1.57 R 0.8605m 2 2 x b 2h0 1 m 2 2 1.5 1 1.5
如图所示A、B、C三个水箱由两段普通钢管相连接，
经过调节，管中为恒定流动。已知：A、C箱水面差H=10m，
l1=50m，l2 = 40 m，d1 =250mm，d2 =200mm，ζb= 0.25，
假设流动流态在阻力平方区，管壁的当量粗糙度Δ=0.2 mm， 试求：（1）管中流量Q；（2）图中h1及h2。 解：以2-2断面为 基准面，写0-2的
0.2mm 0.4 L 1.70mm
0.316 0.316 3 1/ 4 4 0.0277 Re 16977.03
4 2000 Re2 8488.51 3.1415 20 0.015
L
32.8d 32.8 200 4.26mm Re 8488.51 0.0329
0.316 0.316 1 1/ 4 4 0.0262 Re 21221.29
32.8d 32.8 200 L 1.91mm Re 21221.29 0.02
水力学第三章(3)
Q
u2 v 2 v 2 3 dQ v A vA Q 2g 2g 2g 2g
（3）
' hw12 dQ Q
将过水断面上各元流单位重量液体由1－1断
' hw 用某一平均值 面流到2－2断面的能量损失 12
hw12 代替。
' hw12 dQ hw12 Q dQ hw12 Q Q
H1 H 2 hw12 J s s
理想总水头线 J 实际液 体总水 头线 测压 J 管水 头线 1 v2 2 v1 p2 1 2
当总水头线为曲线时
dH dhw J ds ds
z1 0
s
z2 0
3.4 某收缩管段长 l 60 cm ，管径D=30cm， d=15cm,通过的流量Q=0.3m3/s。若逐渐关闭 阀门，使流量在30s内直线地减小到零，并 假设断面上的流速均匀分布，试求阀门关闭 20 20 到第20s时A、B点处的加速度a A 和 aB 。
u 2 us u dA u dA u ds udA cs s
u u dsdA s
微分形式的理想不可压缩液体元流能量方程
Fcvs p dsdA dzdA s
u u dV dsdA cv t t
2 u12 p2 u2 ' z1 z2 hw12 2g 2g
p1
p1 u12 Q z1 dQ Q 2g dQ
2 p2 u2 ' Q z2 dQ Q dQ Qhw12 dQ 2g
p
z1
p1
水力学第三章(1)
z
α dz
0
P G z+dz d n
0
均匀流中，垂直于流线方向取断面面积为dA、 高为dn的小柱体研究其平衡。
n dA +dp p dn α dz
z
0
P G z+dz d n
0
在与流线垂直的n-n方向上只有上下两个表面上 的动水压力(p+dp)dA、pdA,以及重力的分量 dGcosα。柱体侧表面上的动水压力及摩擦力在 n-n方向上没有分量。
液体质点运动的迹线微分方程
dy dx dz dt u x ( x, y, z; t ) u y ( x, y, z; t ) u z ( x, y, z; t )
考察流场中不同空间点上流体质点的 运动规律，进而获得整个流场的运动规律。运动 流体质点所充满的空间称为流场。 用欧拉法研究流体运动时， u x u x ( x, y, z, t ) 流场中各运动要素是位置坐 u u ( x, y, z, t ) y 标（x,y,z）和时间t的函数， y 流场中任一点的速度分量可 u z u z ( x, y, z, t ) 以表示为 式中（x,y,z）是流场中空间点的坐标，称为欧 拉参数。
迹线微分方程与流线微分方程的对比
液体质点运动的迹线微分方程
dy dx dz dt u x ( x, y, z; t ) u y ( x, y, z; t ) u z ( x, y, z; t )
• 渐变流：如流线几乎是平行的直线（如果有弯 曲其曲率半径很大，如果有夹角其夹角很小）， 这样的流动称为渐变流。 • 急变流：流线弯曲的曲率半径很小，或者流线 间的夹角很大的流动均称为急变流。
【重庆大学出版社·肖明葵】版-水力学课后习题讲解第三章
解: 以管轴线0-0为基准线，
写A→B的伯方程:
hp
pA
u
2 A
0
pa
0
0 uA A
0
g 2g
g
d
u
2 A
pa pA
2g g
(1)
题3.11图
又由水银压差计公式:
(zB
pB
g
)
(
z
A
pA )
g
pg g
g
h
在本题中: zA=zB=0，故知: pB pA p g g h
(2)
将(2)代入(1)中得:
又由连续性方程：Q1=Q2 或 v1A1=v2A2 得：
v2
A1 A2
v1
d12 d22
0.795
0.22 0.12
0.795
3.18m /
s
3.8 题3.8图所示输送海水的管道，管径d＝0.2m，进口断面
平均流速v=1m/s，若从此管中分出流量 Q1 0.012 m3 / s ，问
管中。 尚余流量Q2等于多少？设海水密度为1.02×103kg/m3，求
3.17 题图示一文丘里流量计，水银压差计读数为360mm， 若不计A.B 两点间的水头损失，试求管道中的流量。已知 管道直径d1=300mm，喉段直径d2＝150mm，渐变段AB长为 750mm。
解: 以1-1水平面为基准面， 写1-1到2-2断面的能量方程 d2=150mm
p1 1v12 0.75 p2 2v22
p1 p2 5.3m水柱
g
又令1 2 1,
代入能量方程中得:
d2=150mm
2
B2
5.3 v22 1 v22 0.75,
武大水力学习题第3章水动力学基础
武⼤⽔⼒学习题第3章⽔动⼒学基础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。
流体力学龙天渝课后答案第三章一元流体动力学基础
第三章元流体动力学基础1. 直径为150mm的给水管道，输水量为980.7kN∕h ,试求断面平均流速。
解：由流量公式Q= -vA注意：kN / h > kg / ^ Q = PVAV=-Q得：V = 1.57m∕sJA32. 断面为300mm × 400mm的矩形风道，风量为2700m /h,求平均流速•如风道出口处断面收缩为150mm × 400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式Q =VA 得：V=QA由连续性方程知V I A l= V2A2得：V2= 12∙5m∕S3•水从水箱流经直径 d1=10cm,d2=5cm,d3=2.5cm的管道流入大气中•当出口流速10m∕时,求(1) 容积流量及质量流量；(2)d1及d2管段的流速解：(1)由Q=V3A3=0.0049m3∕s质量流量=4.9kg∕s(2) 由连续性方程：VI A^=V3 A3, V2 A2 =V3A3得：V1=0.625m∕s,v2=2.5m∕s4. 设计输水量为294210kg ∕h的给水管道，流速限制在0.9 S 1.4m∕s之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是50mm的倍数。
解：Q = IVA 将V = 0.9 S 1.4m∕s代入得d = 0.343 S 0.275m•••直径是50mm的倍数，所以取d = 0.3m代入Q = ZA得V = 1.18m35. 圆形风道，流量是10000m ∕h,,流速不超过20 m∕s。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm的倍数。
解：Q=VA 将V 二20m/s代入得：d - 420.5mm 取d = 450mm代入Q=VA 得：V =17.5m∕s6. 在直径为d圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。
