水力学2复习资料(长理港航)
四川省考研水利工程复习资料水力学原理重点梳理
四川省考研水利工程复习资料水力学原理重点梳理四川省考研水利工程复习资料：水力学原理重点梳理水力学是水文学的一个重要分支，涉及到水的运动规律和行为特征。
在水利工程的设计、建设和管理中，水力学的理论知识和实践经验起着至关重要的作用。
本文将重点梳理四川省考研水利工程复习资料中水力学原理的重点内容，以帮助考生更好地准备考试。
1. 水力学概述1.1 水力学的定义和研究对象1.2 水力学的基本假设和基本方程1.3 水力学的分支学科及其应用2. 流体静力学2.1 流体静力学基本概念2.2 压力的定义和性质2.3 压力的传递和测量方法2.4 流体静力学定理及其应用2.5 浮力和浮力定理3. 流体动力学基础3.1 流体运动的描述方法3.2 流体质点的运动规律3.3 流体的运动状态和流态类型3.4 速度和加速度的定义及其性质3.5 流体的连续性方程和质量守恒定律4. 流体动力学方程4.1 流体动力学方程的推导4.2 运动方程和动量守恒定律4.3 流体的动能和动能方程4.4 流体能量守恒定律和伯努利方程4.5 流体力学的相似性和模型试验5. 流体力学实验方法5.1 流体力学实验的基本原理5.2 流体实验设备及其特点5.3 流体力学实验常用数据处理方法5.4 流体力学实验技术的应用领域6. 水力机械6.1 水力机械的基本概念和分类6.2 水轮机的工作原理和性能特点6.3 水轮机的性能参数和选型原则6.4 水泵的工作原理和性能特点6.5 水泵的性能参数和选型原则6.6 水力机械的节能及其应用7. 水流测量7.1 水流测量的意义和方法7.2 重力式水流测量仪器及其原理7.3 静压式水流测量仪器及其原理7.4 动压式水流测量仪器及其原理7.5 电磁式水流测量仪器及其原理7.6 水流测量误差及其处理方法8. 水力学在工程中的应用8.1 水力学在水利工程设计中的应用8.2 水力学在水利工程施工中的应用8.3 水力学在水利工程运行管理中的应用8.4 水力学在水资源管理中的应用8.5 水力学在环境保护和生态修复中的应用本文对四川省考研水利工程复习资料中水力学原理的重点进行了梳理，并按照各个主要章节进行了触及。
长沙理工大学水力学习题集资料
第一章绪论第一节思考题1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关？在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小？1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数？1-3 影响液体γ与ρ变化的因素有哪些？水的γ和ρ与这些因素的变化关系如何？1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处？1-5 静止液体是否存在粘滞性？为什么？1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。
1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为：①常数；②底部速度u=0，表面u=u max的斜直线；③二次抛物线。
则其切应力τ的垂线分布规律各是怎样的（作图说明）？1-8 液体压缩时，其质量和密度各有无变化？影响β（或K）变化的因素有哪些？1-9 引入连续介质假设有何实际意义？1-10 何谓理想液体？理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何？在自然界中存在理想液体吗？第二节计算题1-1 体积为2.5m3，重量为17.1kN的液体，其容量、密度各为若干？1-2 某液体的密度为13600kg/ m3，运动粘滞系数为1.14×10-7㎡/s，求动力粘滞系数。
1-3 已知水的动力粘滞系数μ=0.00129Pa·s，求其运动粘滞系数。
1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体，上板固定，下板在τ=1.5N/㎡的切应力作用下，以u=0.3m/s的速度平移，两板间距l=1mm，求液体的粘滞系数μ和υ。
1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图，沿着涂有润滑油的斜面等速下滑，油的动力粘滞系数μ=0.1225N·s/㎡，油层厚t=0.1cm，木板的接触面积A=0.25㎡，求木板的下滑速度u。
1-6 某滑动轴承如计1-6图，轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm，间隙t=0.1cm，当轴的转速n=210rpm时，内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4N·m，求μ。
1-7 当压强由240kN/㎡增至 300kN/㎡时，液体的体积缩小0.025%，求该液体的体积弹性系数。
四川省考研水利工程复习资料水力学重点知识点总结
四川省考研水利工程复习资料水力学重点知识点总结水力学作为水利工程的核心学科，在考研复习中占据着重要地位。
下面，将对四川省考研水利工程复习资料中水力学的重点知识点进行总结，帮助考生更好地备考。
一、水力学基本概念1.1 流体力学基本概念流体：指能够流动的物质，包括气体和液体。
连续介质假设：将流体看作是连续分布的，忽略其内部的微观结构。
质量守恒定律：单位时间内通过单位面积某点的质量是恒定的。
动量守恒定律：单位时间内通过单位面积某点的动量是恒定的。
能量守恒定律：单位时间内通过单位面积某点的能量是恒定的。
1.2 流动的描述与性质流动：介质内部因受到外力而发生的相对运动。
流速：单位时间内通过某一横截面的液体体积与该横截面的面积之比。
流量：单位时间内通过某一横截面的液体体积，也叫单位时间的流入或流出体积。
雷诺数：描述流体的流动状态，是流体惯性力与粘性力比值的量纲。
黏性流体与非黏性流体：黏性流体的流动过程中，分子之间有相互作用力；非黏性流体的流动过程中，分子之间无相互作用力。
二、流体静力学2.1 流体静力学基本方程流体静力学：研究在静止流体中，流体受力和流体静压力的性质和分布规律。
流体静力学方程：描述流体静力学的基本方程，包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
2.2 流体静力学应用大气压力与高度关系：大气压力随着高度的增加而减小，符合指数函数的规律。
大气压力的测定：常用水银柱压力计来测定大气压力。
浮力与浸没：浮力作用在物体上的大小等于物体排开的流体质量。
压力的传递：静水的容器中，液体的压力大小与液体深度和液体密度有关。
三、流体动力学3.1 流体动力学方程流体动力学：研究流体在运动状态下的力学性质和流动规律。
流体动力学方程：包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
3.2 流体动力学应用流动的类型：包括层流和紊流两种类型。
雷诺实验：通过改变流体的速度和管道直径等因素，观察流动状态的转变。
导水管道与水泵：根据流体静力学和流体动力学的原理，设计和使用导水管道和水泵。
长沙理工港口水工建筑物考题
28、沉箱码头的优点不包括（）
A、水下工作量少B、耐久性好C、抗震能力强D、施工速度快
29、格形钢板桩码头中格内填料一般不采用（）
A、中砂B、中粗砂C、石料D、粘性土
30、格形钢板桩码头的特点是（）
A、施工速度慢B、占用场地较小C、施工期抗风浪能力差D、施工筹备期长
24、钢引桥的跨度应根据地形、水文条件、船舶吃水和工艺要求确定。（）
25、实心方块的墙身一般采用混凝土实心方块，其外形一般为圆角、平行四面体，方块重量根据起重设备能力能定。（）
26、为防止回填土流失，设置的抛石棱体，通常采用三角形断面，此时所用的抛填材料最少。（）
27、支承桩的桩长根据软土层的标高确定。（）
C、尽量减少调船和变动打桩架斜度D、以上都对
21、高桩码头的纵梁计算荷载不包括（）。
A、纵梁自重B、直接作用在纵梁上的使用荷载
C、由面板自重及面板上使用荷载产生的面板支座反力D、剩余水压力
22、纵向油脂滑道的优点不包括（）。
A、投资少B、造船作业条件较好C、施工简单D、维修量少
23、按结构预期使用寿命规定的时间参数为设计基准期，《港口工程结构可靠度设计统一标准》规定港口工程钢筋混凝土结构的设计基准期为（）年。
42、纵向机械化滑道与横向机械化滑道相比，前者受水流影响较小。（）
43、以减压为目的的抛填棱体一般采用梯形和锯齿形断面，在减压效果相同的情况下，梯形比锯齿形节省用料。（）
44、均匀沉降不会引起建筑物的破坏，即使沉降量过大，也不会影响建筑物使用。（）
45、钢筋混凝土板桩常采用矩形断面，在地基条件和打桩设备允许的情况下，应尽可能加大板桩厚度，一般可采用500-600mm。（）
长理水力学复习资料
8、水力最佳断面就是指渠道最经济的断面形式。（ ）
9、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。（）
10、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。（）
6、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。（）
7、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。（）
c、真空压强为-34.3KPa； d、真空值为3.5m水柱高。
4、在小底坡棱柱体长直明渠中，当通过流量一定时，（ ）不会随着底坡的改变而变化。
a、正常水深； b、临界水深； c、实际水深； d、实际流速。
5、实用堰不管其形状和尺寸如何，其流量系数一定比（ ）的小。
a、薄壁堰； b、无底坎宽顶堰； c、有底坎宽顶堰； d、明渠。
2、静水压强的方向与受压面的外法线方向一致。（）
3、即使是在恒定层流中，液体运动要素的时均值和瞬时值也是不相等的。（）
4、长直管道中产生沿程水头损失的根本原因在于液体具有粘滞性。（）
1、理想液体就是不考虑表面张力的液体。（）
2、静水压强的大小与作用的方向无关。（）
1、理想液体就是忽略液体粘滞性的液体。（）
a、恒定总流的连续方程； b、恒定总流的能量方程；
c、恒定总流的动量方程； d、恒定总流的动量矩方程。
4、当水流运动位于（ ）时，其沿程阻力系数 值与管壁相对粗糙度和雷诺数有关。
a、层流区； b、紊流水力光滑区；
c、紊流水力过渡区； d、紊流水力粗糙区。
1、发生相对运动的液层间，其粘性切应力 的大小与下列哪个因素无关？（ ）。
a、 ； b、 ； c、 ； d、 4、在小底坡棱柱体明渠中，当通过的流量一定时，临界水深hk值随底坡i的增大而（ ）。
长沙理工大学水力学考研复习资料第十章 消能
1溢流坝、溢洪道、隧洞、水闸、……)：上游的势能大部分转化为下游的动能>>下游天然水流的能量→对下游河床的冲刷，且威胁建筑物本身的安全底流型衔接消能（Energy dissipation by hydraulic jump 在泄水建筑物下游修建消能池(Stilling basin)，池内形成水跃，其主流在底部，漩滚位于表层。
理论、技术比较成熟，适用于低水头的泄水建筑物，应用广泛。
漩滚在底部，主流在表层以免直接冲刷河床（有一定涌浪）。
由于衔接段主流在表层，故称为面流型衔接消能。
要求较高且比较稳定的下游水位．戽流型衔接消能（Energy dissipation by roller bucket ）与面流型衔接消能相比，增加一消能戽斗，形成戽旋滚和下游次生的表面旋滚，兼有底流型和面流型的水流特点。
利用高于下游水位的挑流鼻坎将水流向空中抛射至远离建筑物的下游，通过冲刷坑水垫中形成的旋滚和水舌与空气摩擦消除余能。
适用于岩基上的中、高水头泄水建筑物，应用广泛。
78第一节底流型衔接与消能一、底流型水流衔接与消能的原则1．泄水建筑物下游收缩断面的水深和流速图形ϕ0.85～0.9514二、泄水建筑物下游衔接形式h c 的跃后水深()⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=−+=′′18121812322c c cccgh q h Frh h h t =h c "，临界式水跃衔接。
h t ＜h c "，远驱（离）式水跃衔接h t ＞h c "，淹没式水跃衔接远离式水跃要求过长的护坦临界水跃不稳定17降低护坦后的收缩断面水深为h c1，其相应的跃后水深为h c1″消能池末端水深h ＝σh ″h c1满足方程与d 有关21221002c c h g q h d E E φ+=+=′在升坎两侧列能量方程（以下游水面为基准面）：gv g v z 2)1(22221ζ+=+Δ池的轮廓尺寸。
H = 5 m ，h t = 3 m 。
水力学2(23)
6
自由
1 A 2gH0 = µc A c 2gH0 Q = vA = L α + λ + ∑ξ d
Q = vA = 1 A 2gH0 = µc A 2gH0 L λ + ∑ξ d
（a） ）
淹没
（b） ）
两公式中流量系数μ 在形式上有所不同，但实质是一样的。 两公式中流量系数μc在形式上有所不同，但实质是一样的。 因为(a)式的分母根号内虽然多了一项α 1.0),但在式(b)的 因为(a)式的分母根号内虽然多了一项α(≈1.0),但在式(b)的 (a)式的分母根号内虽然多了一项 ),但在式(b)
例如，在等直径管段中，测压管水头线与总水头线是平行的， 例如，在等直径管段中，测压管水头线与总水头线是平行的， 在管径逐渐扩大的管段上，测压管水头线可能沿流程上升。 在管径逐渐扩大的管段上，测压管水头线可能沿流程上升。 （3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应注意管道进出口处的边界条件。如前图： 应注意管道进出口处的边界条件。如前图： 管道进口断面处总水头线的起点就是上游容器中1 ① 管道进口断面处总水头线的起点就是上游容器中1-1断面的总 水头，当该容器敞口，并忽略容器内的行近流速时， 水头，当该容器敞口，并忽略容器内的行近流速时，容器内的自 由液面即为总水头线的起点； 由液面即为总水头线的起点； 对于自由出流，液流在出口断面处没有局部水头损失， ② 对于自由出流，液流在出口断面处没有局部水头损失，且测 压管水头线的终点应交在出口断面的形心上; 压管水头线的终点应交在出口断面的形心上; 对于淹没出流,当管道下游为敞口容器,并忽略容器内流速时, ③ 对于淹没出流,当管道下游为敞口容器,并忽略容器内流速时, 容器内的自由液面同时是出口断面的总水头和测压管水头, 容器内的自由液面同时是出口断面的总水头和测压管水头,故测 压管水头线的终点应在容器的自由液面上, 压管水头线的终点应在容器的自由液面上,而出口断面的总水头
长沙理工水力学复习资料参考答案
一、判断题（每题2分，共计20分）（请在你认为正确的题后划√，错误的题后划×）1、理想液体就是没有粘滞性的液体。
（√）2、静水压强的大小由表面气体压强和液体重量共同构成。
（√）3、流线上某一点的流速方向与该点的位置无关。
（√）4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。
（√）1、静止的液体由于没有相对运动，因此没有粘滞性。
（√）2、静水压强的方向与受压面的外法线方向一致。
（x ）3、即使是在恒定层流中，液体运动要素的时均值和瞬时值也是不相等的。
（x ）4、长直管道中产生沿程水头损失的根本原因在于液体具有粘滞性。
（√）1、理想液体就是不考虑表面张力的液体。
（x ）2、静水压强的大小与作用的方向无关。
（√）1、理想液体就是忽略液体粘滞性的液体。
（√）3、欧拉法主要研究特定质点在某一段时间内的运动规律。
（x ）4、若液体作恒定流动，则其流线与迹线必定重合。
（√）5、处于紊流运动状态的液体内部，将不可能出现层流流动。
（x ）6、简单长管的作用水头等于其沿程水头损失。
（√）7、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。
（√）8、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。
（x）9、明渠均匀流的总水头线与测压管水头线重合。
（√）10、明渠非均匀流的水深和流速沿程不断变化，所以属于非恒定流。
（x ）3、欧拉法不研究液体质点的运动特性。
（√）4、雷诺数的物理意义在于它表示了质点所受惯性力和粘性力的对比关系。
（√）5、在相同条件下，简单短管自由出流与淹没出流的泄流能力相同。
（x ）1、因为实际液体存在粘滞性，故实际液体在任何情况下都存在内摩擦力。
（ x ）2、只要静水总压力的作用点与受压面的形心点重合，则该受压面必为水平面。
（ x ）3、在连续、均质、静止的液体中，液体内部各点的测压管水头保持相等。
（√）1、牛顿内摩擦力定律适用于急流。
（x ）2、若静水中某一点的相对压强小于0，则其绝对压强一定小于当地大气压。
水力学2
10 描述液体运动的两种方法(各自的概念)；拉格朗日法 定义：把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系，追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述，从而求得整个液体运动规律的方法。欧拉法 定义：直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手，建立速度、加速度等运动要素的数学表达式，来获得整个流场的运动特性。
3 表面力；作用于隔离体表面上的力，并与受作用的液体表面积成比例。
4 牛顿内摩擦定律（公式）；液体的内摩擦力与其速度梯度du/dy成正比，与液层的接触面积A成正比，与流体的性质有关，而与接触面的压力无关。液体的粘滞性是液体发生机械能损失的根源。 内摩擦力：T= μA du/dy 切应力：t= μdu/dy
21 短管、长管；在有压管路中，水头损失包括沿程损失和局部损失，如果局部损失占有相当比例，计算时不能忽略，这样的管路称为短管。在有压管路中，如果局部水头损失仅占沿程水头损失的5%-10%以下，则在计算中可以将局部水头损失和流速水头忽略不计，从而使计算大大简化，这样的管路称为长管。
22 明渠流动；明渠流动:是指在河、渠等水道中流动，具有自由表面的水流，
16 液体流动过程中能量损失的两种方式；沿程水头损失和局部水头损失 由于沿程阻力做功所引起的水头损失，称为沿程水头损失。hf 局部水头损失：由于局部阻力产生的相应的能量缺失称为局部水头缺失。
17 液体流动的两种流态，用什么方式判别；流态的判别准则——临界雷诺数 临界流速与管径d和流体密度ρ成反比，与流体的动力粘度μ成正比。
长沙理工大学水力学总复习概要
动量 方程
反映了液流与边界 液流对边界的冲击力， 方程本身 上作用力之间的关 或边界对液流的反作 不涉及能 系 用力、已知全部作用 量损失 力，求平均流速或流 量等
19
（3）动量方程——求解水流与固体边界之间的相互作用力
20
（4）应用三大方程解题
对于一个具体的水力计算问题，怎样正确地选用方程
最为适当、可行；遇到需多方程联立求解的问题时，如
何安排方程的应用次序更为简捷、合理。力求做到以下 四点：
① 熟悉各方程的应用条件。
② 弄清各方程所反映的物理量与物理量之间及运动与 边界之间的关系。 ③ 解题前，必须先明确“求什么？”，了解所求问题 的性质，类型。
5
4、静水压强分布图的绘制中应注意的问题 1）绘制压强分布的理论依据是静水压强的两个 特性及静水压强计算的基本方程； 2）所绘的压强分布图应是相对压强分布图。 5、平面上静水总压力计算中应注意的问题 1）图解法仅适用于矩形受压面；
2）图解法应先作出受压面上的压强分布图，而解 析法则不必作压强分布图。
点1 的压强 ：p A 点2 的压强： PA－ρ 2 (Z2－Z1)g 点3的压强 ： PA－ρ 2 (Z2－Z1)g+ρ 1(Z2－Z3)g 点4的压强： PA－ρ 2 (Z2－Z1)g+ρ 1(Z2－Z3)g－ ρ 2 (Z4－Z3)g= PB
所以：PA－PB=ρ 2 (Z2－Z1+ Z4－Z3)g－ρ 1(Z2－Z3)g
3
1、静水压强特性、分布规律 方向垂直并且指向受压面 各向等值性
p p0 gh
均匀流和非均匀渐变流过水断面动水压强分 布规律符合静水压强分布规律
4
2、等压面的定义及特性 同一种静止相连通的流体的等压面必是水平面 （只有重力作用下）自由表面、不同流体的交界面 都是等压面。 几何意义和能量意义 3、绝对压强、相对压强、液柱表示法、真空
水力学总复习二 - 副本
一、判断题
1. 并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管
水流的总机械能损失也应相等。（ ）
2. 设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的
管径偏小，不能通过要求的设计流量。（ ）
3. 有压管路会发生水击现象，明渠也会发生水击现象。
（ ） 4. 并联管道各支管的水力坡度相等。（ ）
13、均匀流
当水流的流线为相互平行的直线时面的形状和尺寸沿程不变。 ②同一流线上各点流速相等，各断面的流速分布相同， 各断面平均流速相等。 ③过水断面上的动水压强分布规律与静水压强分布规律 相同。——同一过水断面上各点的测压管水头为一常数。
ux t
u y t
uz t
0
p 0 t
如果流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间 变化的水流。
非恒定流的运动要素是时间和空间的函数。
3、迹线
某一液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点 所连成的线称为迹线。即单个液体质点在空间的运动轨迹。 ——拉格朗日法思想
4、流线
某时刻在流场中绘制的一条光滑曲线。曲线上各点切 线的方向代表了同一时刻处于该点处的液体质点的运动 方向。 流线绘制方法见（P65）——欧拉法思想
5、流线的基本特性
（1） 恒定流时，流线形状和位置不随时间变化； 非恒定流时，流线形状随时间变化；
（2）恒定流时，流线与迹线重合； 非恒定流时，流线与迹线不重合。
择无关。（√） √ • 10. 层流可以是渐变流也可以是急变流。（ ） • 11. 管壁光滑的管子一定是水力光滑管。（ ）
• 12.在并联管道中，若按长管考虑，则支管长的沿程水头损失
较大，支管短的沿程水头损失较小。（ ）
水力学2复习资料(长理港航)(DOC)
水力学（二）复习资料第一部分：判断题1、当水头H 降低，宽顶堰可能转化为实用堰。
（ ）2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j h 的影响。
（ ）3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。
（ ）4、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ ）5、均匀流一定是势流。
（ ）6、做圆周运动的液体一定是有涡流。
（ ）7、对明渠非恒定流而言，当0<∂∂t A ，0>∂∂SQ 时将产生涨水波。
（ ） 8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。
（ ）9、流网中每个网格的对角线应该正交。
（ ）10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。
（ ）11、边界层内的液体型态只能是紊流 （ ）12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。
（ ）13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。
（ ）14、理想液体的流动不一定是有势流动。
（ ）15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。
（ ）16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a 区或b 区。
（ ）17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。
（ ）18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。
（ ）19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。
（ ）20. 底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。
（ ）21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。
（ ）22.无旋运动必须满足y x u u x y∂∂=∂∂。
（ ） 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。
（ ）24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。
（ ）25.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ＜2.5时的堰流为实用堰流 。
（ ）26.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。
水力学2(37)
上式也可用比尺关系表示为
λv2 =1 λg λl
显然，佛汝德数的物理意义是液流受到的惯性力与重力之比。 显然，佛汝德数的物理意义是液流受到的惯性力与重力之比。 3．压力相似准则 压力P的大小可用 来表示， 压力 的大小可用pl2来表示，用它取代 Ne = 的大小可用 F项得，压力与惯性力之比的关系为 项得， 项得
一般影响液体运动的作用力主要有粘滞力T 重力G 压力P 一般影响液体运动的作用力主要有粘滞力T、重力G、压力P、有 时还要考虑弹性力E和表面张力S 若设这些力的合力为F 时还要考虑弹性力E和表面张力S等。若设这些力的合力为F，则 根据动力相似的要求在原型与模型相应点处应有
FP TP GP PP S = = = =L= P Fm Tm Gm Pm Sm
λl λv =1 λν
显然,雷诺数的物理意义是液流受到的惯性力与粘滞力之比。 显然,雷诺数的物理意义是液流受到的惯性力与粘滞力之比。
2．重力相似准则 重力G的大小可用 重力 的大小可用
ρgl 3
来衡量, 来衡量,用它取代式 Ne =
F ρl 2 v 2
中的F项得重力与惯性力之比的关系为
G ρgl 3 gl = 3 3 = 2 2 2 ρl v ρl v v
λl
为
由此可推得，相应的面积 和体积 和体积V的比尺分别为 由此可推得，相应的面积A和体积 的比尺分别为
AP λA = = λl2 Am
VP λV = = λl3 Vm
可见, 可见,几何相似是以基本量长度的比尺
表征的,只要保持两 λl表征的,只要保持两
个流动各相应的长度比尺都相等,便保征了两个流动的几何相似. 流动各相应的长度比尺都相等,便保征了两个流动的几何相似. 2．运动相似 运动相似是指两个流场中各响应点处的相应运动学量之间大 小都各自成固定的比例关系， 小都各自成固定的比例关系， 如果是矢量它们相应的方向还相 若选速度为基本量， 同 。若选速度为基本量， 则运动相似也可等价地表述为两液流 的流速场相似，即两个流场中各相应点处的流速方向相同， 的流速场相似 ， 即两个流场中各相应点处的流速方向相同， 大 小成固定的比例。 小成固定的比例。若用 λ t = t P t m 表示原型与模型流动的 时间比尺， 时间比尺，则其流速比尺为
水力学2
pabs
pa
pa pabs ghv
或
pa pabs pv hv g g
hv称为真空高度，简称真空度。
2.3.5 压强的计量单位 应力单位 国际单位制： 帕（Pa），千帕（kPa或103Pa）， 兆帕（MPa或106Pa）； 大气压的倍数 标准大气压（atm）：1 atm 相当于 101325 Pa； 工程大气压（at）： 1 at 相当于 98000 Pa 或 1 at 相当于 0.1 MPa； 液柱高 水柱高：1 标准大气压可维持10.33 mH2O高， 1 工程大气压可维持10 mH2O高； 水银柱：1 标准大气压可维持760 mmHg高， 1 工程大气压可维持736 mmHg高。
•
p z c 公式 r
中，z表示的是
p z 水头， r
是 水头。 • 1个工程大气压等于（） • A 101.3kpa B 10mH2O • C 1.033 kgf/m2 D rdz
• • • • • •
相对压强的起量点为（ ） A 绝对压强 B 标准大气压 C 当地大气压 D 液面压强 绝对压强的起量点为（ ） A 绝对真空 B 标准大气压 C 当地大气压 D 液面压强
连通器原理（作用的力仅有重力）
在均质，连通的液体中水平面必为等压面， (在均质、连通的液体中等压面必为水平面，) 等压面具备的三个条件。 均质: 同一液体
连通： 同一液体并相连 水平面：处于同一水平位置
难点：判别等压面
1—2 2—3 3—8 4—5 4—7 6—7 均、连、水 均、连、水 不、不、水 均、连、水 不、不、水 均、连、水 √ √ × √ × √
如图所示，两形状不同的盛水容器，其底面面积相等， 水深相等，试比较两容器底部所受静水总压力P的相对 大小为（ ） A．P1＞P2 B．P1＝P2 C．P1＜P2 D．无法确定
水力学2
§2—3 重力作用下的液体平衡
一. 重力作用下的平衡方程 z 轴垂直向上，流体不可压缩。
p 0 x
f
1
p 0
f gk
p 0 y 1 p g 0 z
dp g dz
二. 静压强分布规律
dp g dz
p z C 或
2r
h
g
r
p h
• 如果铅垂方向只有重力作用（惯性力在铅垂方向无分量），
那么铅垂方向压强分布仍与自由面下垂直距离 h 成正比。
• 相对平衡原理可用来测量加速度或转速。
h
a/ g h/l
l
a
§2—5 静止液体作用在物体表面上的总压力
•
在已知静止液体中的压强分布之后，通过求解物体表面 A 上 的矢量积分
第二章 水静力学
水静力学研究流体的平衡规律，由平衡条件 求静压强分布，并求静水总压力。 静止是相对于坐标系而言的，不论相对于惯 性系或非惯性系静止的情况，流体质点之间肯 定没有相对运动，这意味着粘性将不起作用， 所以流体静力学的讨论不须区分流体是实际流 体或理想流体。
第二章 流体静力学
§2—1 静水压强及其特性 §2—2 流体的平衡微分方程
所有流体质点加速 度大小、方向都相 同，重力加上惯性力 仍是均匀的，因此等 压面还是平面，但不 再是水平的，除非加 速度在铅垂方向。
h
p h
a
g
a
• 相对于绕铅垂轴匀速转动的坐标系静止的液体
质点加速度为向心加速 度，沿水平径向，与质点离 开轴的距离成正比，呈轴对 称情况。单位质量流体的惯 性力为离心加速度，与向心 加速度反向，重力加上惯性 力不再均匀，等压面成为旋 转抛物面，由于离轴越远， 离心力越大，所以等压面坡 度越陡。
水力学2(21)
（3）根据d与的比值：分为大孔口和小孔口 根据d与的比值：
d H0 ≤ 1 10 称为小孔口 小孔口断面上各点的作用水头可近似认为与 其形心处的作用水头H 相等， 其形心处的作用水头 0相等，可忽略孔口在 竖直方向各点出流情况的不同。 竖直方向各点出流情况的不同。
d H0 > 1 10 称为大孔口
9
3．孔口离容器边界的距离 当孔口的全部周界都离开容器边界时， 当孔口的全部周界都离开容器边界时，出流 在孔口四周都发生收缩， 在孔口四周都发生收缩，这种孔口称为全部 收缩孔口（如图中1 孔口）， ），否则称为部 收缩孔口（如图中1、2孔口），否则称为部 分收缩孔口（如图中3 孔口）。 分收缩孔口（如图中3、4孔口）。 全部收缩孔口又可分为完善收缩和不完善收 缩孔口： 缩孔口： 当孔口边缘离容器边界的距离大于同方向孔口尺寸的3倍时， 当孔口边缘离容器边界的距离大于同方向孔口尺寸的3倍时，孔 口出流的收缩不受容器边界的影响，称为完善收缩孔口（ 口出流的收缩不受容器边界的影响，称为完善收缩孔口（如图中 孔口），否则称为不完善收缩孔口（如图中2孔口）。 ），否则称为不完善收缩孔口 1孔口），否则称为不完善收缩孔口（如图中2孔口）。 显然，薄壁全部完善收缩孔口的收缩系数ε相对最小， 显然，薄壁全部完善收缩孔口的收缩系数ε相对最小，所以流量 系数µk也相对最小
7
孔口上、 断面的总水头之差， H0—孔口上、下游1-1和2-2断面的总水头之差，称为孔口淹没出 孔口上 下游1 流的作用水头. 流的作用水头. H0 ≈ H 可见， 可见，孔口自由出流的流速和流量公式与淹没出流的流速和流量公 式在形式上完全相同， 式在形式上完全相同，式中的 ϕk 和 µk 也相同。 也相同。 两者的区别是：自由出流时， 两者的区别是：自由出流时，孔口出流的作用水头为上游断面 的总水头,它与孔口在壁面上的位置高低有关 而淹没出流时,孔 它与孔口在壁面上的位置高低有关;而淹没出流时 的总水头 它与孔口在壁面上的位置高低有关 而淹没出流时 孔 口出流的作用水头为上、下游断面的总水头之差,它与孔口在壁 口出流的作用水头为上、下游断面的总水头之差 它与孔口在壁 面上的位置无关.由此也可推知，孔口在淹没出流时,与孔口的大 面上的位置无关 由此也可推知，孔口在淹没出流时 与孔口的大 由此也可推知 小无关. 小无关 孔口的流量系数（流量因数） 四、孔口的流量系数（流量因数） 经以上分析可知， 和收缩系数ε 经以上分析可知，流量系数 µk 决定于流速系数φk和收缩系数ε。 由试验知, 在自由出流和淹没出流的条件下， 由试验知 φk 和ε在自由出流和淹没出流的条件下，可以认为是相 同的.所以,当液流的雷诺数Re足够大时（这一条件一般都能满足） Re足够大时 同的.所以,当液流的雷诺数Re足够大时（这一条件一般都能满足）
水力学2复习资料长理港航
水力学2复习资料长理港航水力学（二）复习资料第一部分：判断题H降低，宽顶堰可能转化为实用堰。
（）1、当水头h的影响。
（）2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j）（3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。
）、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ 4 ）（ 5、均匀流一定是势流。
）（ 6、做圆周运动的液体一定是有涡流。
?A?Q?0?0时将产生涨水波。
（，7、对明渠非恒定流而言，当）?t?S8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。
（）9、流网中每个网格的对角线应该正交。
（）10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。
（）11、边界层内的液体型态只能是紊流（）12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。
（）13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。
（）14、理想液体的流动不一定是有势流动。
（）15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。
（）16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a区或b区。
（）17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。
（）18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。
（）19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。
（）20.底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。
（）21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。
（）uu?yx?）（无旋运动必须满足 22.。
x?y 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。
（）24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。
（）H H＜2.5时的堰流为实用堰流。
（）之比δ25.堰顶厚度与堰上水头0.67＜00页19 共页1 第26.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。
（）27.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。
28.流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水力学（二）复习资料第一部分：判断题1、当水头H 降低，宽顶堰可能转化为实用堰。
（ ）2、堰流计算的特点是必须考虑局部水头损失j h 的影响。
（ ）3、堰流自由出流的能力小于淹没出流的能力。
（ ）4、消能池深的设计流量大于消能池长的设计流量（ ）5、均匀流一定是势流。
（ ）6、做圆周运动的液体一定是有涡流。
（ ）7、对明渠非恒定流而言，当0<∂∂t A ，0>∂∂SQ 时将产生涨水波。
（ ） 8、平面势流中，某根流线各点的流速势函数值均相等。
（ ）9、流网中每个网格的对角线应该正交。
（ ）10、边界层外的液体应视为实际液体，边界层内的液体可视为理想液体。
（ ）11、边界层内的液体型态只能是紊流 （ ）12、确定底流式消能池深，应该采用最大流量来计算。
（ ）13、在其他情况相同的前提下，弧形闸门的过流能力强于平面闸门。
（ ）14、理想液体的流动不一定是有势流动。
（ ）15.只要下游水位不超过宽顶堰的堰顶，堰流就必然为自由出流。
（ ）16.正坡地下河槽中的浸润线可存在于a 区或b 区。
（ ）17.堰流水力计算时，水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。
（ ）18.只要是运动液体，则其任一点的动水压强各方向是不相等的。
（ ）19.在远驱式水跃衔接的情况下，堰的过流能力按自由出流公式计算。
（ ）20. 底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。
（ ）21.渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。
（ ）22.无旋运动必须满足y x u u x y∂∂=∂∂。
（ ） 23.实际水深等于其相应的临界水深时的渗流，称为临界渗流。
（ ）24.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。
（ ）25.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ＜2.5时的堰流为实用堰流 。
（ ）26.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。
（）27.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。
28.流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
（）29.达西定律中的流速是真实渗流的流速。
30、由于渗流模型中不存在孔隙介质，所以模型的渗流量大于实际渗流量。
（）31、平面势流的流函数是非调和函数。
（）32. 闸孔出流的过流能力与闸门的相对开启度无关。
（）33. 在自由出流的情况下，下游水位的变化不会影响堰的过流能力。
（）34. 闸孔出流与堰流的判别方法是用相对开启度来进行判别。
（）35. 只要是平面液流，都存在流函数。
（）36. 在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦小。
（）37. 渗流模型中,认为过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面平均流速相等。
（）38. 正坡地下河槽中的浸润线可存在于a区或b区。
（）39. 在考虑运用底流式消能时，泄水建筑物下游若发生淹没式水跃衔接，则不必修建消能设施。
（）40.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。
（）41.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻出现。
（）42.边界层的脱离一般是从加速区开始发生的。
（）43.对于底流式消能池，池深与池长的设计流量不一定相等。
（）44.杜比公式表明：在渐变渗流中，过水断面上各点的渗流流速相等并等于此断面平均流速。
（）45.满足连续方程的流动都是无旋流动。
（）46.无侧收缩和有侧收缩的实用堰，当水头、堰型和其它条件相同时，后者同的流量比前者大。
（）47.无涡流必然是层流。
（）48.在无坎宽顶堰的计算公式中没有侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。
（）49.区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。
（）50. 无旋运动必须满足y x u u x y∂∂=∂∂ （ ） 51.底流式消力池池深和池长的设计流量都采用最大流量。
（ ）52.无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。
（ ）53. 渗流系数及边界条件相同，作用水头不同，两者渗流流网相同。
（ ）54.底流式消能池中产生的水跃应为淹没系数为1.05～1.10的弱淹没水跃。
（ ）55.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也最大。
（ ）56.堰顶厚度δ与堰上水头0H 之比0.67＜0H δ＜2.5时的堰流为实用堰流 。
（ ）57.有旋运动是指流动过程中液体微团有绕自身轴旋转的流动。
（ ）58.均匀流的流线是相互平行的直线，所以是无涡流。
（ ）59. 流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
（ ）60、堰流的水头损失必须同时考虑沿程与局部水头损失。
（ ）61.渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。
( )62.边界层内的液流型态只能是紊流。
（ ）63、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
（ √ ）64、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。
（ ╳ ）65、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u 应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u 小。
（ √ ）66、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。
（ ╳ ）67、当下游水位高于薄壁堰顶时，一定是淹没出流。
（ √ ）68、不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。
（ ╳ ）69.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。
（ ）70.无坎宽顶堰的流量计算公式没有包括侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。
（ ）71.当堰上水头为2米，堰宽为0.6米时，该堰为实用堰。
（ ）72.底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的长度也最大。
（ ）73.无旋流就是无涡流。
（ ）74.实际液体的流场中总是存在流函数和速度势函数。
（ ）75. 无涡流是指流体质点在运动中不绕自身轴旋转的流动 。
（ ）76.平面势流的流网是流线和等势线组成的正交网。
（ ）77. 其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
（ ）78. 渗流模型中的阻力应与实际渗流相等。
（ ）79.达西定律适用于所有的渗流。
（ ）80.恒定流时没有时变加速度和位变加速度。
（ ）81.实际液体流动中任一点的动水压强各方向是相等的。
（ ）82.如果某流动区域的流线是直线，则流动为无旋运动。
（ ）83. 闸孔出流的泄流量与闸前水头的1／2次方成正比。
（ ）84. 只要下游水位低于宽顶堰堰顶，必定是自由出流。
（ ）85.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。
（ ）86.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒定流时小，因而其流量亦小。
（ ）87、渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点的渗流流速将与断面平均流速相等。
（ ）88、正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a 、c 两区。
（ ）89、平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。
（ ）90、边界层内的液流型态只能是紊流。
（ ）91、平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。
（ ）92、达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。
（ ）93、在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位的最大值并不在同一时刻出现。
（ ）第二部分：选择题1、如果10>H δ，则过流建筑物顶部水流属于（1）薄壁堰流（2）实用堰流（3）宽顶堰流（4）明渠流2、两流函数值)./(2.131m s m =ψ，)./(8.132m s m =ψ则其单宽流量为（1） )./(2.13m s m（2）)./(8.13m s m（3）)./(6.03m s m3、设计良好的底流式消能池内的水跃属于（1）淹没式水跃（2）临界式水跃（3）远驱式水跃4、直立挡水平面闸门突然关闭时，闸门下游出现的非恒定流波属于（1）涨水顺波（2）落水逆波（3）涨水顺波（4）落水顺波5、如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，k 为常量，则流速势函数为（1）k =ϕ（2）为任意积分常数c c x ,+=ϕ（3）x =ϕ（4）为任意积分常数c c x k ,+=ϕ6、 在明渠恒定渐变流的能量方程式：J = J W +J V +J f 中，J w 的物理意义是：A ：波动坡度B ：动能坡度C ：水面坡度D ：摩阻坡度7、 土的渗透特性主要有以下二方面。
A ：渗透系数和透水度B ：透水性和给水度C ：透水性和凋萎系数D ：渗透系数和给水度8、 因分析水流的模型不同，探索液体运动基本规律有两种不同的途径：A：边界层理论和流场理论 B：边界层理论和流束理论C：流束理论和流场理论 D：流束理论和渗流理论9、对理想液体动水压强的特性描叙正确的是：A：与静水压强的特性不一样 B：有的与静水压强的特性一样 C：不能与静水压强的特性比较 D：与静水压强的特性一样10、流场中，液体质点的基本运动形式有：A：平移、绕流、角变形、旋转B：加速、圆周、线变形、平移、C：平移、线变形、角变形、旋转D：平移、加速、绕流、旋转11、判定流体流动是有旋流动的关键是看（）A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线B．流体微团运动轨迹是曲线C．流体微团运动轨迹是直线D．流体微团自身有旋转运动12、描述流体运动的拉格郎日方法a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；b.研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；c.采用随体坐标系来确定和区分质点；d.采用空间坐标系来确定空间位置；13、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中A．随压强增加而增加 B．随压强减小而增加C．随体积增加而减小 D．与压强变化无关14．判定流体流动是有旋流动的关键是看（）A．流体微团运动轨迹的形状是圆周曲线B．流体微团运动轨迹是曲线C．流体微团运动轨迹是直线D．流体微团自身有旋转运动15、描述流体运动的拉格郎日方法a.研究不同时刻各个质点物理量的变化；b. 研究不同时刻各个空间点上物理量的变化；c. 采用随体坐标系来确定和区分质点；d.采用空间坐标系来确定空间位置；16、对于不可压缩流体，可认为其密度在流场中A ．随压强增加而增加B ．随压强减小而增加C ．随体积增加而减小D ． 压强变化无关17、静止液体中同一点各方向的压强 （ （1） ）（1）数值相等（2）数值不等（3）仅水平方向数值相等（4）铅直方向数值最大18、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是 （ （2） ）。
（1）相交（2）正交（3）共轭（4）斜交19. 已知流场的流速为：22x u x y x =-+，(2)y u xy y =-+，该流动（ ）A 不存在B 为有涡流动C 为有势流动D 为非恒定流20.如果7=H δ，则过流建筑物顶部水流属于 （ ）A.薄壁堰流B.实用堰流C.宽顶堰流D.明渠流21. 流场中，液体质点的基本运动形式有： （ ）A.平移、线变形、角变形、旋转B.加速、圆周、线变形、平移、C.平移、绕流、角变形、旋转D.平移、加速、绕流、旋转22. 如果恒定平面平行势流流速分布为k u u x ==0，0==z y u u ，k 为常量，则流速势函数为:A 、k =ϕB 、为任意积分常数c c x ,+=ϕC 、x =ϕD 、为任意积分常数c c x k ,+=ϕ23.消力池水力计算时，出池水流近似属于（ ）。