水力学：作业及答案
水力学考试题及答案解析
水力学考试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 水力学中，流体的连续性方程描述的是（）。
A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案：A解析：连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程，它表明在没有质量源或汇的情况下，流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。
2. 伯努利方程适用于（）。
A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案：B解析：伯努利方程适用于不可压缩流体，即流体的密度在流动过程中保持不变。
3. 在流体流动中，雷诺数（Re）是描述流体流动状态的重要参数，它与（）无关。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案：B解析：雷诺数是流体流动状态的无量纲数，它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关，但与流体的粘度无关。
4. 流体在管道中流动时，若管道直径增大，则流速（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：D解析：根据连续性方程，流体的流速与管道的横截面积成反比。
若管道直径增大，而流量保持不变，则流速会减小；若流量增加，则流速可能增大或减小，具体取决于流量的增加程度。
5. 流体的粘性是由于（）。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的粘性是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。
6. 流体的表面张力是由于（）。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案：A解析：流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力，这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。
7. 在流体流动中，若流速增加，则流体的动能（）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案：A解析：流体的动能与流速的平方成正比，因此流速增加时，流体的动能也会增加。
8. 流体的压强能是由于（）。
最新水力学作业题答案
第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τ Pa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
《水力学》作业题参考答案
μ=0.95。现测得水银压差计读数hp=150mm，问此时管中流量Q是多少。
解：
Q K
Hg 油
1 hp
பைடு நூலகம்
d12 2g 0.22 2 9.807
其中： 0.95； K
4
d1 d2
4
1
4
0.2 0.1
4
1
0.0359
hp 0.15 （m）
Q K
Hg 油
1 hp
可第行3章性判定：当
h1
增大时
yC
h1
h212 增大，则
IC yC A
减小，-1即2-
第2章 水静力学
作业 7、密闭盛水容器，已知h1=60cm,h2=100cm，水银测压计 读值△h=60cm。试求半径R=0.5m的半球盖AB所受总压力 的水平分力和铅垂分力。
解：（1）确定半圆中心压强P0
p0 h Hg g g(h2 h1) 76.（1 KPa）
Δh
解：找到基准面
B×
vA
dB dA
2
vB
0.4 0.2
2
1.5
6m
/
s
×A
HA
zA
pA
vA2 2g
0
30 9.807
62 2 9.807
4.89m
HB
zB
pB
vB2 2g
1.5
40 9.807
1.52 2 9.807
5.69m
第3章
18
HB HA BA
-18-
第3章 水动力学
（kPa）
（2）计算水平分量Px Px po A p0 R2 59.74KN
（3）计算铅垂分力Pz
水力学练习题答案
水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
（√）O重合。
(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
（×）4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。
(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
（×）6、达西定律适用于所有的渗流。
（×）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
（√）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
（√）12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。
(√)13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。
(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
（√）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
（×）17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
（√）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
(×)21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。
(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
（×）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
《水力学》作业题参考答案
详细描述
流速是影响水头损失的重要因素，流速越大，水流阻力越 大，水头损失也越大。流体性质对水头损失也有影响，例 如水的黏滞性、密度和表面张力等都会影响水头损失。管 道材料和管道形状也是影响水头损失的因素，不同材料的 管道对水流的阻力不同，管道的弯曲、分叉等形状也会影 响水头损失。了解水头损失的影响因素有助于更好地控制 和减少水头损失，提高水流运动的效率。
液体流动的能量平衡特性
液体流动的能量平衡具有守恒性， 即流动过程中各种形式的能量总和 保持不变。 能量平衡与流体的状态变化密切相 关，例如流体从高压状态向低压状 态流动时，压力能会转化为动能。 液体流动的能量平衡特性决定了流 体的运动规律和特性，例如流速、 压强、水位等参数的变化。
液体流动的能量平衡计算
PA R T. 0 2
流体运动
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流体运动的分类
层流运动 湍流运动 过渡流 自由表面流 流体在流动过程中，流层之间互不掺混，呈层状流动。 流体在流动过程中，流层之间有强烈的动量交换，流动呈现紊 乱、无规则状态。 介于层流与湍流之间的流动状态，具有某些层流和湍流的特性。 流体在流动过程中，存在自由表面的流动，如河流、洪水等。
水头损失
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水头损失的概念
总结词
水头损失是指水流在运动过程中，由于克服水流阻力而消耗的能量。
详细描述
水头损失是水流在运动过程中由于克服水流阻力而消耗的能量。水 流在运动过程中会遇到各种阻力，如摩擦阻力、局部阻力等，这些 阻力会导致水流的能量损失，即水头损失。
水头损失的计算
总结词
离有关。
静水压强的特性
静水压强具有方向性，垂直指向作用面， 即垂直指向受压物体表面。
水力学：作业及答案
4．液体中某点的绝对压强为88kN/m2,则该点的相对压强为（b）
a、10 kN/m2b、—10kN/m2c、12 kN/m2d、—12 kN/m2
二、填空题（每小题3分，共计12分）
1．牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿液体.
2．理想液体的概念是指。没有粘滞性的液体
1．管道直径d=10 mm，通过流量Q=20 cm3/s，运动粘度=0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流?若将直径改为d =30 mm，水温、流量不变,问管中水流属何种流态？
2．图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射.若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，管嘴局部水头损失系数=0.2，取动能校正系数=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z.（ 12分）
4．在无坎宽顶堰的计算中没有侧收缩系数，是因为没有侧收缩影响。 （×)
四、问答题（每小题4分，共计8分）
1．简述堰的分类和相应的水流运动特征。
答案：①薄壁堰流.当δ/H＜0.67时,过堰的水舌形状受堰顶厚度δ的影响，水舌下缘与堰顶呈线接触，而且堰顶常做成锐缘形，水面为单一的降落曲线；②实用堰流。当0。67＜δ/H＜2.5时，过堰水流受到堰顶的约束和顶托，水舌与堰顶呈面接触，但水面仍有单一的降落曲线；③宽顶堰流。当2。5＜δ/H＜10时，堰顶厚度对水流的顶托作用更为明显，水流在堰顶进口处出现第一次跌落后，形成与堰顶近乎平行的渐变流段，然后出现第二次跌落(下游水位较低时）。
解:
3．已知如图所示的文丘里管,管路中通过流量Q =10l/s，d1=5 cm，p1=78。4Pa，如果使 断面产生真空压强为6。37kPa，问d2应为多少？（不计水头损失）（12分）
水力学练习题及答案
⽔⼒学练习题及答案⽔⼒学练习题及参考答案⼀、就是⾮题(正确得划“√”,错误得划“×）1、理想液体就就是不考虑粘滞性得实际不存在得理想化得液体。
（√)2、图中矩形⾯板所受静⽔总压⼒得作⽤点与受压⾯得形⼼点O重合。
（×)３、园管中层流得雷诺数必然⼤于３００0。
(×)4、明槽⽔流得急流与缓流就是⽤Fr判别得，当Fr>1为急流。
(√)5、⽔流总就是从压强⼤得地⽅向压强⼩得地⽅流动。
(×）６、⽔流总就是从流速⼤得地⽅向流速⼩得地⽅流动。
(×）6、达西定律适⽤于所有得渗流。
（×)7、闸孔出流得流量与闸前⽔头得1/２次⽅成正⽐。
(√）8、渐变流过⽔断⾯上各点得测压管⽔头都相同。
(√)9、粘滞性就是引起液流运动能量损失得根本原因。
(√）10、直⽴平板静⽔总压⼒得作⽤点就就是平板得形⼼。
(×）11、层流得沿程⽔头损失系数仅与雷诺数有关。
(√)1２、陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。
（√)13、在作⽤⽔头相同得条件下,孔⼝得流量系数⽐等直径得管嘴流量系数⼤。
（×)14、两条明渠得断⾯形状、尺⼨、糙率与通过得流量完全相等,但底坡不同,因此它们得正常⽔深不等。
(√)15、直⽴平板静⽔总压⼒得作⽤点与平板得形⼼不重合。
(√)16、⽔⼒粗糙管道就是表⽰管道得边壁⽐较粗糙。
(×)17、⽔头损失可以区分为沿程⽔头损失与局部⽔头损失。
(√)１8、⽜顿内摩擦定律适⽤于所有得液体。
（×)19、静⽌液体中同⼀点各⽅向得静⽔压强数值相等。
(√）20、明渠过流断⾯上各点得流速都就是相等得。
(×)21、缓坡上可以出现均匀得急流。
(√）２2、静⽌⽔体中，某点得真空压强为５０ｋPa，则该点相对压强为-50 kＰａ。
(√）２4、满宁公式只能适⽤于紊流阻⼒平⽅区。
(√)2５、⽔深相同得静⽌⽔⾯⼀定就是等压⾯。
??（√)２6、恒定流⼀定就是均匀流,层流也⼀定就是均匀流。
水力学习题及答案
水力学习题及答案水力学习题及答案水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的行为的学科。
它在工程学和地质学等领域中具有重要的应用价值。
本文将介绍一些水力学的学习题以及对应的答案，帮助读者更好地理解和掌握水力学的知识。
一、题目：什么是水力学？答案：水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的行为的学科。
它主要研究液体的流动、压力、速度、流量等相关性质，并应用于水利工程、环境工程、能源工程等领域。
二、题目：什么是流体静力学？答案：流体静力学是研究静止的液体在重力作用下的平衡状态的学科。
它主要研究液体的压力、压力分布、浮力等性质。
在流体静力学中，根据帕斯卡定律，液体在静止时的压力是均匀的，并且在不同深度处的压力只与液体的密度和深度有关。
三、题目：什么是流体动力学？答案：流体动力学是研究液体在运动状态下的行为的学科。
它主要研究液体的流动速度、流量、压力变化等性质。
在流体动力学中，根据伯努利定律，液体在流动过程中速度增大时，压力会降低；速度减小时，压力会增加。
四、题目：什么是雷诺数？答案：雷诺数是描述流体流动状态的一个无量纲参数，常用符号为Re。
它是由流体的密度、速度、长度和粘度决定的。
当雷诺数小于一定的临界值时，流动是层流的；当雷诺数大于临界值时，流动是湍流的。
雷诺数的大小决定了流体流动的稳定性和混合程度。
五、题目：什么是流量？答案：流量是单位时间内通过某一截面的液体体积。
在水力学中，常用符号为Q，单位为立方米/秒。
流量的大小取决于液体的速度和截面的面积。
根据连续性方程，流体在管道中的截面面积减小时，流速会增加，从而使流量保持不变。
六、题目：什么是水头？答案：水头是描述液体能量的一个物理量。
在水力学中，常用符号为H，单位为米。
水头由压力头、速度头和位能头组成。
压力头是由液体的压力引起的能量；速度头是由液体的速度引起的能量；位能头是由液体的位置高度引起的能量。
根据伯努利定律，水头在流动过程中保持不变。
七、题目：什么是水力坡度？答案：水力坡度是河流或管道中水面高程的变化率。
水力学作业答案
1。
1图示为一密闭容器,两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通.求:(1）容器内液面压强c p ;（2）左侧管内水面距容器液面高度h 。
解：0789.83107.4kPac p p gh ρ=+=+⨯=右 （2）107.4980.959m 9.8c a p p h g ρ--=== 1。
2 盛有同种介质（密度3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器,其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A与B 点之压差（差压计内成油，密度30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。
其他有关数据如图题1。
2所示.问: （1)A 与B 两点之压差为多少?（2)A 与B 两点中有无真空存在,其值为多少？ 解：（1）()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+3A 1132.6kg/m B ρρ==()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-⨯⨯=（2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-⨯⨯-⨯⨯=- 因此A 点存在真空519.995366.18Pa B A p p =+=-因此B 点也存在真空。
1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。
轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时,求：(1）两种油的深度1h 及2h 为多少?15,20,4s cm h cm h cm===(2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。
又有125h h +=②解①②得1 2.86m h =,1 2.14m h =。
水力学习题及答案
水力学习题及答案水力学习题及答案一、选择题1、下列哪个参数不是水动力学的研究对象？ A. 流量 B. 速度 C. 压力 D. 重量2、一根水平放置的管道，两端开口，当一端进水，另一端出水时，其流速与流量之间的关系为？ A. 反比关系 B. 正比关系 C. 不相关 D. 无法确定3、一水坝的形状为抛物线形，其水头高度为30米，底部宽度为50米，则水坝的顶部的宽度为？ A. 10米 B. 20米 C. 30米 D. 40米4、在没有特殊说明的情况下，通常情况下，所说的水密度是指？ A. 在4摄氏度时的密度 B. 在100摄氏度时的密度 C. 在常温常压下的密度 D. 在海平面的平均密度二、简答题5、请简述水动力学的基本研究方法和主要应用领域。
51、请描述层流和湍流的定义，并解释它们在流体运动中的区别。
511、请阐述水头损失的物理意义和计算方法。
5111、对于一个给定的管径和流速，如何计算管道的流量？请给出计算公式并解释每个公式的物理意义。
三、综合题9、通过数值模拟方法研究流体运动时，有哪些可能遇到的困难和挑战？如何解决这些困难和挑战？91、假设在一个直径为1米的管道中流动的水，其平均流速为1米/秒。
请计算该管道的流量。
再假设在该管道的入口处加入一个水泵，使得管道内的流速增加到2米/秒，请问流量是否会翻倍？为什么？答案：一、选择题1、D。
水动力学主要研究的是流体（包括水）的运动状态和规律，不涉及物体的重量。
因此，重量不是水动力学的研究对象。
2、B。
根据伯努利定理，在不可压缩的稳定流场中，流速与流量成正比。
因此，流速与流量之间存在正比关系。
3、A。
根据抛物线的几何性质，抛物线的顶点位于其对称轴上。
因此，水坝顶部的宽度为底部的1/2，即25米。
又因为题目中给出的底部宽度为50米，所以水坝顶部的宽度为10米。
因此，答案为A。
4、C。
在工程应用中，通常所说的水密度是指常温常压下的密度。
因此，答案为C。
二、简答题5、水动力学的基本研究方法是基于物理学和数学的流体动力学理论和实验方法，研究流体运动的规律和特性。
水力学习题附答案
第一章 绪论1-1．20℃的水2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度31/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 321125679.2m V V ==∴ρρ 则增加的体积为3120679.0m V V V =-=∆1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==原原原μρν035.1035.1==035.0035.1=-=-原原原原原μμμμμμ此时动力粘度μ增加了3.5%1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。
试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。
[解] μρ/)(002.0y h g dydu-=)(002.0y h g dydu-==∴ρμτ 当h =0.5m ，y =0时)05.0(807.91000002.0-⨯⨯=τPa 807.9=1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑yu AT mg d d sin μθ== 001.0145.04.062.22sin 8.95sin ⨯⨯⨯⨯==δθμu A mg s Pa 1047.0⋅=μ1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yud d μτ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。
[解]1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。
水力学习题及答案
水力学练习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
（√）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。
(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
?×?4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。
(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
（×）6、达西定律适用于所有的渗流。
（×）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
（√）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
?√?12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。
(√)13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
(×)14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。
(√)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
（√）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
?×?17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
（√）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
?×?21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。
(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
水力学作业
西南大学网络学院（0744）《水力学》作业题及答案一：[论述题]1、何为水跃?何为水跌?答：水跃是明渠水流由急流(h<hk)向缓流(h>hk)过渡时短流程内的一种水面急剧跃升的局部水力现象；水跌是明渠水流由缓流过渡到急流，水面急剧降落的局部水力现象。
2："恒定流一定是均匀流”，这种说法是否正确？为什么？答：这种说法错误的。
均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。
当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。
3：正常工作条件下，作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力是否相同？为什么？答：正常工作条件下，作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力不同，管嘴出流大于孔口出流，其原因是圆柱型外管嘴的收缩断面处出现真空，加大了出流能力。
4：简述雷诺数Re、弗劳德数Fr的物理意义。
答：（1）雷诺数的力学意义：表征惯性力作用与粘性力作用的对比；（2）弗劳德数的力学意义：表征惯性力作用与重力作用的对比；（3）弗劳德数的能量意义：表征断面平均动能的二倍与断面平均势能的比值。
5、简述明渠均匀流的形成条件和特征。
答：明渠均匀流的形成条件：根本（力学）条件：重力沿流向的分量=边壁摩阻力。
具体条件：1. 水流应为恒定流；2. 流量沿程不变；3. 渠道必须是长而直的棱柱形顺坡渠道；4. 糙率n沿程不变；5. 渠道中无建筑物的局部干扰。
明渠均匀流的水力特征为：1. 等深流动：h1=h2=h；2. 等速流动：V1=V2=V；3. 总水头线// 水面线// 渠底线，J=Jp=i。
6、何为长管？何为短管？答：是根据管路中沿程水头损失加流速水头与局部水头损失所占的比重分为长管、短管。
（1）长管：水头损失以hf为主，(局部损失和速度水头)在总损失中所占比重很小，可忽略不计或可按hf的百分数计算的管道。
（2）短管：局部损失和速度水头在总损失中占有一定的比重，计算时不能忽略的管道。
《水力学》练习题库(含参考答案)
《水力学》练习题库（含参考答案）一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、从达西公式及沿程水头损失的变化规律来看，渗流符合（）。
A、急流B、层流C、缓流D、紊流正确答案：B2、明渠均匀流中，水流在一定距离上因渠底高程降落而引起的势能减小值恰好用于克服水头损失，从而保证了（）沿程不变。
A、动能B、总机械能C、位能D、势能正确答案：A3、对河渠或管道而言，流量的大小实际上反映了河渠或管道的（）。
A、断面尺寸B、水力坡度C、断面形状D、过流能力正确答案：D4、渗透系数是反映土壤（）的一个综合指标，其大小主要与土颗粒的形状、大小、级配及水温有关。
A、容水能力B、持水能力C、给水能力D、透水能力正确答案：D5、从一点分开而不在另一点汇合的管道称为（）。
A、管网B、分叉管道C、并联管道D、串联管道正确答案：B6、闸孔出流的流量系数综合反映水流能量损失和收缩程度对()的影响。
A、过流能力B、闸后流速分布C、闸前流速分布D、收缩水深正确答案：A7、水击现象与调压系统的液面波动都属于（）。
A、急变流B、恒定流C、非恒定流D、渐变流正确答案：C8、在水力学中，通常把水的密度视为常数，采用一个标准大气压下，温度为4℃的蒸馏水的密度作为计算值，其值为()kg/m3。
A、900B、1030C、800D、1000正确答案：D9、（）是某一瞬时在流场中绘出的曲线，该曲线上每一点处的流速矢量均与该曲线相切。
A、迹线B、等速线C、等势线D、流线正确答案：D10、如果泄水建筑物下游收缩断面水深相共轭的跃后水深小于下游水深，则可以判定泄水建筑物下游发生（）衔接。
A、远驱水跃B、临界水跃C、淹没水跃D、稳定水跃正确答案：C11、河道中的洪水过程及潮汐现象是典型的（）例子。
A、恒定流B、非恒定流C、均匀流D、非均匀流正确答案：B12、当明渠水流的雷诺数大于 500 时，可以判断液流型态为()B.。
A、层流B、紊流C、缓流D、急流正确答案：B13、堰流的（）间接地反映堰的过流能力大小。
水力学作业答案
水力学作业答案第3章一、选择题(略)二、判断题(略)三、简答题1( 述流体运动的两种方法是什么,简述其内容。
答:(略)2. 流体微团体运动分为哪几种形式?答:? 平移 ? 线变形 ? 角变形 ?旋转变形。
3. 写出恒定平面势流中流函数、势函数与流速的关系。
(改为:写出恒定平面势流中流函数具有的性质，流函数与流速势的关系。
) 答:流函数具有的性质流函数相等的点组成的线即流线，或曰，同一流线上个点的流函数为常数。
两流线间的函数值之差为为单宽流量。
平面势流的流函数为一个调和函数。
答:流函数与流速势的关系流函数与势函数为调和函数。
等势线与等流函数线正交。
4(什么是过流断面和断面平均流速,为什么要引入断面平均流速,答:与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
5(如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道，试问:(1)当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流,是均匀流还是非均匀流,(2)当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定流还是非恒定流,(3)恒定流情况下，当判别第II段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系,答:(1)是恒定流。
?、?是均匀流，?是非均匀流。
(2)管中为非恒定流。
(3)有。
管段相当长为渐变流，管段较短为急变流。
四、计算题(解题思路)u,ax,u,,ay-1xya,11( 恒定二维流动的速度场为，其中秒。
(1)论证流线方程为2xy,C;(2)绘出C,0、1及4m的流线;(3)求出质点加速度的表达式。
dxdy,uuxy解:(1)流线方程为: 代入数值推导(2)(略),u,u,uxxxa,，u，uxxy,t,x,y (3)由:代入数值求解。
,u,u,uyyya,，u，uyxy,t,x,y 代入数值求解。
22a,aya,axyx答案:2(试检验下述不可压缩流体的运动是否存在,22u,2x，y,u,2y，z,u,,4(x，y)z，xyxyz(1)u,yzt,u,xzt,u,xytxyz(2)uuuyxz，，,x,y,z 解:由连续性微分方程，=0 流体的运动存在,反之流体的运动不存在。
水力学作业答案
两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度P 二867.3kg/m 3），A 点还装有一水银测压计。
其0他有关数据如图题所示。
问：（1）A 与B 两点之压差为多少（2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少解：（1） p -p gh -p gh =p -p g （h +h ）AAe01BBe1p=p=1132・6kg/m 3A Bp -p =(p-p )gh =(1132.6-867.3)x 9.8x 0.2=519.99PaBAA01(2)p =-p gh -p gs =-13600x 9.8x 0.04-1132.6x 9.8x 0.05=-5886.17PaAHgA因此A 点存在真空盛有同种介质（密度P 二P 二1132.6kg/m 3）的A B1p=p+519.99=—5366.18Pa BAP 2gP gh+P gh112—P g2其中h'为轻油测压管中液面高度h为测压管位置因此B点也存在真空。
图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。
轻油密度P为663.26kg/m3,重油密度p为12 887.75kg/m3，当两种油重量相等时，求：（1）两种油的深度h及h为多少12（2）两测压管内油面将上升至什么高度解：（1）两种油的重量相等，则P g hA=p gh A①，其中A为容器的截面积。
1122又有h+h二5②12解①②得h=2.86m，h=2.14m。
11（2）轻油测压管在页面处。
距分界面的距离。
h+h-hjl-匕］h=（1-0.747）x2.86=0.72m1I P丿12在盛满水的容器盖上，加上6154N的载荷G（包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A、B、C、D各点的相对静水压强（尺寸见图）。
解：P A=P=I=船=7839^ap=p=p+P gh-7839.49+1x103x9.81x2=27.46kPaCDA今采用三组串联的U形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。
《水力学》作业题参考答案共54页文档
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！பைடு நூலகம்
《水力学》作业题参考答案
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
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一、单项选择题 （每小题3分，共计12分） 1．在水力学中，单位质量力是指 （c ）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。
2．在平衡液体中，质量力与等压面 （d ）a 、重合；b 、平行c 、相交；d 、正交。
3．液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （b ） a 、任意曲面； b 、水平面 c 、斜平面； d 、旋转抛物面。
4．液体中某点的绝对压强为88kN/m 2，则该点的相对压强为 （ b ） a 、10 kN/m 2b 、-10kN/m 2c 、12 kN/m 2d 、-12 kN/m 2二、填空题 （每小题3分，共计12分）1．牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。
2．理想液体的概念是指 。
没有粘滞性的液体3．液体中某点的相对压强值为20kN/m 2，则该点的绝对压强值为 kN/m 2，真空度为 。
118、0 4．当压力体与受压面在同一侧，铅垂方向的作用力的方向是向 。
下 三、判断题 （每小题3分，共计6分）1．作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。
（×） 2．均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。
（√） 四、问答题 （每小题4分，共计8分） 1．液体的基本特征是什么？答案：易流动的、不意被压缩的、均匀等向的连续介质。
2．什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？答案：对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；黏滞性是液体在流动中产生能量损失的根源五、作图题（每小题4分，共计12分） 1．试绘制图中AB 面上的静水压强分布图2．试绘制图中曲面ABC 上的水平方向静水压强分布图及压力体图3．容器内充满了液体，测压管液面如图所示，试绘制图中曲面ABC 上的压力体图 六、计算题 （共4题，计50分）1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s ，平板与下部固定底板的距离为δ=1mm ，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C ，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。
（10分）解:2. 图示为复式比压计，已知油的比重为0.8，水银的比重为13.6，求A ，B 两点的压强差。
（12分） 解:3. 如图所示矩形平板闸门AB 宽b =3m ，门重G =9800N ，α=60，h 1 =1m ，h 2=1。
73m 。
试求：（1）下游无水时启门力T ， （24. 图示为溢流坝上的弧型闸门。
已知2）静水总压力作用点的位置。
（4分）一、单项选择题 （每小题2分，共计1．过水断面是指 （b ）a 、 与流线平行的断面；b 、与流线正交的横断面c 、与流线斜交的横断面；d 、与迹线正交的横断面。
2．已知液体流动的沿程水力摩擦系数λ与边壁粗糙度和雷诺数Re 都有关，即可以判断该液体流动属于（ c ） a 、层流区； b 、紊流光滑区； c 、紊流过渡粗糙区； d 、紊流粗糙区3．有压管道的管径d 与管流水力半径的比值d /R= （b ） a 、8 b 、4 c 、2 d 、1 4．已知突扩前后有压管道的直径之比d 1/d 2 =1：2，则突扩前后断面的雷诺数之比为（a ）a 、2b 、1c 、0.5d 、0.25 5．层流断面流速分布规律符合 ( c )a 、对数分布；b 直线分布；c 、抛物线分布；d 、 椭圆分布 。
二、填空题 （每小题2分，共计12分） 1．恒定流时流线与迹线⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
重合2．恒定渐变流过水断面动水压强的分布特性为⎽⎽其过水断面上各点的测压管水头近似相等⎽。
3．实际液体在流动时产生水头损失的内因是⎽液体具有粘滞性⎽，外因是⎽边界条件的影响 。
4．某种液体流经两根长度相等但粗糙度不同的等直径长直管道，当雷诺数相等时，它们的水头损失在⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽流态与流区内相等。
层流、紊流光滑区5．等直径长直管道中，液体的温度不变，当流量逐渐增大，管道内的雷诺数Re 将逐渐⎽增大⎽。
6．判断明渠水流层流或紊流的临界雷诺数Re 的数值是⎽500⎽。
三、判断题 （每小题2分，共计12分）1．水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（×） 2．只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 （ × ） 3．均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。
（ × ） 4．根据达西公式h f =λgv R l 242，层流沿程水头损失与流速平方成正比。
（×）5．紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。
（ × ） 6．园管中层流的雷诺数必然大于3000。
( × ) 四、问答题 （每小题5分，共计10分）1．总水头线、测压管水头线的关系和沿程变化的特点是什么？ 答案：均匀的总水头线和测压管水头线是相互平行的直线。
2．根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。
答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re 的函数；在紊流光滑区λ=f1（Re ）； 过渡区λ =f2（Re ， ）；粗糙区λ=f3（ ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。
五、计算题 （共5题，计56分）1．管道直径 d = 10 mm ，通过流量 Q = 20 cm 3/s ，运动粘度ν = 0.0101 cm 2/s 。
问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为 d = 30 mm ，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？2．图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。
若管嘴出口至水箱水面的高度h =5 m ，管嘴局部水头损失系数 =0.2，取动能校正系数 =1。
求管嘴的出流速度v 及此射流达到的高度z 。
（ 12分） 解：3．已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l /s ，d 1 =5 cm ， p 1 =78.4 Pa ，如果使2断面产生真空压强为6.37kPa ，问d 2应为多少？（不计水头损失） （12分）解：R∆R ∆4．矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b＝3m。
闸前水深H＝4m，闸下收缩断面水深h c=0.8m，已知渠道流量Q=18m3/s。
取动能和动量校正系数均为1。
求水流作用于闸门上的作用力，并与按静水压强分布计算作用于闸门上的作用力相比较。
（12分）Array解：5．有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m,糙率n = 0.025，试求500m长渠道中的沿程水头损失。
（12分）解：一、单项选择题（每小题2分，共计6分）1．矩形水力最佳断面的宽深比β= （b ）a、1；b、2；c、3；d、42．在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ b ）a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。
3．长管的总水头线与测压管水头线（ a ）a、重合；b、相平行的直线；c、相平行呈阶梯状。
二、填空题（每小题2分，共计10分）1．根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
长管、短管2．在水击计算中阀门关闭的时间T s<水击相长T r的水击，称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽水击，把T s >T r的水击称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽水击。
直接、间接3．水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h⎽＞⎽h k，弗汝德数Fr⎽＜⎽1。
（填写<、=、>符号）4．a2型水面曲线是发生在⎽⎽陡⎽坡上的⎽⎽⎽缓⎽⎽⎽流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数Fr沿程⎽⎽减小⎽（指增大、减小或不变）5．已知底宽为b = 6m的矩形渠道中，临界水深为h k =1.37m，则渠道内通过的流量Q=⎽5.02⎽m3/s。
三、判断题（每小题2分，共计10分）1．水泵的扬程就是指提水的高程。
（×）2．在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。
（×）3．在流量和渠道断面形状一定的条件下，水跃的跃后水深随跃前水深的增大而增大。
（×）4．断面比能沿流程总是减小的。
（×）5．陡坡渠道中产生均匀流必定是急流。
（√）四、问答题（每小题4分，共计8分）1．简述明渠均匀流的特征。
答案：①过流断面的形状、尺寸和水深沿流程不变；②过流断面上的流速和流速分布沿流程不变，所以流速水头沿程不变；③总水头线、测压管水头线（既水面线）和渠底线三者互相平行。
2．判别明渠水流的流态有哪几种方法？答案：①用弗汝德数判别砂；②用微波波速判别；③用临界水深判别；④用临界流速判别。
五、作图题 （共2题，计8分）1．定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
(各渠段均充分长，各段糙率相同)1．图示用直径d = 0.4m 的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌溉渠道引水，河道水位为120m ，灌溉渠道水位118m ，虹吸管各段长度为l 1 = 10m ，l 2 =5m ， l 3 =12m ，虹吸管进口安装无底阀的滤网（ζ= 2.5）,管道有两个60o的折角弯管（ζ=0.55）。
（12分） 求：（1）通过虹吸管的流量。
（2）当虹吸管内最大允许真空值h v =7.0m 时，虹吸管最大安装高度。
解：2．突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。
已知水击波速c =1000m/s ，水击压强水头H =250m ，则管道中原来的流速v 0为多少？ （7分）3．底宽b = 1.5 m 的矩形明渠，通过的流量为Q = 1.5 m 3/s ，已知渠中的水深h = 0.4m ，则该处水流的流态为 解：4．有一混凝土护面的梯形渠道，底宽b =10 m ，正常水深 h = 3 m ，边坡为 1:1，底坡 i =0.001，糙率 n = 0.014。
如流动在紊流粗糙区 ，求谢才系数C 和均匀流流量。
解：5．有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽b＝1.5m,槽长L＝116.5m。
进口处槽底高程▽=52.06m，当通过设计流量Q ＝7.65m3/s时，槽中均匀流水深h0=1.7m，试求渡槽出口的底高程▽2？（10分）解：6．在矩形断面水平渠道中设一平板闸门，如图所示，闸门与渠道同为宽度b = 4m，闸孔出流量Q = 12m3/s，闸下收缩断面水深h c =0.4m，产生水跃与下游水流衔接，下游水深h t =1.4m，求跃前水深并判别水跃发生的位置。
（12分）解：Array一、单项选择题（每小题2分，共计6分）1．闸孔出流的流量与闸前水头的（d）成正比。