广州大学市政工程考研初试科目水力学习题

1、简述液体产生粘性的内在原因、影响因素以及变化规律。

答：分子间内聚力和动量交换，主要受温度影响，温度升高时内聚力下降而动量交换加剧，液体的粘性主要取决于内聚力，总体上粘性力减少。

2、简述描述液体运动的方法及各自的特点。

答：拉格朗日法以运动质点为研究对象，追踪个别质点在不同时段的运动轨迹、速度等运动参数；欧拉法以流场为研究对象，观测液体质点经过不同时刻的运动参数。

3、绘图说明总水头线、测压管水头线、管道轴线的相互关系及意义。

答：总水头线与测压管水头线之间的距离代表流速水头，测压管水头线与管道轴线之间的距离代表压强，测压管水头线高于管道轴线表示正压，反之为负压。

4、比较作用水头和截面面积相同的孔口、管嘴出流的水力性能。

答：在相同的作用水头和截面面积的条件下，孔口出流流速系数大于管嘴，流量系数小于管嘴，在公式的条件下，管嘴出流的水力性能比孔口出流的要好。

5、简述水跃衔接的类型及判别方法。

答：类型有远驱式水跃、临界式水跃、淹没式水跃。

判别方法：比较跃后水深与正常水深的大小，跃后水深大于正常水深为远驱式水跃，等于正常水深为临界式水跃，小于正常水深为淹没式水跃。

6、写出堰流基本公式并说明各参数的意义。

答：
7、为什么说静止液体只存在正压力？
答：液体的表面力是由法向应力和切向应力组成，在静止状态下，根据牛顿内摩擦定律，液体的切向应力是不存在的，表面力只为法向应力，又液体无法承受拉力的作用，因此法向应力只为内法线应力（即正应力）。

8、为什么要采用连续介质假定？
答：水分子间孔隙的距离与生产上需要我们研究的液流尺度相比，是极为微小的。

把液体当作连续介质看待时，
就可以利用连续函数的分析方法。

9、沿程阻力系数的计算分为哪几个区，分别与哪些因素有关？
答：一共分为五个区：①层流区，与雷诺数有关；②层流向紊流过渡的过渡区，流动性不稳定，没有固定关系；
③水力光滑区，与雷诺数有关；④水力光滑区与粗糙区的过渡区，和相对粗糙度、雷诺数有关；⑤粗糙区，只与相对粗糙度有关。

10、写出理想液体元流的能量方程，并说明各项所具有的物理意义。

答：对微小流束上任意两个过水断面有
代表单位重量液体的位能，代表单位重量液体的压能，代表单位重量液体所具有的动能
11、简单叙述恒定总流能量方程的应用条件。

答：①水流必须是恒定流；②作用于液体上的质量力只有重力；③在所选取的两个断面上，水流应符合渐变流条件，但在所取得两个断面之间。

水流可以不是渐变流；④在所选取的两过水断面之间，流量保持不变，期间没有流量加入或分出。

12、简述水击现象并列举出两项减轻水击危害的措施。

答：在有压管路中流动的液体，由于某种外界因素使其流速突然发生变化，从而引起压强突然变化，这种水力现象就称为水击。

减少水击压强的措施一般有：①限制管中流速；②延长阀门关闭时间；③管道上设置安全阀、水击消除阀等装置；④在管道上设置空气室、调压塔等装置。

13、计算工业管道的沿程阻力系数能否采用人工粗糙管的公式？为什么？
答：不能。

因为人工粗糙管的公式是在人工模拟的粗糙管中试验得出的经验公式。

人工粗糙管的沙粒的直径是一致的，而工业管道由于加工的缘故，不可能制造出粗糙度完全一致的管道。

为了将人工管粗糙管的公式用于工业管道，可用人工粗糙管的相对粗糙度来表示工业管道的相对粗糙度，即当量粗糙度。

14、简述牛顿内摩擦定律及推论。

答：做层流运动的液体，相邻液层间，单位面积上所作用的内摩擦力与流速梯度成正比，同时与液体的性质有关。

推论：液体作层流运动时，相邻液层之间所产生的切应力与剪切变形速度成正比。

15、列举三种不同的流动分类方法及相应的流动名称。

答：①按流场中水流的运动要素是否随时间而变化分为恒定流与非恒定流，运动要素不随时间变化的是恒定流；
②水流流线是否为相互平行的直线均匀流与非均匀流，流线为平行流动直线是均匀流；③水流在运动过程中是否形成涡体，分为层流和紊流。

16、简述各种水头损失的成因及影响因素。

答：造成沿程水头损失的成因是沿程阻力的存在，影响因素有沿程阻力系数、长度、流速等；造成局部水头损失的有成因是流动断面发生突变而形成的旋涡，影响因素有局部水头损失系数、流速有关（其中局部水头损失系数与雷诺数和突变形式有关）。

17、水力学在学科中的类别与层次。

答：属于力学类别。

分三个层次：①研究液体宏观机械运动的基本规律；②研究产生上述宏观机械运动的原因；
③研究液体与建筑物之间的相互作用。

18、水力学的研究对象和任务。

答：水力学是一门技术科学，它是力学的分支，任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其实际应用。

对象是液体，主要是水。

19、水力学研究方法及各自的特点和适用性。

答：①理论分析方法：建立在一般的力学原理、在连续介质的基本假设前提下，用数学分析方法进行分析；②数值计算方法：通过数学近似解的方法，使理论解无法求得的问题能用近似的方法进行表达，使水力学基本理论在实际工程得到应用；③实验方法：通过实验，即模型实验，解决工程实际问题。

20、与水力学研究有关的液体主要物理性质。

答：惯性、质量、密度、重力、粘性、压缩性及压缩率、表面张力、表面力、质量力。

21、为什么在一般情况下不需要考虑水的可压缩性？
答：在一般情况下水的压缩性很小，每增加一个大气压，水的体积相对压缩性约为两万分之一，此时可以不考虑水的压缩性。

22、研究什么问题时需要考虑水的压缩性？
答：在流速超过音速或在流动过程中密度变化很大的情况下，需要考虑水的压缩性。

23、为什么要采用连续介质假定？
答：水力学在研究液体运动时，只研究由于外力作用下的机械运动，不研究液体内部的分子运动，即只研究宏观，不研究微观。

在加上液体分子间间距非常小。

这样，我们在研究液体运动规律时，就可以利用连续函数的分析方法。

24、引入理想液体概念有何实际意义？
答：提出理想液体概念是对液体物理性质的简化，因为在某些问题中，粘性不起作用或不起主要作用，从而可以简化对水流的分析。

25、等压面的概念与性质。

答：等压面是指具有相同的静水压强的点连接成的面。

性质：①在平衡液体中等压面即是等势面；②等压面与质量力正交。

26、测压管高度与测压管水头的区别。

答：测压管高度：为了测某一点的压强而接一条细管，细管内液面上升的高度为测压管高度。

测压管水头：为位置水头加上压强水头即为测压管水头。

27、点压强（压差）计算的一般方法及表达式。

答：方法：寻找等压面，这两个面上的点的压强相等，列等式联立所求得的压强。

表达式：
28、压力体的概念机绘制要领。

答：压力体是以曲面为底直至自由表面间铅锤液柱的体积。

绘制压力体的一般方法: ①首先取自由液面或其延长线；②其次取曲面本身；③再将曲面两端向自由液面（或其延长线）投影，得到两根投影线④以上四根线将围出一个或多个封闭体积，这些体积在考虑了力的作用方向后的矢量和就是所求的压力体。

30、真空压强的概念。

答：当绝对压强小于当地大气压，即相对压强为负值时的压强。

31、欧拉平衡微分方程的物理意义。

答：描述静止平衡状态下流体在表面力和质量力作用下的受力平衡关系。

32、明渠的底坡可以分为哪些类型？
答：顺坡、平坡、逆坡。

33、如何用临界水深h k与渠道内的水深h k h 来判别明渠水流的流态？
答：当h k<h时，为急流；当h k>h时，为缓流；当h k=h时，为临界状态。

34、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。

答：断面比能、临界水深、临界流速、临界坡度、佛汝德数。

35、明渠均匀流产生的条件是什么？
答：直接依靠重力作用产生（重力流）、具有自由表面，相对压强为零（无压流）。

36、明渠均匀流产生的条件。

答：①水流应为恒定流；②流量应沿程不变，即无支流的汇入或流出；③渠道必须是长而直的棱柱体顺坡明渠，粗糙系数沿程不变；④渠道中无闸、坝或跌水等建筑物的局部干扰。

37、绘图说明雷诺试验的方法和过程。

答：。