水力学1第二次作业 (1)
2014西南大学《水力学》作业答案
2014西南大学《水力学》作业答案第一次作业[单选题]图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为A：① h1>h2 B：② h1=h2 C：③ h1<h2 D：④不定参考答案：C[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点 O重合参考答案：错误[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。
参考答案：正确1、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为 0.357 m3/s。
2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为 F=ρQ βv (方向水平向右)。
3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。
4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。
5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为等于。
6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 P a。
7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。
8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。
9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ∂u/∂y 。
1、0.3572、F=ρQβv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力4、λ＝64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区8、均匀9、τ＝μ∂u/∂y第二次作业1、下列说法中，正确的说法是（ B ）A：理想不可压均质量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，沿迹线总机械能守恒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2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
水力学1第二次作业
p1 = 6.78m ρg p1K = 66.4 KN / m
2
2-6 在水平安装的文丘里流量计上,直接用水 银差压计测出水管与喉部压差h为20cm,已知 水管直径d1为15cm,喉道直径d2为10cm,当不 计水头损失时,求通过流量Q.
2-6 解:根据文丘里流量计流量公式 Q = K 12.6h
R = Rx 2 + Ry 2 = 3.567 KN
解得 Ry = 2.153KN
合力与水平方向的夹角 tgβ =
R R
y
= 0.76 β = 37 8'
x
作用于弯管上的作用力为3.567kN 方向与R 3.567kN, 水作用于弯管上的作用力为3.567kN,方向与R相反
2-13 一平板闸门宽 为2m,当通过流量 为 一平板闸门宽b为 ,当通过流量Q为 8m3/s时闸前水深 为4m,闸孔后收缩断面水深 时闸前水深H为 , 时闸前水深 hc为0.5m,求作用于平板闸门上的动水总压力 , 不计摩擦力). (不计摩擦力).
umax 2 2 u = 2 (r0 r ) r0
2-1 - 解:= 2 (r0 r ) = 15 r r0 9
15 2 由流量公式得Q = ∫ udA = ∫ (15 r )2π rdr A A 9 = 211.95cm3 / s
F1 F0 X
Y
Ry F2
FP = ρ QV0 sin 2 α
2-22 解: (1)沿y方向列动量方程 ) 方向列动量方程
0 Ry = 0 ρ QV0 sin α 得 Ry = ρ QV0 sin α
Ry在射流方向上的压力为 在射流方向上的压力为
R = Ry sin α = ρ QV0 sin α
水力学 作业
水力学 作业2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。
试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等？题2-1图解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。
另外，静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面（1）在2号柱的水与水银交界面的水平线上，与1号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有h p p Hg γ+=112h p p O H 2212γ+= 则h p p O H Hg )(212γγ-+=因为，O H Hg 2γγ>，所以12p p >（2）在3号柱的水与水银面的水平线上，与2号柱该水平线上水面的压强相等，显然,32p p =（3）在4号柱的水与水银面的水平线上，与3号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=334h p p O H 2434γ+= 则h p p O H Hg )(234γγ-+=因为，O H Hg 2γγ>，所以34p p >因此，1234p p p p >=>。
解这种题目时要注意：公式（1－8）只能应用于连续分布的同一种液体中，我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。
而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件，逐步分段计算。
在计算过程中，不需要算出每一个具体数值，而只需列出代数式，迭优后再作数值计算。
这样可以减少计算量。
2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器，如图所示。
已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8×103Pa ，容器内水深h=2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。
如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
题2—2解: 由γp h =将自由表面上的绝对压强转化为水头表示O H 0.19.8kN/m kpa 8.92300m p h ===γ由 h p p γ+='0 得，位置A 的绝对压强的水头表示为mh h h p p h 0.20.10.100=+=+=+='='γγ以大气压强为相对压强基准，由于绝对压强小于大气压强，液体中出现真空。
水力学第二次作业
1、上下两块平行圆盘，直径均为d，间隙厚度为δ，间隙中液体的动力粘度为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩M的表达式。
2、一圆锥体绕其中心轴作等角速度ω＝16 1/s旋转，锥体与固定壁面间的距离δ＝1mm，用μ＝0.1Pa·s的润滑油充满间隙，锥体半径R＝0.3m，高H＝0.5m，求作用于圆锥体的阻力矩。
3、有一块30×40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10 cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·s，求平板所受的阻力。
4、两高度差z＝20cm的水管，与一倒U形管压差计相连，压差计内的水
面高差h＝10cm，试求下列两种情况A、B两点的压力差：(1) γ
1为空气；
(2) γ1为重度9kN/m3的油。
5、倾斜的矩形平板闸门，长为AB，宽b＝2m，设水深h＝8m，试求作用在闸门上的静水总压力及其对端点A的力矩。
6、矩形平板闸门，宽b ＝0.8m ，高h ＝1m ，若要求箱中水深h 1超过2m 时，闸门即可自动开启，铰链的位置y 应设在何处？。
《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1第二次作业 (6)
断面 1 2
h(m) 0.71 0.87
J =( v2 CR × 10 3
1 2
A(m2) 7.1 8.7
)
x (m) 11.42 11.74
R(m) 0.743 0.622
v(m/s) 5.63 4.60
α v2
2g
1.62 1.08
S (m )
Es(m) 2.33 1.95
J × 10 3
2 gh2 b
1)
1.55 402 = ( 1+ 8 1) 3 2 2 9.8 ×1.55 ×10 = 0.87m 0.87m
∵h1>h01,发生远驱式水跃或水跃发生在缓坡段上. 发生远驱式水跃或水跃发生在缓坡段上. 以变坡处的水深h01=0.71m和跃前水深h1=0.87m 0.71m和跃前水深 和跃前水深h 以变坡处的水深h 作为控制水深,推求水面曲线的长度. 作为控制水深,推求水面曲线的长度.
(6)水跃的长度 L j: L j = 10.8h1 ( Fr1 1) 0.93 = 10.8 × 0.5 × (9.04 1) 0.93 = 37.50m
7-5 有一矩形渠道,Q为40m3/s,b为10m,n为 有一矩形渠道, 为 , 为 , 为 0.013,若陡坡 与缓坡 相接,已知 与缓坡i2相接 ,若陡坡i1与缓坡 相接,已知i1=0.01, , i2=0.0009,试问有无水跃发生的可能?若有水跃 ,试问有无水跃发生的可能? 发生,试确定其位置. 发生,试确定其位置. 解: (一)分析有无水跃的可能 根据题意,1段渠为陡坡,渠中水流为均匀急流, 根据题意, 段渠为陡坡 渠中水流为均匀急流, 段渠为陡坡, 其正常水深按均匀流公式: 其正常水深按均匀流公式:
一水跃产生于一棱柱体矩形水平渠段中.已知: 7-2 一水跃产生于一棱柱体矩形水平渠段中.已知:b为 5.0m,Q为50m3/s及h1为0.5m.试判别水跃的形式并确 定h2.
[答案][北京交通大学]《水力学》在线作业一-4
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1.当液体中某点的绝对压强大于当地的大气压强时，该点的相对压强为()。
A.正值B.负值C.0D.不确定答案：A2.在水力学中，单位质量力是指()。
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答案：C3.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为()。
A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰答案：A4.在静止液体中，静水压强的方向总是()。
A.倾斜指向受压面B.平行于受压面C.垂直指向受压面D.背离受压面答案：C5.长度是水力学中用到的基本物理量之一，其所对应的量纲为()。
A.SB.LC.MD.T6.恒定总流的动量方程表示在单位时间内，通过控制体表面()，等于作用在该控制体上所有外力的向量和。
A.流入控制体的动量B.流出控制体的动量C.流出与流入控制体的动量差D.流出与流入控制体的动量和答案：C7.根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强()。
A.数值相等B.数值不等C.仅水平方向数值相等D.铅直方向数值最大答案：A8.均匀泄流管道的()等于()。
[注：两括号填同一字母]A.水头损失﹔同长同质的直管水头损失B.某断面流量﹔入口断面的流量C.某断面的流量﹔折算流量D.水头损失﹔同长同质的直管水头损失的三分之一答案：D9.圆管层流中，管中心处的切应力()。
A.等于零B.最大C.等于平均应力D.为总应力的2/3答案：A10.流线和迹线一般情况下是不重合的，若两者完全重合，则水流必为()。
B.非均匀流C.非恒定流D.恒定流答案：D11.弗劳德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数()。
A.急流和缓流B.均匀流和非均匀流C.层流和紊流D.恒定流和非恒定流答案：A12.压强p随水深h呈()规律变化。
A.抛物线B.直线C.双曲线D.对数关系曲线答案：B13.水跃一般发生在()的渠道中。
水力学作业及答案（至5.18）
第一次作业1.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H =5.5 m。
由水箱至喷嘴的水头损失h w = 0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N cm2。
如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。
解：以过喷嘴中心的的水平为基准面，列水箱渐变流断面1-1和喷嘴出口断面2-2的能量方程H+0+0=0+0+V22/2g+0.5得喷嘴的出口流速和流量为：V2=9.9m/s Q=V2A=0.000314m3/s橡胶管内的流速为V3=Q/A3=0.706m/s对于喷嘴建立X方向的动量方程P3A3-R=βρQ(V2x-V3x)(β=1)R=P3A3-ρQ(V2-V3)=187.79(N)水流对喷嘴的冲击力R‘为手握喷嘴的所需动力。
2.如图所示为嵌入式支座内的直角弯段等径输水管，d=250mm,流量Q=0.12/s，支座前压强P1=176.4kPa（相对压强），管道中心都在同一水平面上，求支座所受到的水平力R，忽略水头损失。
解：①取支座前后两段渐变流断面分别为1-1，2-2。
过流断面由1-1,2-2建立能量方程Z1+P1/γ+α1V1/2g=Z2+P2/γ+α2V2/2g+0在水平面内Z1=Z2V1=V2=Q/A=2.466m/s取α1=α 2 P1=P2=1.8*9800=176.4KN②ρQ（0-β1V1）=P1-R XR X =8948.15N③列y方向的能量方程ρQ（β2V2-0）=R y-P2R y=8948.15R'=1254.6N R与R'大小相等，方向相反。
第二次作业11.2.第四次作业1解2解：。
水力学课后答案详解
答案说明以下答案是由老师自己做出来的，其中的每一题的画图都省略了，希望同学们自己在做题过程中补充上完整的图形。
在答案电子话过程中可能会有一些错误，希望同学们可多提宝贵意见。
第二章作业答案2-9 10(1.5 1.0)53.9a p p g p kpa ρ=+--=11151.9abs a p p p kpa =+= 20(1.50.5)58.8a p p g p kpa ρ=+--=22156.8abs a p p p kpa =+=1212 6.5p pZ Z m g gρρ+=+= 2-11 略2-120(2.50.9)(2.00.9)(2.00.7)(1.80.7)0Hg Hg p g g g g ρρρρ+---+---=0265p kpa =2-14 受压面为矩形平面 76.38c P gh kN ρω==34112c b a J m ⋅==289c D c c J y y y ω=+= 所以，作用点至A 点的距离 10'29D y y '=-= 根据合力矩守恒2cos 60'84.9o T P y T kN⋅=⋅=2-18 c P gh ρω=(sin 60)2146.5o ag H abkNρ=-⋅= sin 60(cos 60)o o T G G P f =⋅++⋅45.9T kN =闸门的静水压强分布图为梯形，根据梯形的压力中心距底部距离的计算公式12122()3h h a e h h +=+ 21sin h H h H a θ==-1.13e m =2-21 仅考虑左侧水：11144.1x c x P gh kN ρω== （→） 1134.6z P gV kN ρ== （↑）仅考虑右侧水22211.03x c x P gh kN ρω== （←）2217.32z P gV kN ρ== （↓）综合两侧水1233.08x x x P P P kN =-= (→)1217.32z z z P P P kN =-= （↑） 总压力37.34P kN ==tan ZxP P θ=2-23 分析上半球0x P =232[()]3ZP gVT n n g R H R R n ρρππ===+-第三章作业答案3-32max 000.0342max max 00[(1())]1/20.212/rrQ ud u d r u u r r L sωωωωπ==-=-⋅⋅=⎰⎰0.075/Qv m s ω==3-6 根据连续性方程123Q Q Q =+34/v m s =3-7根据连续性方程123Q Q Q =+234ωω= 22231482.3370.58m mωω==3-11建立能量方程22111222121222122122()2.252hg p p v p v z z g g g gz z p p v v h m g g ααρρρρρρ++=++=---===油油油油油51.1/Q L s μ==3-15在图上12d d 和断面建立能量方程2211122212122220p v p v z z g g g gz z p ααρρ++=++==联立连续性方程 1122v v ωω= 2 4.9/v m s = 在图自由液面和2d 断面建立能量方程221.232v H m g== 3-18 建立能量方程22111222121212221.8 1.680p v p v z z g g g gz m z mp p ααρρ++=++====连续性方程12211.8(1.80.30.12)1.3v v v v ⋅=--⋅=⋅13111.23/5.98/v m s Q v m sω===3-20建立的坐标系比较特别，X 轴沿着1Q 方向，Y 轴与X 轴垂直 根据能量方程可知1268.1/v v v m s ===建立动量方程，沿X 轴方向：11221212cos 600cos 60o oQ v Q v Q v Q Q Q Q Q Qρρρ--=-=+=连续性方程12(1cos 60)2(1cos 60)2o o QQ QQ =+=- 313225.05/8.35/Q m s Q m s==建立动量方程，沿Y 轴方向：0(sin60)1969o y R Q v N ρ=--=3-23 在A-A ，B-B 断面间建立能量方程2.4/3.8/A b v m s v m s==221112221212222175.7p v p v z z g g g gz z p kNααρρ++=++==在A-A ，B-B 断面间建立动量方程沿X 轴方向：1cos 60(cos 60)sin 60sin 60o o A A B B x B ooB B y B p v p v R Q v v p v R Qv ρρ--=-+=-54555984y x R N R N==3-24 （1）建立能量方程2212120022v v h h g g++=++连续性方程1122h v h v =3228.9215)998(v v +⨯⨯=+ 0294107232=+-v v s m v /512.82= m h v v h 762.15512.831212=⨯==（2）以1-1断面和2-2断面之间的水体为控制体，并假设整个坝面对水体的水平反力为F '。
水力学1第二次作业 (2)
由（1）（2）式：得 h v1v2 v22 2.552 10.19 2.55 0.158m
12.6g
12.6 9.8
R 解： 明渠
ecr 500
Re
vR
R A b h 13.04cm x b 2h
当t＝ 20℃时， ＝ע0.0101 cm2/s
Re
vR
64554
500
故渠道流态为紊流
3-4 有一圆管，其直径为10cm，通过圆管的水流速
度为2m/s，水的温度为20℃，若已知λ为0.03，试求
粘性底层的厚度。
6.2734
0.0256 0.026 与假设符合
• （3）当 Q 200000cm3 / s
v 200000 408cm / s 490
Re
vd
408 25 0.0131
780000
2000水流为紊流
设 0.022 求层流底层0
＝
0
32.8 780000
25 0.022
0.0071cm
hf
0.023 400 (4.08)2 19.6
7.85m
• 3-8 为了测定AB管段的沿程阻力系数λ值，可采 用如图所示的装置。已知AB段的管长l为10m， 管径d为50mm。今测得实验数据：
• （1）A、B两测压管的水头差为0.80m，
• （2）经90秒钟流入量水箱的水体积为0.247m3。 试求该管段的沿程阻力系数λ值。
0 0.25
4000 Re 105
故属于光滑管区
采用伯拉修斯公式求：
0.316 R 0.25
e
0.316 11.8
0.027
与假设基本符合
• （2）当 Q 20000cm3 / s
电大水力学作业1——4作业与答案
水力学作业1(第1、2章)一、单项选择题（每小题3分，共计12分）1.静止液体中同一点各方向的静水压强（ a ）a、大小相等;b、大小不等;c、仅水平方向数值相等;d、铅直方向数值为最大。
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/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9分）1.牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿流体。
2.液体中某点的相对压强值为20kN/m2，则该点的绝对压强值为118kN/m2，真空度为不存在。
3.当压力体与受压面位于同一侧，则铅垂方向作用力的方向是向下。
三、判断题（每小题3分，共计9分）1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。
（√）2.图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点C重合。
（×）3.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5分，共计10分）1.液体的基本特征是什么？答：液体的基本特征是易流动、不易被压缩、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：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，我们把液体的这种特性称为粘滞性；由于粘滞性的存在，液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量，所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。
五、作图题（每小题5分，共计10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题5 – 1 题5 - 2六、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。
2014西南大学【水力学】作业答案解析
2014西南大学《水力学》作业答案第一次作业[单选题]图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为A：①h1>h2 B：②h1=h2C：③h1<h2D：④不定参考答案：C[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合参考答案：错误[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。
参考答案：正确1、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为0.357 m3/s。
2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为F=ρQ βv (方向水平向右)。
3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。
4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。
5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为等于。
6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 P a。
7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。
8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。
9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ∂u/∂y 。
1、0.3572、F=ρQβv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力4、λ＝64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区8、均匀9、τ＝μ∂u/∂y第二次作业1、下列说法中，正确的说法是（ B ）A：理想不可压均质量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，沿迹线总机械能守恒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2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
水力学1第二次作业 (4)
2 3 1 2 2 3 1 2
A
5-14 某天然河道的河床断面形状及尺寸如图所示， 边滩部分水深为1.2m，若水流近似为均匀流，河 底坡度i为0.0004，试确定所通过的流量Q。
1 1
5-8 一引水渡槽，断面为矩形，槽宽b为1.5m，槽长L为 116.5m，进口处槽底高程为52.06m，槽身壁面为净水泥抹面， 水流在渠中作均匀流动。当通过设计流量Q为7.65m3/s时，槽 中水深h应为1.7m，求渡槽底坡i及出口处槽底高程。
解： 槽身壁面为净水泥抹面，取n=0.011，计算水力要素：
出口处槽底高程：52.06-0.3=51.76m 附注：当n=0.011时，i=0.0026 n=0.012时，i=0.0031 n=0.013时，i=0.0036 n=0.014时，i=0.0042
5-9 韶山灌区，某渡槽全长588m，矩形断面，钢筋混凝土
槽身，n为0.014，通过设计流量Q为25.6m /s时，水面宽b
为5.1m，水深h为3.08m，问此时渡槽底坡应为多少？并校 核此时槽内流速是否满足通航要求(渡槽内允许通航流速 v≤1.8m/s)。
解：A bh 5.1 3.08 15.7m 2 b 2h 5.1 2 3.08 11.26m A 15.7 R 1.4m 11.26 1 1 C R1 / 6 (1.4)1/ 6 75.55m 0.5 / s n 0.014 Q2 25.6 2 1 由Q AC Ri i 2 2 C A R 75.552 15.7 2 1.4 3000 Q 25.6 v 1.63m / s 1.8m / s，满足通航要求。 A 15.7
《水力学》作业题参考答案 ppt课件
a z u tz u x u x z u y u y z u z u z z 0 x y 3 1 3 x y 3 2 3 x y 3
ax1,2,31 31241 3 6 （ m /s2） ay1,2,31 325332 （ m/s2）
1 hp
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）
d1
d2
hp
Q K
Hg 油
1 hp
K
Hg 水
水 油
1 hp
0.95 0.0359
13.6
1000 850
1
0.15
-8-
《水力学》作业题参考答案
1、密闭水箱，压力表测得压强为4900Pa。压力 表中心比A点高0.4m，A点在液面下1.5m。求液 面绝对压强。
解：p0 pa p1.1g
pa 49001.110009.81 pa 5.89 （kPa）
相对压强为： -5.89（kPa）
绝对压强为： 98-5.89=92.11（kPa）
2、水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为
21kPa。阀门打开后读值降至5.5 kPa，如不计水头损失，求 通过的流量。
解：找到基准面0-0，当阀门打开时， 水流动，此时，从1-1到2-2列能量方程
z1p 12 v1 g 2 z2p 22 v2 g 2 hw12
式中 z1p9.2 81 072.14m ,p10,2 v1 g 20
2014西南大学《水力学》作业答案..
2014西南大学《水力学》作业答案第一次作业[单选题]图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为A：① h1>h2 B：② h1=h2 C：③ h1<h2 D：④不定参考答案：C[判断题]矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点 O重合参考答案：错误[单选题]圆管紊流中的上临界雷诺数（）A：是紊流转变为层流时的雷诺数B：是层流和紊流的主要判别参数C：等于2300D：对流态判别作用不大参考答案：D[判断题]恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。
参考答案：正确1、如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为 0.357 m3/s。
2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为 F=ρQ βv (方向水平向右)。
3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。
4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为λ＝64/Re 。
5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为等于。
6、图示容器内液面压强p0为 1.113×105 P a。
7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。
8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。
9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为τ＝μ∂u/∂y 。
1、0.3572、F=ρQβv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=边壁摩阻力4、λ＝64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑区→过渡粗糙区→粗糙区8、均匀9、τ＝μ∂u/∂y第二次作业1、下列说法中，正确的说法是（ B ）A：理想不可压均质量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，沿迹线总机械能守恒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2、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。
大工14秋《水力学》在线作业1满分答案
大工14秋《水力学》在线作业1
一,判断题
1. 能量方程的应用中，在有水泵时H’前取负号。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
2. 渐变流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。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
3. 当用谢才公式计算沿程水头损失时，其谢才系数C可用曼宁公式进行计算。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
4. 流线是某一时刻通过流场中的一点画出的一条瞬时空间曲线，在该时刻所有液体质点的流速向量与该曲线相垂直。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
5. 圆管层流的切应力沿径向直线分布。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：B
6. 恒定总流能量方程应用时，压强标准不可以任意选取，只能选用绝对压强。
A. 错误
B. 正确
?
正确答案：A
7. 液流中的剪切变形速度等于位移梯度。
A. 错误
B. 正确。
水力学1第二次作业 (3)
= 29.30l / s Q2 = K 2
hf 2 l2
= 20.7l / s
根பைடு நூலகம்连续性方程
QC = QD + qlCD = 50l / s
QAB = QC + qB = 95l / s
h fCD lCD = 2 (QD + 0.55qlCD ) 2 = 3.43m K
对AB段,d AB = 250mm, 查表得K AB = 618.5L / S
Q2 Z= = 0.82m 2 ( c A) × 2 g
4-5 用水泵提水灌溉,水池水面高程▽179.5m, 用水泵提水灌溉,水池水面高程▽ , 河面水位▽ 河面水位▽155.0m;吸水管为长 ,直径 ;吸水管为长4m, 200mm的钢管,设有带底阀的莲蓬头及 °弯头 的钢管, 的钢管 设有带底阀的莲蓬头及45° 一个.压力水管为长50m,直径 的钢管, 一个.压力水管为长 ,直径150mm的钢管, 的钢管 设有逆止阀( ),闸阀 ),45° 设有逆止阀(ζ=1.7),闸阀(ζ=0.1), °的 ),闸阀( ), 弯头各一个,机组效率为80%;已知流量为 弯头各一个,机组效率为 ; 50000cm3/s,问要求水泵有多大扬程? ,问要求水泵有多大扬程?
k1 = 1.06
k2 =1.05
水泵出水口A点的压强水头为 水泵出水口 点的压强水头为
p A pD HA = = + k1h f1 + k 2 h f 2 + h f 3 ρg ρg
= 4 + 1.06 × 2.69 + 1.05 × 4.06 + 10.4 = 21.5m水柱高
4—8 水塔供水的管道上有并联管道 及2,如图所示.管 水塔供水的管道上有并联管道1及 ,如图所示. 道为铸铁管,水自D点出流时 要求服务水头Hz为 , 点出流时, 道为铸铁管,水自 点出流时,要求服务水头 为8m, 其流量Q 点出流量q 其流量 D为20 l /s;在B点出流量 B为45 l /s;CD段为沿 ; 点出流量 ; 段为沿 程均匀泄流管道,单位长度上的沿程泄流量q为 程均匀泄流管道,单位长度上的沿程泄流量 为 100cm3/s-m,管长 CD为300m,管径 CD为200mm;管 ,管长l ,管径d ; 长l1为350m,管径 1为150mm;管长 2为700m,管径 2 ,管径d ;管长l ,管径d 为150mm;总管长 AB为500m,管径 AB为250mm;D点 ;总管长l ,管径d ; 点 高程▽ 高程▽为100.0m.试决定并联管道内流量分配,并计算 . 决定并联管道内流量分配, 水塔的水面高程. 水塔的水面高程.
(0744)《水力学》网上作业题及答案
（0744）《水力学》网上作业题及答案1：第一次作业2：第二次作业3：第三次作业4：第四次作业5：第五次作业6：第六次作业1：[论述题]何为水跃?何为水跌?参考答案：答：水跃是明渠水流由急流(h<h k)向缓流(h>h k)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：[论述题]"恒定流一定是均匀流”，这种说法是否正确？为什么？参考答案：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：[填空题]在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是。
参考答案：是平坡、负坡4：[填空题]水在直径为1cm的圆管中流动，流速v=1m/s，运动粘度ν=0.01cm2/s，雷诺数= ，水流为流。
参考答案：雷诺数= 10000 ，水流为紊流。
5：[单选题]莫迪图A：适用于层流、紊流各流区B：只适用于紊流光滑区C：只适用与紊流过渡区D：只适用于阻力平方区参考答案：A6：[单选题]堰流的流量Q与堰前水头的H（）成正比。
A：1次方B：2次方C：3/2次方D：1/2次方参考答案：C1：[单选题]圆管粗糙紊流中，沿程水头损失与断面平均速度的A：0.5次方成正比B：1.0次方成正比C：1.75次方成正比D：2.0次方成正比参考答案：D2：[判断题]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。
参考答案：正确3：[判断题]紊流切应力包含粘滞应力和雷诺应力，故紊流的沿程能量损失高于层流。
参考答案：正确4：[单选题]平衡液体中的等压面必为A：水平面B：斜平面C：旋转抛物面D：与质量力相正交的面参考答案：D5：[论述题]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？参考答案：、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。
水力学1第二次作业_(1)【2024版】
还装有一水银测压计。其 它有关数据如图题1-2所 示。问：
1. A、B两点之压差
为多少？
2. A、B两点中有无
真空存在，其值为多少？
1
2C
3
1 D2
1-2解：
P h P h （1） 由图知道A点和B点的压差等于C点和D点的压差，
1-1断面为等压面，得
C
g
0
1
D
F
e
FG
解:
h 0 (1)当 3
AB 闸门上的压强分布图如AabB,
9.8
1.73
F b [1 (11.73)]
3 109.66KN
2
sin 60o
压力中心距闸 底点B的距离：
e
1 3
1.73 sin 60
2 1.0 (1.01.73) 0.845m 1.0 (1.0 1.73)
F 对A点取矩：
C点和D点的压强相等 由巴斯加原理有：
PC PD
PA gh
27.439KN / m2
1-5 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。当M点压强等于大气压强时，各支水银面 均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在 0-0平面以上的读数为h。
FL
FP F1
F2 FG
Ff
1－13解：
设水体作用在闸门上的静水压力为FP FP＝b
h1 10 Lsin 8.2613m
h2 10m
1 2
(
gh1
gh2
)
161.065m2
FP＝b 402.662KN
设闸门重力分为对斜面的压力F1和沿斜面向下的力F2
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m
根据力矩平衡
F水（2 e水）＝F油（2 e油） 2F
解得 F＝25.87KN
P h P h 得： g( 0.255) g( 0.245)
1
W
1
2
O
2
P P h h g( 0.255) g( 0.245)
2
1
W
1
O
2
218.05Pa
1-7 盛同一种液体的两容器，用两根U形管差压计连
接A；。下上部部差差压压计计内A盛内密盛度密为度为B的A液的体液，体液，面液高面差高为差为B。
重油容重γ2为8.7kN／ m3，当两种油重量相 等时，求：
（1）两种油的深度h1 及h2为多少？
（2）两测压管内油面 将上升至什么高度？
1 2
h
1－3解：
（1）由两种油的重量相同有
m m V V g g g
g
1
2
11
2
2
1gS1h1 2 gS2h2
即 1h1＝2h2
F 对A点取矩：
T • ctg60o 1.73
•
G
1 ctg60 1.73 2
1.73
F(
e)
sin 60o
T拉力9.8 1 (2 0.845)109.662 131.56KN 2
h (2)当 3 h2 1.73m 时, AB闸门上的压强分布如AacB,
3
h2
h2+0.245m
25cm 1
1－6解：
情况1：设当P1=P2时左边液面到交界面的垂距为h1，右 边液面到交界面的垂距为h2
h h 得：
g
W
1
g 2
情况2：当交界面下降25cm后
因为粗细管面积比为50：1，当细管下降25cm时左边粗管 上升0.5cm，右边粗管下降0.5cm
F合＝ FPx2＋FPz2 45.54KN 总压力与水平方向的夹角
Q tan ＝ FPz
FPx
＝14o26 '
1.23 如图示，闸门AB宽
1.2m，铰在A点，压力
表G的读数为－14700N
／m2，在右侧箱中油的
1
1
容重γ0＝8.33KN/m2，
问在B点加多大的水平
力才能使闸门AB平衡？
1－19解： 先求水平分力
FPx ghc Ax 44.1KN
再求垂直分力
FPz b g
而 S梯形－S扇形
S梯形＝
1 2
H（ R－R
cos
）＋R
sin
＝8.2175m2
S扇形＝
1 2
R2
180
45
7.06m2
FPz b(S梯形－S扇形 ) g 11.3435KN
A
F水
F油
e水 B
e油 FB
1－23解：计算作用在闸门AB上的水压力
PA P0 gh1
14.7 9.83.5 19.6KN / m2
PB P0 gh2
14.7 9.85.5 39.2KN / m2
hA
PA
g
19.6 9.8
2m
hB
F A 1150 0.8 0.2 184 N
f
0.6（1）容积为4m3的水，当压强增加了5个大气 压时容积减少1升，试求该水的体积模量K。
（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增 大多少压强？
解：（1）体积模量K等于体积压缩率k的倒数
dV k V
dp
K Vdp dV
0-5 如图所示有一0.8m×0.2m的平板在油面上作水平 运动，已知运动速度u=1m/s，平板与固定边界的距离 δ=1mm，油的动力粘度为1.15Ps·s，由平板所带动的 油的速度成直线分布，试求平板所受阻力。
解：du u - 0 dy
1 1
1000
1 s
1000
du u 1.151000 1150 N / m2 dy
求容器内液体的密度 （用 A、B及A、B表示） 。
1 A
1 B
C 2
D 2
1－7解：图上设点ABCD
由上差压计1-1等 压面可得：
PA AgA PB gA
11
A
B
PA PB AgA gA
C
D
由下差压计2-2等 PC BgB PD gB
压面可得：
再由 h1 h2＝5m
解得 h1＝2.86m h2＝2.14m
（2）左侧测压管内油面与将上升至与油桶内轻油 油面等高，即油面与桶底的垂距为5m
设右侧测压管内油面与桶底的垂距为h，则
1gh1 2 gh2＝ gh
h＝ 1gh1 2 gh2 ＝4.28m g
1 2
h
1-4 在盛满水的容器 盖上，加上6154N的 荷载G（包括盖重）， 若盖与容器侧壁完全 密合，
PC PD gB BgB
2
2
由于两容器溶液相同，AC的高差等于BD的高差，
所以AC之间压差等于BD之间压差
即： PA PC PB PD PA PB PC PD
AgA gA gB BgB
(AA BB)
(A B)
P P A、B两点绝
对压强为：
gh gh 92.11kPa
A
3
m
A
P P 0.52Kpa 92.63kPa
B
A
P P P A、B两点真
空度为：
5.89kPa
AK
a
A
P P P 5.37kPa
BK
a
B
存在真空度所以A、B两点存在真空
1-3 图示一圆柱形油 桶，内装轻油及重油。 轻油容重γ1为6.5kN／ m3，
F
e
FG
解:
h 0 (1)当 3
AB 闸门上的压强分布图如AabB,
9.8
1.73
F b [1 (11.73)]
3 109.66KN
2
sin 60o
压力中心距闸 底点B的距离：
e 1 1.73 3 sin 60
2 1.0 (1.0 1.73) 0.845 m 1.0 (1.0 1.73)
F b 9.81 1.73 3 58.8kN
1
1
sin 60o
对A点取矩
T • ctg60 1.73
9.8 1 ctg60 1.73 2
58.8 1 1.73 2 sin 60
则T拉力9.8 1 58.5 63.7KN 2
1－18
1-19 一弧形闸门，门前水深H为3m，α为 45°，半径R为4.24m，试计算1米宽的门面 上所受的静水总压力并确定其方向。
h1 10 Lsin 8.2613m
h2 10m
1 2
(
gh1
gh2
)
161.065m2
FP＝b 402.662KN
设闸门重力分为对斜面的压力F1和沿斜面向下的力F2
F F cos 0.4814kN
1
G
F F sin 1.7966kN
试求A、B、C、D各 点的相对静水压强 （尺寸见图）。
1－4解：
荷载G作用在AB液面上
得
PA
PB
F S
G ＝7.8355KPa S
C点和D点的压强相等 由巴斯加原理有：
PC PD
PA gh
27.439KN / m2
1-5 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。当M点压强等于大气压强时，各支水银面 均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在 0-0平面以上的读数为h。
试求M点的压强？
42
6 5 3 1h
p 0 2 gh
1
m
p p 2 gh
2
1
p p 2 gh
3
2
m
p p 2 gh
4
3
p p 2 gh
5
4
m
p p p gh
M
6
5
6 gh 5 gh
m
750.68hkPa
1-6 一U形差压计如图题1-6所示，下端
K
Vdp dV
4 5 98 103
1.96106 kPa
（2）体积相对压缩 1 即 dV 1
1000 V 1000
由公式K V dp 1000dp 1.96106 kPa dV
解得dp 1.96103 kPa
即需要增加压强1.96103 kPa
1-11
1-13 小型水电站前池
进入压力管道的进口
处装有一矩形平板闸 门，长L为1.8m，宽b 为2.5m，闸门重1860N， 倾角α为75°，闸门与 门槽之间摩擦系数f为 0.35，求启动闸门所需 的拉力？
FL
FP F1
F2 FG
Ff
1－13解：
设水体作用在闸门上的静水压力为FP FP＝b
为横截面积等于a的玻璃管，顶端为横
截面积A=50a的圆筒，
2
左支内盛水(ρwg=9800N/m3)，