山东交通学院土木工程专业水力学复习资料
水力学复习材料
名词解释（′′153×5=）1、压缩系数β是：液体相对压缩值VdV 与液体压强增量dp 的比值,即dpV dV /-=β。
2、黏滞性：液体具有运动状态下抵抗剪切变形的能力。
3、绝对压强：以设想的不存在任何气体的绝对真空状态作为计算零点的压强。
(已考过）4、相对压强：以当地的大气压作为计算零点的压强。
5、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。
（已考过）流线：某一瞬时，在流场中画出这样一条光滑曲线，这条曲线上任意一点在该瞬时的速度矢量在该点处与曲线相切，这条曲线称为该瞬时的一条流。
6、过水断面：与元流或总流的流线相垂直的横断面。
7、恒定流：流场中的任何空间点上的所有运动要素都不随时间而变化的流动。
沿程水头损失：在流动过程中，要克服沿程摩擦阻力就需要做功，单位质量液体由于沿程阻力做功引起的机械能损失。
8、局部水头损失：在急变流段上所产生的流动阻力称为局部阻力，相应的水头损失称为局部水头损失。
9、水力最优断面：当渠道的i 、n 及过水断面面积w 一定时，使渠道所通过的流量最大的断面形状。
10、渠道底坡i ：为采用渠底的高差Z ∆与相应渠长L 的比值，即θsin =∆=LZ i 。
11、棱柱形明渠：为了使水流平顺以及施工方便，一般明渠横断面的形状和尺寸筑成沿程不变的。
12、允许流速：对渠身不会产生冲刷，也不会使水中悬浮的泥沙在渠道中发生淤积的断面平均流速。
13、壅水曲线：渐变流的水深可能沿流程增大而形成壅水，其水面线称为壅水曲线。
14、降水曲线：水深沿流程逐渐减小而形成降水，其水面线称为降水曲线。
15、水跃：明渠水流从急流转变到缓流时，水面突然升高的一种局部水力现象。
16、降水曲线：水深沿流程逐渐减小而形成降水，其水面线称为降水曲线。
17、水跃：明渠水流从急流转变到缓流时，水面突然升高的一种局部水力现象。
18、水跌：明渠缓流向急流过渡时，水面急剧下降的局部水力现象。
水力学复习资料
水力学复习资料水力学复习资料第零章绪论0.1水力学的任务与研究对象(了解)水力学的任务是研究液体(只要是水)的平衡和机械运动的规律及其实际应用. 水力学研究的基本规律有两大主要组成部分:一是关于液体平衡的规律.它研究液体处于静止或相对平衡状态时,作用于液体上各种力之间的关系,这一部分称为水静力学;二是关于液体运动的规律,它研究液体在运动状态时,作用于液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体的运动特性与能量转换等,这部分称为水动力学.0.2液体的粘滞性(理想液体与实际液体最大的差别)粘滞性当液体处于运动状态时,若液体质点之间发生相对运动,则质点间会产生内摩擦力来阻碍其相对运动,液体的这种性质就称为粘滞性,产生的内摩擦力叫做粘滞力.0.3牛顿内摩擦定律当液体做层流运动时，相邻液层之间在单位面积上作用的内摩擦力(或粘滞力)的大小与速度梯度成正比,同时和液体的性质有关.即.0.4牛顿内摩擦定律的另一种表述(了解)P70.5运动粘度系数它是动力黏度系数与液体密度的比值,是表征液体粘滞性大小的物理量.其值是随温度的变化而变化的,即温度越高,其值越小(液体的流动性是随温度的升高而增强的)0.6牛顿内摩擦定律只适用于牛顿流体(符合牛顿内摩擦定律的液体,其特点是温度不变,动力黏度系数就不变P8图0.3)0.7体积压缩率液体体积的相对缩小值与压强的增大值之比.(水的压缩性很小,一般不考虑)0.8表面张力表面张力是指液体自由表面上液体分子由于两侧引力不平衡,使其受到及其微小的拉力(表面张力仅存在于液体表面,液体内部不存在,其值表示为自由面单位长度受到拉力的大小,并且随液体种类和温度的变化而变化,怎样变化)0.9毛细现象在水力学实验中，经常使用盛有水或水银细玻璃管做测压计，由于表面张力的影响使玻璃管中液面和与之向连通容器中的液面不在同一水平面上.这就是物理学中所讲的毛细现象.0.10由实验得知,管的内经越小,毛细管升高值越大,所以实验用的测压管内径不宜太小.P10图0.4,0,50.11连续介质在水力学中,把液体当作连续介质看待,即假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体.(水力学所研究的液体运动是连续介质的连续流动,但实际上,从微观角度来看,液体分子与分子之间是存在空隙的,但水力学研究的是液体的宏观运动,故将液体看作连续接介质)0.12把液体看作连续介质的意义如果我们把液体看作连续介质,则液流中的一切物理量都可以视为空间坐标和时间坐标的连续函数,这样,在研究液体的运动规律时,就可以运用连续函数的分析方法.0.13理想液体所谓理想液体,就是把液体看作绝对不可压缩,不能膨胀,没有粘滞性,没有表面张力的连续介质.0.14表面力和质量力表面力表面力是作用于液体的表面,并于受作用的的表面面积成比例的力. 质量力质量力是指通过所研究液体的每一部分质量而作用与液体的,其大小和液体的质量成比例的力(质量力又称体积力) 课后习题0.2 第一章水静力学1.1液体在平衡状态下.没有内摩擦力的存在,因此理想液体和实际液体都是一样的,故在静水中没有区分的必要.1.2静水压力静止(或处于平衡状态)的液体作用在与之接触的表面上的水压力称为静水压力,常以表示.1.3静水压强取微小面积，令作用在上的静水压力为,则面上单位面积上所受的平均静水压力为称为面上的平均静水压强，当无限趋近与一点时，比值的极限值定义为该点的静水压强.1.4静水压强的两个重要特性⑴静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面(若不垂直,则必存在一个与液面平行的分力,这样必会破坏液体的平衡状态;静水压强若不指向受压面而是背向受压面,则必会受到拉力,同样不能保持平衡状态) ⑵作用在同一点上的静水压强相等(推导过程:在平衡液体内分割出一块无限小的四面体,倾斜面的方向任意选取,为简单起见,建立如图所示的坐标系,让四面体的三个棱边与坐标轴平行,并让轴与重力方向平行,各棱边长为,四面体四个表面上受有周围液体的静水压力,因四个作用面的方向各不相同,如果能够证明微小四面体无限缩小至一点时,四个作用面上的静水压强都相等即可.令为作用在面上的静水压力, 令面上的静水压力, 令为作用在面上的静水压力, 令为作用在为作用在面上的静水压力.又假定作用在四面体上单位,则总质量力在三个坐标方向的投影分别质量力在三个坐标方向的投影为为…因为液体处于平衡状态,由力的平衡条件得:+…将上式都除以若…以分别表示四面体四个面的面积,则,并且有化简可得,上式中分别表示面上的平均静水压强, ,如,同理可果微小四面体无限缩小至一点时,均趋近于0,对上式取极限有证,故作用在同一点上的静水压强相等)1.5等压面在平衡液体中可以找到这样一些点,他们具有相同的静水压力,这些点连成的面称为等压面(对于静止的液体其等压面是水平面,对于处于相对平衡的液体,其等压面与自由液面平行,例如称有液体的圆柱形容器绕桶轴做等角速度旋转,其等压面就是抛物面)1.6等压面的两个性质⑴在平衡液体中等压面即为等势面.⑵等压面与质量力正交.1.7绝对压强和相对压强绝对压强以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强,称为绝对压强.相对压强把当地大气压作为零点剂量的压强,称为相对压强.1.8P29图1.11中各字母表示的含义1.9真空及真空度真空当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强，即相对压强为负值时，就称该点存在真空.真空度真空度是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值.(例题1.4 1.5 .16)1.10压强的液柱表示法1.11水头与单位势能1.12液体的平衡微分方程式(欧拉平衡微分方程式)的推导过程P20,以及重力作用下静水压强的基本公式的推导过程P24.1.13压强的测量(各种压差计的计算) 计算中找等压面须注意:①若为连续液体，高度相等的面即为等压面.②若为不连续液体(如液体被阀门隔开或者一个水平面穿过了不同介质，则高度相等的面不是等压面③两种液体的接触面是等压面.1.14作用于矩形平面上的静水总压力,为压强分布图面积.(压力中心的位置:当压强为三角形分布时, 压力中心离底部距离为当压强分布为梯形分布时，压力中心离底部距离为)1.15作用于曲面上的静水总压力分为水平方向和竖直方向计算,水平方向方法同作用于矩形平面上的静水总压力(将曲面投影在方向的图形即为矩形，则= 为形心点处的压强),竖直方向需画出压力体(压力体包括六个面:曲面本身,自由液面或者其延长面,曲面四个边延长至自由液面的四个面.这里注意自由液面必须是只受到大气压强作用的液面),则,其中为压力体的体积.1.16几种质量力同时作用下的液体平衡1.17作用于物体上的静水总压力,潜体与浮力的平衡及其稳定性第二章液体运动的流束理论2.1描述液体运动的两种方法(拉格朗日法和欧拉法)P632.2流线和迹线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,即迹线就是液体质点运动时所走过的轨迹线流线它是某一瞬时在流场中绘出的一条曲线,在该曲线上所有点的速度向量都与该曲线相切,所以流线表示除了瞬间的流动方向.流线的基本特性P672.3恒定流与非恒定流恒定流如果在流场中所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流(也就是说,在恒定流的情况下,任一空间点上,无论哪个液体质点通过,其运动要素都是不变的.运动要素仅仅是空间坐标的函数,而与时间无关)非恒定流如果在流场中所有的运动要素都是随时间而改变的这种水流称为非恒定流.注：本章只研究恒定流.2.4流管在水流中任意取一微分面积,通过该面积周界上的每一给点,均可以作一根直线,这样就构成了一个封闭的管状曲面,称为流管.2.5微小流束充满以流管为边界的一束液流称为微小流束(按照流线不能相交的特性,微小流束内的液体不会穿过流管的管壁向外流动,流管外的液体也不会穿过流管的管壁向流束内流动,当水流为恒定流时,微小流束的形状和位置不会随时间而改变,在非恒定流中,微小流束的形状和位置将随时间而改变.微小流束的很横断面积是很小的,一般在其横断面上各点的流速或动水压强可看作是相等的)2.6总流任何一个实际水流都具有一定规模的边界,这种有一定大小尺寸的实际水流称为总流(总流可以看作由无限多个微小流束所组成)2.7过水断面与微小流束或总流的流线成正交的横断面称为过水断面.2.8流量2.9均匀流与非均匀流均匀流当水流的流线为相互平行的直线时,该水流称为均匀流(直径不变的管道中的水流就是均匀流的典型例子)非均匀流若水流的流线不是相互平行的直线时,该水流称为非均匀流.如果流线虽然相互平行但不是直线(如管径不变的弯管中的水流)或者流线虽直线但不相互平行(如管径沿程缓慢均匀扩散或收缩的渐变管中的水流)都属于非均匀流.2.10均匀流的特性⑴均匀流的过水断面为平面,且过水断面的形状和尺寸沿程不变⑵均匀流中,同一流线上不同点的流速相等⑶均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压分布规律相同2.11均匀流过水断面上的动水压强分布规律与静水压分布规律相同的推导过程2.12渐变流和急变流渐变流当水流的流线虽然不是相互平行的直线,但几乎近于平行直线称为渐变流急变流若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径很小,这话水流称为急变流.2.13恒定总流连续性方程的推导P712.14理想液体恒定流微小流束能量方程的推导P722.15实际液体恒定总流的能量方程的推导P782.15恒定总流动量方程的推导P94第三章液流形态及水头损失3.1沿程水头损失和局部水头损失沿程水头损失在固体边界平直且无障碍物的水道中,单位重量的液体自一断面流至另一断面所损失的机械能叫做沿程水头损失,常用表示.局部水头损失当固体边界发生改变或液体遇到障碍物时,由于边界或障碍物的作用使液体质点相对运动加强,内摩擦增加,产生较大的能量损失,这种发生在局部范围之内的能量损失叫做局部水头损失,常用表示.(就液体内部的物理作用来说,水头损失不论其产生的外因如何,都是因为液体内部质点之间有相对运动,因粘滞性的作用产生切应力的结果) 当固体边界发生改变或液体遇到障碍物时,为什么会产生局部水头损失(了解)P1203.2影响水头损失的液流边界条件3.2.1横向条件(过水段面积,湿周和水力半径)湿周液流过水断面与固体边界接触的周界线叫做湿周,常用表示.(当过水段面积相等时,周长不一定相等,水与固体边界的接触要长些,故湿周对水损会产生影响,同样,当湿周相等时, 过水段面积不一定相等,通过同样大小的流量水损也不一定相等,故用水力半径来表征过水断面的水力特征)水力半径过水段面积与湿周的比值称为水力半径,即 .3.2.2纵向条件P1233.3均匀流时无局部水头损失，非均匀渐变流时局部水头损失可以忽略不计,非均匀急变流时两种水头损失均有(知道).3.4均匀流沿程水头损失与切应力的关系,以及半径为r处的（圆管中）切应力计算公式的推导P1323.5计算均匀流沿程水头损失的基本公式——达西公式对圆管来说，水力半径,故达西公式也可以写做达西公式的推导过程应该不会考3.6层流和紊流层流当留速较小时,各流层的液体质点是有条不紊的运动,互不混杂,这种形态的流动叫层流.紊流当流速较大时,各流层的液体质点形成涡体,在流动过程中,相互混杂,这种形态的流动叫紊流.3.7雷诺试验雷诺试验数据图形(两点三段.两点即上临界流速—水流从层流刚刚进入到紊流状态的速度和下临界流速—水流从紊流刚刚进入到层流状态的速度.三段即层流,过渡区,紊流所对应的曲线段.)P1293.8根据雷诺实验的结果,层流时雷诺试验图形为一条直线,即沿程水损v呈线性的一次方关系,但是由达西公式知与v是平方关系，试解释其原因.P1323.9雷诺数的物理意义(为什么雷诺数可以判别液流形态)P1313.10为什么采用下临界雷诺数而不采用上临界雷诺数来判断水流的型态这是因为经大量试验证明,圆管中下临界雷诺数是一个比较稳定的数值,其值一般维持在2000左右,但上临界雷诺数是一个不稳定数值(一般在12000-2000),在个别情况下也有高达40000-50000.这要看液体的平静程度和来流有扰动而定,凡雷诺数大于下临界雷诺数的,即使液流原为层流,只要有任何微小的扰动就可以是层流变为紊流.在实际工程中扰动总是存在的,所以上下临界雷诺数之间的液流是极不稳定的,都可以看作紊流,因此判别液流型态以下临界雷诺数为标准:实际雷诺数大于下临界雷诺数的是紊流,小于下临界雷诺数的是层流.3.11雷诺实验虽然都是以圆管液流为研究对象,但其结论对其他边界条件下的液流也是适用的.只是边界条件不同,下临界雷诺数的数值不同而已.例如明渠的雷诺数,其中R为水力半径(知道).3.12紊流的特征P133(4点，后两个特点很重要)3.13粘性底层在紊流中并不是整个液流都是紊流,在紧靠固体边界表面有一层极薄的层流存在该层流层叫粘性底层.3.14沿程阻力系数的变化规律⑴⑵即液体处于从层流进入紊流的过渡区,只与雷诺数有关,而与即液体处于层流状态,只与雷诺数有关,而与相对光滑度无关, 且相对光滑度无关.因其范围很窄,实际意义不大.⑶关系:①当较小时粘性底层较厚,可以淹没,抵消管壁粗糙度对水流的影响,从即液流进入紊流状态,这时决定于粘性底层厚度和绝对粗糙度的而只与雷诺数有关,而与相对光滑度无关.②继续增大, 粘性底层厚度相应减薄,一直不能完全淹没, 管壁粗糙度对水流产生影响, 从而既与雷诺数有关,又与相对光滑度有关.③当增大到一定程度时, 粘性底层厚度已经变得很薄,已经不能再抵消管壁粗糙度对水流的影响,这时管壁粗糙度对起主要作用,从而只与相对光滑度有关,而与雷诺数无关.(因这时与v是平方关系,故该区又叫做阻力平方区)3.15谢齐公式和曼宁公式谢齐公式曼宁公式第四章有压管中的恒定流4.1简单管道简单管道管道直径不变且无分支的管道.4.2自由出流和淹没出流自由出流管道出口水流流入大气,水股四周都受大气压强的作用,称为自由出流淹没出流管道出口如果淹没在水下,则称为淹没出流4.3短管和长管短管管道中若存在较大的局部水头损失,它在总水损中占的比重较大,不能忽略不计的管道称为短管. ,其中J为水力坡度,/l ,R水力半径. ,其中n 为粗糙系数，简称糙率.长管若管道较长,局部水损和流速水头可以忽略不计,这样的管道叫做长管.4.4简单管道的水力计算(以下均属于连续性方程和能量方程的具体应用)总原则首先确定按长管还是短管计算.若按短管计算,则沿程损失,局损和流速水头都要计算;若按长管计算,只需计算沿程损失, 局部水损和流速水头可以忽略不计;在没有把握估计局损的影响程度时,均按短管计算.(先按短管计算,求出具体的沿程损失和局损数值,比较后可确定到底如何计算,若无法确定具体数值一般的,给水管道按长管计算,虹吸管按短管计算,水泵吸水管按短管计算,压水管根据情况而定.4.4.1自由出流和淹没出流的水力计算自由出流上游存在行近流速,即有一个行近水头,列能量方程需计算在内(但其值一般很小,在计算结果以忽略不计,即公式中的).淹没出流上游存在行近流速,即有一个行近水头,列能量方程需计算在内(但其值一般很小,在计算结果时可以忽略不计,即公式中的). 下游也存在一个流速水头,但由于管道的过水断面积很小,而下游过水断面积很大,水流速度在下游已经变得很小,可以忽略,不需计入能量方程.4.4.2几种基本类型4.4.3虹吸管和水泵装置的水力计算4.4.4串联管道整个管道的水头损失等于各支管水损之和.4.4.5并联管道并联管道一般按长管计算,各支管的水损相等(各支管的水损相等,只表明通过每一并联支管的单位重量液体的机械能损失相等;但各支管的长度,直径及粗糙系数可能不同,因此其流量也不同,股通过各并联支管的总机械能损失是不相等的)4.4.6分叉管道在分叉处分为若干个串联管道进行计算.4.5沿程均匀泄流的水力计算本章的水力计算题均是围绕这能量方程来设计的，所以熟练掌握能量方程的应用，加上对各个类型的管道特点的了解，不用背繁琐的公式也可以解决本章的计算题，当然背下来更好第五章明渠恒定均匀流5.1明渠恒定均匀流(知道)明渠恒定均匀流当明渠水流的运动要素不随时间而变化时,称为明渠恒定流.否则称为明渠非恒定流.明渠恒定流中,如果流线是一簇相互平行的直线,则水深,断面平均流速和流速分布沿程不变,称为明渠恒定均流,否则称为明渠恒定非均匀流.(明渠均匀流中,摩阻力与重力沿水流方向的分力相平衡)5.2矩形,梯形横断面水力要素的计算梯形中,5.3底坡明渠渠底的纵向倾斜程度称为明渠的底坡, 以符号表示.且,其中为渠为梯形与水平面的夹角.底线与水平面的夹角.5.4顺坡,水平和逆坡明渠当明渠渠底沿程降低时,称为顺坡明渠;沿程不变时称为水平明渠;沿程升高时称为逆坡明渠.(在水平明渠中, 由于故在其流动过程中，只存在摩阻力；在逆坡明渠中，摩阻力与重力沿水流方向的分力方向一致,因此这两种情况都不可能产生明渠均匀流;只有在顺坡渠道中才可能产生明渠均匀流)5.5明渠恒定均匀流的特性及其产生条件5.6明渠均匀流的计算公式(连续性方程和谢齐公式, 谢齐系数采用曼宁公式)5.7矩形和梯形水力最佳断面的推导过程5.8允许流速不冲允许流速能够避免渠道遭受冲刷的流速.不於流速能够保证水中悬浮的泥沙不淤积在渠槽的流速.5.9明渠均匀流的水力计算第六章明渠恒定非均匀流6.1明渠非均匀渐变流和明渠非均匀急变流(知道)在明渠非均匀流中,若流线是接近于相互平行的直线,或流线间的夹角很小,流线的曲率半径很大,这种水流称为明渠非均匀渐变流.反之为明渠非均匀急变流.(本章着重研究明渠非均匀渐变流的基本特性及其水力要素沿程变化的规律)6.2正常水深(知道)因明渠非均匀流的水深沿流程是变化的,为了不致引起混乱,把明渠均匀流的水深称为正常水深.并以表示.6.3明渠水流的三种形态一般明渠水流有三种形态,即缓流,临界流和急流.6.4明渠水流三种形态的判别方法(5种:微波波速法,比能曲线法,Fr 法,临界水深法,临界底坡法)6.4.1微波波速法微波波速的描述（了解）P216当v<,水流为缓流,干扰波能向上游传播; v=,水流为临界流,干扰波恰不能向上游传播; v>,水流为急流,干扰波不能向上游传播.要判别流态,必须首先确定微波传播的相对速度,相对速度的推导过程(了解)P217(如图6.3,对平静断面1-1和波峰所在断面2-2列连续性方程和能量方程.1-1断面流速为,2-2断面流速为,最后令即可得出=,这就是.矩形明渠静水中微波传播的相对速度公式.如果明渠为任意形状时,则有=式中为断面平均水深,A为断面面积,B为水面宽度.在实际工程中水流都是流动的,设水流断面平均流速为v，则微波传播的绝对速度应是静水中的相对波速与水流速度的代数和,即水方向)6.4.2 Fr法当Fr<1,水流为缓流;Fr=1,水流为临界流;Fr>1,水流为急流.对临界流来说,断面平均流速恰好等于微波相对波速,即写为,其中称为弗劳德数,用符号Fr表示. ,该式可改,正号为顺水方向,负号为逆弗劳德数的两个物理意义P2186.4.3比能曲线法断面比能把基准面选在渠底,所计算的单位液体所具有的能量称为断面比能,并以表示.则,在实际应用上,因一般坡底较小。
水力学(山东交通学院)智慧树知到答案章节测试2023年
绪论单元测试1.流体不能承受拉力和静态剪力。
A:对B:错答案:A2.水静力学研究液体平衡的规律。
A:对B:错答案:A3.水动力学研究液体运动的规律。
A:对B:错答案:A4.液体层与层之间因滑动而产生内摩擦力，具有内摩擦力的液体叫（）或（）。
A:实际液体B:粘性液体C:理想液体D:无粘性液体答案:AB5.液体压缩性的大小以（）或体积模量来表示。
A:弹性B:弹性模量C:压缩性D:体积压缩率答案:D6.连续介质假定忽略物质的具体微观结构，用一组偏微分方程来表达宏观物理量（如质量，速度，压力等）。
这些方程包括（）。
A:本构方程B:质量守恒方程C:能量守恒方程D:动量守恒方程答案:ABCD7.理想流体是指( )A:不可压缩B:没有粘滞性C:不能膨胀D:没有表面张力答案:ABCD8.表面力是作用于液体的表面上，并与受作用的表面面积成正比的力。
（）A:错B:对答案:B9.质量力是指通过液体质量而起作用，其大小与质量成正比的力。
（）A:错B:对答案:B10.作用在液体上的力分为表面力和（）。
A:质量力B:切应力C:总作用力D:表面应力答案:A第一章测试1.静水压力是指水体内部相邻两部分之间相互作用的力或指水体对固体壁面的作用力A:错B:对答案:B2.正压性是指静水压强的方向必垂直地指向受压面A:错B:对答案:B3.等压面是同种连续静止液体中，压强相等的点组成的面。
A:对B:错答案:A4.静水压强基本方程表示在重力作用下静止流体中各点的单位重量流体的总势能（）。
A:不平衡B:平衡C:相等D:不相等答案:C5.重力作用下静止流体中各点的静水头都相等。
（）A:错B:对答案:B6.金属测压计用于测定较大压强。
（）A:对B:错答案:A7.作用在平面上的静水总压力的计算方法有（）和（）。
A:欧拉法B:拉格朗日法C:解析法D:图解法答案:CD8.根据静水压强公式以及静水压强垂直并指向受压面的特点，可利用图形来表示静水压强的（）和（）。
水力学总复习题+答案.
第1章 绪 论一、选择题1．按连续介质的概念，流体质点是指（ ）A .流体的分子； B. 流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
2．作用在流体的质量力包括（ ）A. 压力；B. 摩擦力；C. 重力；D. 惯性力。
3．单位质量力的国际单位是：（ ）A . N ； B. m/s ； C. N/kg ； D. m/s 2。
4．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（ ）Ａ. 切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率；C. 切应力和剪切变形。
5．水的粘性随温度的升高而（ ）A . 增大； B. 减小； C. 不变。
6．气体的粘性随温度的升高而（ ）A. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变。
7．流体的运动粘度υ的国际单位是（ ）Ａ. m 2/s ；B. N/m 2 ； C. kg/m ；D. N ·s/ｍ2 8．理想流体的特征是（ ）Ａ. 粘度是常数；B. 不可压缩；C. 无粘性； D. 符合pV=RT 。
9．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（ ）Ａ. 200001； Ｂ. 100001；Ｃ. 40001。
10．水力学中，单位质量力是指作用在（ ）Ａ. 单位面积液体上的质量力； Ｂ. 单位体积液体上的质量力；Ｃ. 单位质量液体上的质量力； Ｄ. 单位重量液体上的质量力。
11．以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ）Ａ. 粘性是流体的固有属性；Ｂ. 量度Ｃ. 大。
12．已知液体中的流速分布µ－y Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数； Ｃ. τ＝13 Ａ. 液体微团比液体质点大；Ｂ.Ｃ. 液体质点没有大小，没有质量；Ｄ. 液体质点又称为液体微团。
14．液体的汽化压强随温度升高而（ ）Ａ. 增大； Ｂ. 减小；Ｃ. 不变；15．水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（ ）Ａ. 牛顿液体模型； Ｂ. 理想液体模型； Ｃ. 不可压缩液体模型；Ｄ. 非牛顿液体模型；Ｅ. 连续介质模型。
水力学 复习资料
水力学模型假定：连续介质假定、不可压缩液体假定、理想液体假定。
作用在液体上的力类型：表面力和质量力。
静水压强的特征：一是它的方向和作用面的内法线方向一致，二是任意一点上各个方向的静水压强的大小都相等。
静水压强的表示：绝对压强、相对压强和真空值。
水流阻力和水头损失产生的原因：一是液体具有粘滞性，二是固体边界的影响。
因均匀流沿流程的流动情况不变，则过水断面上切应力的大小及分布沿流程不变，这种切应力称为沿程阻力。
在流动过程中，要克服这种摩擦阻力就需要做功，单位质量液体由于沿程阻力做功所引起的机械能损失称为沿程水头损失。
局部阻力：在急变流段上产生的流动阻力称为局部阻力。
相应的水头损失称为局部水头损失。
水力最优断面：当渠道的i、n及过水断面面积w一定时，使渠道所通过的流量最大的那种断面形状称为水力最优断面。
急流：在山区底坡较陡、水流湍急的河道和溪涧中或底坡陡峻的渠道中，水流速度较大，若有大块孤石或桥墩阻水，则水面只在石上隆高，激起浪花，而孤石或桥墩对上游水流并不发生任何影响，这种水流状态称为急流。
缓流：如果底坡平坦、水流缓慢的平原河道中，水流遇到桥墩等障碍物，则桥墩上游水面的壅高可以延伸到上游较远的地方，这种水流状态称为缓流。
临界流：如局部干扰只引起下游水面曲线变化，对上游水面曲线无影响，为临界流动状况，称为临界流。
F r<1明渠水流为缓流F r>1为急流F r=1为临界流堰的分类：按堰壁厚度与堰前水头H的比值分为薄壁堰、实用堰和宽顶堰按堰下游水位对堰的过流能力的影响程度分为自由堰和淹没堰。
按堰前渠道宽度和堰口宽度的变化分为无侧收缩堰和有侧收缩堰。
明渠均匀流的产生条件：1.渠底高程必须沿程降低，即i>0,且i沿程不变。
2.渠道必须是长而直的棱柱形渠道，过水断面的大小及形状、渠道表面的粗糙系数n都应沿程不变。
3.渠道中的流量应恒定不变。
明渠均匀流的水利特征：1.过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变，过水断面上流速的大小、方向及分布沿程不变，因此过水断面上的平均流速v、动能修正系数、动量修正系数也都沿程不变，所以流速水头也沿程不变。
(完整版)水力学期末复习总结(考试时的宝典)
1.粘性是有分子间的相互吸引力和分子不规则运动的动量交换产生的；2.液体温度增高时粘性减小，这是因为液体分子间的相互吸引力随温度增高而减小，而分子动量交换对液体粘性的作用影响不大；3.气体粘性的决定性因素是分子不规则运动的动量交换产生的阻力，温度增高，动量交换加剧，因此气体粘性随温度增高而增大；4.动力粘度(Ns/㎡) 运动粘度=/（㎡/s ）表面张力系数（N/m ）5.内摩擦力T=dyduA 切应力/(N dy du㎡) 6.静水压强nz y x P P P P 7.如果流场中各空间点上的所有运动要素不随时间变化，这种流动称为恒定流；否则，称为非恒定流；8.迹线是表示一个质点在一段时间内流过的轨迹线；流线是表示某瞬时，在流场中，不同质点沿流动方向组成的一条空间曲线，流速方向为该曲线上切点的方向；恒定流是，迹线与流线重合；9.若液体运动时每个液体质点都不存在绕自身轴的旋转运动，即角速度ω=0,称为无旋流，反之，称为有旋流；10.在边壁沿流程无变化的均匀流流段上，产生的流动阻力称为沿程阻力；由于沿程阻力做功而引起的水头损失称为沿程水头损失；11.①层流与紊流的判别标准是临界雷诺数（Re=vd ），V<Vc 为层流，V>Vc 为紊流；②流态的判别数为弗劳德数（Fr=gh v )，Fr<1时，水流为缓流；Fr=1时，水流为临界流；Fr>1时，水流为急流；12.水跃水深)181(23'2'''gh q h h 13.沿程水头损失与切应力的关系为0=ρgRJ ；14.在恒定流动中某一点的流速的数值不是一个常数，而以某一常数为中心，不断地上下跳动，这种跳动叫做脉动；15.紊流中液体质点的脉动使相邻液层之间的质量交换形成动量交换，从而在液层分界面上产生了紊流附加切应力；16.紊流切应力22)(dy dv l dy dv xx17.断面单位能量（断面比能）22v hg e ，比能最小时为临界流；18.尼古拉兹曲线：第一区：层流区，λ与相对粗糙度Δ/d 无关，只是Re 的函数第二区：层流转变紊流过渡区，λ与相对粗糙度Δ/d 无关，只是Re 的函数第三区：紊流光滑区，λ与相对粗糙度Δ/d 无关，只是Re 的函数第四区：紊流过渡区，λ与相对粗糙度Δ/d 有关，又与Re 有关第五区：紊流粗糙区，λ与相对粗糙度Δ/d 有关，与Re 无关；19.明渠均匀流的水力特征：①明渠均匀流的断面流速分布、流量、水深和过水断面的形状大小沿程不变②明渠均匀流的总水头线坡度、测压管水头线和渠底坡度彼此相等；20.明渠均匀流的形成条件：①明渠水流恒定，流量沿程不变②渠道为长直的棱柱形顺坡渠道③底坡、粗糙系数沿程不变④渠道沿程设有建筑物或障碍物的局部干扰；21.无压缓流经障壁顶部溢流，上游壅水，然后水面降落，这一水力现象称为堰流，按H 分类：薄壁堰（H <0.67）、实用断面堰（0.67≤H <2.5）、宽顶堰(2.5≤H <10）；22.堰流基本公式：Q=mb g 2H 023；23.薄壁堰按堰口形状不同，可分为矩形薄壁堰、三角形薄壁堰和梯形薄壁堰；24.流体在孔隙介质中的流动称为渗流，达西定律：Q=KAJ= - KA ds dH，其中KJ v 适合于Re ≤1；渗流中不透水的边界线是一条流线；25.液体平衡微分方程理想液体运动微分方程26.实际液体运动微分方程。
山东交通学院期末考试 水力学 试题
一、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分)。
1.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。
2.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。
3.圆管流的临界雷诺数Re c 为______。
4.水由孔口直接流入另一水体中，称为______出流。
5.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。
6.渠道中的水深h 大于临界水深h c 时，水流流态为______。
7.水跃函数相等的两个不同水深称为______。
8.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。
9.达西定律适用于______渗流。
10.具有自由液面的水流模型试验，一般选用______准则设计模型。
得分 阅卷人二、名词解释：（每小题3，共15分）1.粘性2断面平均流速3.粘性底层4.短管5.临界底坡得分阅卷人三、简答题（每小题5分，共25分）1.试述液体静力学的基本方程 及其各项的物理意义。
2如图所示，一倒置U 形管，上部为油，其密度ρoil =800kg/m 3，用来测定水管中的A 点流速u A ，若读数△h=200mm ，求该点流速μA 。
3如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?4试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M 2型水面曲线的变化趋势。
题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 审核得分………………………密……………………封……………………线……………………试卷适用班级 土木 土升 班级 姓名 学号………………………密5 简述水力学的基本方程？得分 阅卷人五、计算题（共50分）1 .如图所示，一矩形平板闸门AB ，宽b=2m ，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN ，并铰接于A 点。
水面通过A 点，水深h=2.1m ，试求打开闸门的最大铅直拉力T 。
（15分）2.如图所示，文丘里流量计管道直径d 1=200mm ，喉管直径d 2=100mm ，水银差压计读数y=20mm ，水银密度ρm =13.6×103kg/m 3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q 。
水力学试题及答案
(2)谢才系数C的意义包含了 的影响因素。（2分）
3、水力学试验中，经常需确定某一时刻的流速。写出具体方法与步骤。（6分）
答：在水力学试验中，经常需要测定某条件下水流的流速。原理是在管径已知的条件下(圆管截面积为A)，量取某时段t的流量V，流速可以用下式计算
u=V/At（3分）
3、流束：又称元流，是一束无限多个相邻流线的集合。（3分）
4、层流：把液体质点做有秩序的线性运动、彼此互不参混的流动状态称为层流。（分）
5、沿程水头损失：沿全程管路上的水头损失（3分）
得分
阅卷人
二、简答题（第4题7分，其它每小题6分，共25分）
1、渐变流过水断面具有哪两个性质？（6分）
答：第一、渐变流过水断面n-n垂直于水流轴线s，故可认为沿n-n方向在质点之间没有相对运动。（3分）
第二、渐变流断面的n-n方向，由于流线近于直线，因而惯性力影响可以忽略。（3分）
2、达西公式hf= 与谢才公式v=C 有何联系？（6分）
答：定义单位长度上沿程水头损失J=hf/L。对非圆形断面，用水力半径R=d/4代替圆管半径d.。则变换达西公式为
V2=2g / d =2g / 4 RJ=C2RJ（3分）
V2=Q/A2=5.50m /s（1分）
V1=Q/A1=1.375m/s（1分）
由能量方程Z1+P1/γ+V12/2g=Z2+P2/γ+V22/2g（2分）
(P2-P1)/γ=(V12-V22)/2g=--1.447（2分）
P2=-1.447*9.8+0.2*98=5.42 kPa（1分）
3、有一虹吸管装置，已知L1=100cm,L2=200cm，管径d=5.1cm。
《水力学》复习资料
附件1《水力学》复习资料1.什么是粘性？答：流体运动时，具有抵抗剪切变形的能力的性质，称粘性。
2.什么是绝对压强，什么是相对压强？答：绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。
3. 试述流体静力学的基本方程z p gC +=ρ及其各项的物理意义。
答：物理意义：z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。
g pρ：单位重量液体具有的压强势能，简称压能。
Z+p g ρ:单位重量液体具有的总势能。
Z+pg ρ=C ：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。
4.说明实际总流的伯努利方程的物理意义和几何意义。
答：物理意义：总流各过流断面上单位重量流体所具有的势能平均值和动能平均值之和，亦即机械能的平均值沿流程减小，部分机械能转化为热能等而消失；同时，也表示了各项能量之间可以相互转化的关系。
几何意义：总流各过流断面上平均总水头沿流程减小，所减小的高度即为两过流断面间的平均水头损失；同时，也表示了各项水头之间可以相互转化的关系。
5.什么是恒定流？什么是非恒定流？答：流场中液体质点通过任一空间位置时，各点运动要素（速度、压强等）都不随时间而变化的流动运动称为恒定流。
流场中液体质点通过任一空间位置时，只要有任何一个运动要素是随时间而改变的，就称非恒定流。
6.什么是均匀流？什么是非均匀流？答：在给定的某一时刻，各点运动要素（主要是速度）都不随位置而变化的流体运动，称为均匀流。
在给定的某一时刻，各点运动要素（主要是速度）有随位置而变化的流体运动，称为均匀流。
7.什么是渐变流？什么是急变流？答：在实际液流中，如果流线之间夹角很小、近似于平行，或流线虽略有弯曲，但曲率很小，这样沿流的流速大小或方向的变化很缓慢，这种流动称为渐变流。
若流线之间夹角较大、流线曲率较大，此时称为急变流。
8.什么是沿程阻力和沿程损失？答：粘性流体在管道中流动时，流体与管壁面以及流体之间存在摩擦力，所以沿着流动路程，流体流动时总是受到摩擦力的阻滞，这种沿流程的摩擦阻力，称为沿程阻力。
水力学总复习
14
合成
a a
a
a
b
b
b
b
c
c
c
c
左侧水的作 用
右侧水的作 用
abc曲面( abc曲面(虚 曲面 压力体) 压力体)
15
第一章 水静力学
5:对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力 对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力. 例5:对曲面abc:计算固定螺栓所受总拉力. 铅垂分力方向向上
P = ρgV = ρg(V 柱 V 球 ) z 圆 半 2 d 1 3 = ρgπR h + πd 2 12
水力学(工程流体力学) 水力学(工程流体力学) 复 习 要 点
1
课 程 主 要 内 容
液体的主要物理性质 连续介质,密度,粘滞性,压缩性, 连续介质,密度,粘滞性,压缩性,表面张力
连续介质的假说
基本理论 牛顿内摩擦定律 水静力学 水动力学 液流型态与水头损失
应用部分 有压管道中的恒定流 明渠恒定流 明渠非恒定流(含水跃) 明渠非恒定流(含水跃) 堰流和闸孔出流
2
一,流体静力学复习要点 静水压强概念,特性, 静水压强概念,特性,分布规律 等压面的定义及特性 绝对压强,相对压强,真空度 绝对压强,相对压强, 静水压强及静水总压力的计算 静水压强分布图的绘制 压力体图的绘制
3
静水压强特性, 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 + ρgh
所以:PA-PB=ρ2 (Z2-Z1+ Z4-Z3)g-ρ1(Z2-Z3)g 所以:
8
试绘制图中壁面上的压强分布图. 例2:试绘制图中壁面上的压强分布图.
A h h h 油 水 B
水力学期末考试复习题及答案
水力学期末考试复习题及答案1、选择题：（每小题2分）（1）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：c（2）在平衡液体中，质量力与等压面（）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。
答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 答案：b（4）水力学中的一维流动是指（）a、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。
答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。
答案：b（6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于a、层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区答案： c（7）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v0为a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m答案：c（8）在明渠中不可以发生的流动是（）a、恒定均匀流；b、恒定非均匀流；c、非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。
答案：c（9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。
a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。
答案：b（10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h =0.4m，则该处水流的流态为a、缓流；b、急流；c、临界流；答案：b（11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（）成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方答案：d（12）渗流研究的对象是（）的运动规律。
a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。
答案：a（13）测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案：b（14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为a、1米，λQ =1000；b、10米，λQ =100；c、1米，λQ =100000；d、10米，λQ=100000。
山东交通学院土木工程专业水力学复习资料
第一章1、水力学三大假定：理想液体假定、连续介质假定、不可压缩液体假定。
2、液体具有运动状态下抵抗剪切变形的能力，称为液体的黏滞性。
3、凡通过这种接触面(自由面)而起作用的力，称为表面力。
作用于每个液体质点并通过液体的质量而起作用的力，称为质量力。
第二章1、切取一部分静止液体，作用面面积为△W，其上作用力为△P，则当面积缩小到一点时，平均压强△P/△W的极限值定义为该点的静水压强，即p=lim△ P/△W。
2、静水压强两个特性：一是它的方向和作用面的内法线方向一致；二是任意一点上各个方向的静水压强的大小都相等。
3、液体中压强相等的各点所组成的面叫做等压面。
4、静水压强的表示（1）以设想的不存在任何气体的绝对真空状态作为计算零点的压强称为绝对压强。
以当地的大气压作为计算零点的压强称为相对压强。
（2）①以应力形式表示，单位：②以液柱高度表示，单位是m水柱或m汞柱③用大气压的倍数来表示，单位三个表示方法的关系是：1工程大气压=760mm汞柱=10m水柱=98kPa5、水静力学基本方程：p=p0+γh第三章1、描述液体运动有两种不同的方法：一是研究个别液体质点在不同时刻的运动情况（拉格朗日法），另一种是描述同一时刻液体质点在不同空间点的运动情况（欧拉法）。
2、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。
某一瞬时，在流场画出这样一条光滑曲线，这条曲线上任意一点在该瞬时的速度矢量在该点处与曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。
3、与元流或总流的流线相垂直的横断面，称为过水断面。
单位时间内通过某一过水断面的液体的数量，称为流量。
4、若流场中的任何空间点上的所有运动要素都不随时间而变化，这种流动称为恒定流。
若流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，这种流动称为非恒定流。
当流场中的所有流线是相互平行的直线时，该流动称为均匀流。
当流场中的流线不是相互平行的直线，该流动称为非均匀流。
《水力学》课程复习指导.doc
《水力学》课程复习指导（必修专科）一、考试题型判断题，大概20分左右；单项选择题，20分左右；问答题10分左右；计算题50分左右。
二、考试说明考核重点及复习题在网上复习考试栏目中三、简答题复习重点说明：：带▲的知识点将只在形成性考核中进行考核，终结性考核不再涉及。
第1章绪论考核知识点：▲液体运动的基本特征。
连续介质和理想液体的概念。
液体主要物理性质：惯性、万有引力特性（重力）、粘滞性、可压缩性和表面张力特性。
物理量量纲的概念和单位。
5?▲作用在液体上的两种力：质量力、表面力。
考核要求了解液体流动的基本特征，理解连续介质与理想液体的概念和在水力学研究中的作用。
理解液体5个主要物理性质及其特征值和度量单位，重点掌握液体粘滞性及粘滞系数、牛顿内摩擦定律及其适用条件。
了解什么情况下需要考虑液体的可压缩性和表而张力特性。
了解量纲的概念，并口能表示各种物理量的量纲和单位。
了解质量力、表面力的定义，理解单位表面力（压强、切应力）和单位质量力的物理意义。
第2章水静力学考核知识点1.静水压强及其两个特性；等压面概念。
2.静水压强基木公式及其物理意义。
3.静水压强的表示方法、单位和水头的概念。
4.静水压强的量测和计算。
5 ?作用于平而上静水总压力图解法和解析法计算。
6.作用在曲面上水平分力计算和铅垂分力的计算。
考核要求理解静水压强的两个特性和等压面的概念和性质。
掌握静水压强基木公式并能用來进行静水压强计算，理解公式的物理意义。
理解静水压强3种表示方法（绝对压强，相对压强，真空度）及它们间的相互关系和换算，注意真空度的概念，理解表示压强的单位和位置水头、压强水头、测压管水头的概念。
了解静水压强量测的原理和方法，掌握应用静水压强基本公式和等压面进行静水压强计算。
掌握绘制静水压强分布图的绘制和计算作用在平而上静水总压力的图解法和解析法。
掌握压力体图的构成和铅垂作用力方向的判别，以及计算作用在曲面上的静水总压力水平分力和铅垂分力的方法。
水力学复习要点
水力学重点名词解释黏滞性：在运动状态下,液体所具有(de)抵抗剪切变形(de)能力,称为黏滞性.P5内摩擦力：在剪切变形过程中,液体质点间存在着相对运动,使液体不但在与固体接触(de)界面上存在切力,而且使液体内部(de)流层间也会出现成对(de)切力,此称为液体内摩擦力.P5牛顿液体与非牛顿液体：凡液体内摩擦切应力与流速梯度成过原点(de)正比例关系(de)液体,称为牛顿液体.凡与牛顿内摩擦定律不相符(de)液体,称为非牛顿液体.P6理想液体：没有黏滞性(de)液体,称为理想液体.P6流体(de)分类：一些多分子结构简单(de)液体,如水、酒精、苯、各种油类、水银和一般气体多属于牛顿液体.泥浆、血浆、重水中悬浮核燃料颗粒而形成(de)(de)流体、胶溶液、橡胶、纸浆、血液、牛奶、水泥浆、石膏溶液、油漆、高分子聚合物溶液等均属于非牛顿流体.汽化：液体分子逸出液面向空间扩散(de)现象,称为汽化.P7汽化发生(de)条件：液体中某处(de)绝对压强小于等于汽化压强.P8力(de)分类：作用在液体上(de)力按力(de)物理性质可分为黏性力、重力、惯性力、弹性力和表面张力等,按力(de)作用特点又可分为质量力和表面力两类.P9表面力：作用于液体隔离体表面上(de)力,称为表面力.按连续介质假说,表面力应连续分布在隔离体表面上.在静止液体或无相对运动(de)液体中,作用于液体表面(de)表面力只有压力.P9静水压强(de)特性：1垂直指向作用面2同一点处,静水压强各向等值.P12等压面：液体中压强相等各点所构成(de)曲面,称为等压面.在等压面上质量力所做(de)微功等于零.在静止液体中,质量力与等压面必互相垂直.重力液体(de)等他面是与重力加速度互相垂直(de)曲面.P15压强(de)表示方法：1用单位面积上(de)力表示：用应力单位Pa. 2用液柱高度表示 3用工程大气压Pa(de)倍数表示.P17真空值与真空度：绝对压强小于大气压强时(de)水力现象,称为真空.大气压强与绝对压强(de)差值,称为真空值.真空高度,又称真空度.P18拉格朗日法与欧拉法(de)区别：欧拉法和拉格朗日法(de)不同点是它只以空间点(de)流速,加速度为研究对象,并不涉及液体质点(de)运动过程,也不过考虑各点流速及加速度属于哪一质点,这就大大简化了对运动(de)分析方法.P41流线：所谓流线,即同一时刻与流场中各质点运动速度矢量相切(de)曲线.P42流谱：欧拉法用一系列流线来描绘流场中(de)流动状况,由此构成(de)流线图,称为流谱.P43流管：在流场中取一封闭(de)几何曲线,在此曲线上各点作流线,则可构成一管状流动界面,此称为流管.P43流股：流管内(de)液流,称为流股,又称为流束.P43过水断面：垂直于流线簇所取(de)断面,称为过水断面.P44元流：过水断面无限小(de)流股,称为元流.元流上各点(de)流速压强都相等.P44总流：无数元流(de)总和,称为总流.P44液流分类：1运动要素不随时间变化(de)流动称为恒定流,否则称为非恒定流.2流线簇彼此呈平行直线(de)流动,称为均匀流；否则称为非均匀流.（非均匀流中,又可分为渐变流与急变流两类.流线簇彼此呈平行直线(de)流动,称为渐变流,又称为缓变流.流线簇彼此不平行,流线间夹角大或流线曲率大(de)流动,称为急变流.）3过水断面(de)全部周界都与固体边界接触且无自由表面,液体压强不等于大气压强(de)流动称为有压流,如自来水管中(de)水流属于此类.过水断面部分周界具有自由表面(de)流动,称为无压流或明渠流.P47能量方程(de)应用条件：1恒定流2不可压缩液体3重力液体4两计算断面必须为渐变流或均匀流,但两断面可以有渐变流存在.P60位置水头：计算点距基准面(de)位置高度；在水力学中称为位置水头,它表征单位重量液体(de)位置势能,简称单位位能.P53测压管水头：测压管水面距基准面(de)高度,称为测压管水头.或单位重量液体(de)总势能,简称单位总势能.P53水头损失：单位重量液体沿元流（或流线）两点间(de)能量损失.水力坡度：单位长度上(de)水头损失,称为水利坡度,以J表示；单位长度上(de)测压管水头变化,称为测压管坡度,以Jp表示.P54动量方程应用要点：详见P64层流：管中液体质点在流动中互不发生混掺而是在分层有序(de)流动,这种流动称为层流.P72紊流：液体质点间互相掺杂(de)无序无章流动,称为紊流,又称为湍流.P72临界雷诺数：详见P74湿周：过水断面中液体与固体接触(de)边界长度.P74水力半径：过水断面(de)面积与湿周(de)比值.水头损失(de)分类：沿程阻力造成(de)水头损失,称为沿程水头损失.局部阻力造成(de)水头损失,称为局部水头损失.P71达西公式：详见P79黏性底层：在紧靠管壁附近(de)液层流速从零增加到有限值,速度梯度很大,而管壁抑制了其附近液体质点(de)紊动,混合长度几乎为零.因此,在这一液体层内紊流附加切应力为零,黏性切应力不可忽视,这一薄层称为黏性底层或层流底层.P83尼古拉兹试验区域特点：详见P85当量粗糙度：和工业管道沿程阻力系数相等(de)同直径人工均匀粗糙管道(de)绝对粗糙度.P87局部阻力系数：有压管路液流射入大气(de)出口,此称为自由出流,值为0.有压管路液流在水下(de)出口,此称为淹没出流,值为1.P94计算题曼宁、谢才公式（P88）(de)计算题局部水头损失(P92)(de)计算静水压力(de)计算(平面P24曲面P29)联立连续、动量、能量三大方程(de)计算（P50-62）。
水力学复习资料)
1、理想液体是（）A.没有切应力又不变形的液体；B.没有切应力但可变形的一种假想液体；C.切应力与剪切变形率成直线关系的液体；D.有切应力而不变形的液体。
2、选择下列正确的等压面:A. A − AB. B − BC. C − CD. D − D1、理想液体是（）A.没有切应力又不变形的液体；B.没有切应力但可变形的一种假想液体；C.切应力与剪切变形率成直线关系的液体；D.有切应力而不变形的液体。
2、选择下列正确的等压面:A. A − AB. B − BC. C − CD. D − D3、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。
4、欧拉液体平衡微分方程( )A. 只适用于静止液体；B. 只适用于相对平衡液体；C. 不适用于理想液体；D. 理想液体和实际液体均适用5、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( )A. 单位体积液体所具有的能量；B.单位质量液体所具有的能量；C.单位重量液体所具有的能量；D.以上答案都不对。
6、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( )A. h1＞h2B.h1＜h2C. h1 = h2D.无法确定7、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( )A. 恒定均匀流B. 非恒定均匀流C. 恒定非均匀流D.非恒定非均匀流8、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是（）A. 互相平行的直线；B.互相平行的曲线；C. 互不平行的直线；D. 互不平行的曲线。
9、按普朗特动量传递理论，紊流的断面流速分布规律符合（）A. 对数分布；B. 椭圆分布；C. 抛物线分布；D.直线分布。
10、圆管均匀层流与圆管均匀紊流的（）A.断面流速分布规律相同；B.断面上切应力分布规律相同；C.断面上压强平均值相同；D.水力坡度相同。
水力学复习题目PPT课件
解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内 的计算断面建立能量方程
Hhw(4lR)2vg 2
计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数
RAd/40.22m 5
0.220.51.01.9
将参数代入上式计算，可以求解得到
v4.26m 4 /s QvA2.71m 33/s 即倒虹吸管内通过的流量为2.713m3/s 。
p 2 p 1 2 ( v 1 2 v 2 2 ) 3 1 2 5 ( 2 .12 2 4 .7 3 2 ) 7 2 . 7 8 5 K 4p
取1-1与2-2断面的水体为控制体如图
列动量方程 x方向：
P 1 P 2 c6 o R 0 s Q x ( v 2 c6 o v 0 1 ) s
hj
v22
2g
进 弯 口 阀 0 0 .5 . 0 3 1 .6 2 .
1.26
hj
1.06 29
0 .8
.1
4m
所以
1.26
H
13.605.11 43.92m
29.8
水塔需要13.92m高。
⑥ 有一水平放置管道，其个有—直径由d1=30cm渐变到d2 ＝20cm的弯段，弯角θ＝60°，其平面图如图所 示．已加弯段首端断面1中心点动水压强p1=35000N /m2。当通过管道的流量Q=0.15m3/s时，忽略弯段的水 头损失，求水流对弯段管壁的水平作用力及其方向。
水力学复习题 目
② 水中某处的位置高度z代表单位重量水体的
，
p/γ代表单位重量水体的
。
答：位能 压能
③ 运动要素不随 变化而变化的水流称为恒定流。
山东省考研水利工程复习资料水力学与水利工程建设技术剖析
山东省考研水利工程复习资料水力学与水利工程建设技术剖析山东省考研水利工程复习资料：水力学与水利工程建设技术剖析引言水力学与水利工程建设技术是水利工程专业的重要课程内容，也是水利工程师必须熟练掌握的知识点。
本文将通过对山东省考研水利工程复习资料的分析，剖析水力学与水利工程建设技术的关键概念、原理与应用，旨在帮助考生深入理解相关知识，并提供切实有效的复习指导。
一、水力学的概念与原理1.1 水力学的定义水力学是研究液体在受力作用下运动和变形规律的学科，主要包括力学和流体力学两个方面。
1.2 流体的基本性质流体是指能够流动的物质，具有流动性、变形性和连续性的特点。
其基本性质包括密度、粘度、表面张力和压力等。
1.3 流体静力学流体静力学研究不受外力作用时流体处于静止平衡状态的性质和规律。
其中，压力是流体静力学的重要概念之一，它与流体的密度和深度有关。
1.4 流体动力学流体动力学研究流体在受外力作用下的运动和变形规律。
其中，伯努利定律、连续性方程和动量方程是流体动力学的基本原理，对于分析流体流动具有重要意义。
二、水利工程建设技术的剖析2.1 水利工程的基本概念水利工程是指利用水资源，对江河湖泊、水库、水闸、水电站、引、排水设施等进行规划、设计、施工和管理的综合工程体系。
其具体包括水文学、水资源开发利用、水利工程施工、水利工程管理等方面内容。
2.2 水利工程建设的重要技术2.2.1 水工建筑技术水工建筑技术是指在水库、河道等水利工程中，利用各种材料和技术手段，建造起承载水力力学作用的建筑物。
其设计与施工需要考虑诸多因素，如坝型选择、堆石方式、渗流控制等。
2.2.2 水利水电设备技术水利水电设备技术是指在水利工程中使用的各种设备和机械工具，如水泵、水轮机等。
其设计、选型和调试等环节，直接关系到水利工程的运行效率和安全性。
2.2.3 水利工程治理技术水利工程治理技术是指对河道、水库等进行环境整治和生态修复的方法和技术。
20120308水力学第一章第二部分
作用点距闸门底部的斜距
e
P距平面的斜距
L(2h1 h2 ) 2.79m （ h1=10，h2=10+6sinα） 3(h1 h2 )
四、压力体
压力体是所研究的曲面（淹没在静止液体中的部分）到自 由液面或自由液面的延长面间投影所包围的一块空间体积。 其计算式
V p hdAz
A
是一个纯数学体积计算式。作用在曲面上的垂直分力的大 小等于压力体内液体的重量，并且与压力体内是否充满液 体无关。
1. 压力体的种类
压力体仅表示 Ahd Az 的积分结果(体积)，与该体积内是否有液体存在无关。
hD FP hc
O
FP pc A ghc R2 246kN
R4
IC LD LC hC 4 8.03m LC A hC A
L
答：该闸门上所受静水总压力的大小为246kN，方向向右，在水面下8.03m处。
结论ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 1. 当平面面积与形心深度不变时，平面上的总压力大小与平面倾角 θ 无关；
FP
2. 压力中心（作用点）
O
hc
dFP
C
α h
D
依合力矩定理，
L
dA D
M（b，L） C LC
b
FP LD L dFP L gL sin dA g sin L2dA
A A A
其中Ib= L dA 为平面对Ob轴的面积惯性矩，记为I b
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第一章
1、水力学三大假定：理想液体假定、连续介质假定、不可压缩液体假定。
2、液体具有运动状态下抵抗剪切变形的能力，称为液体的黏滞性。
3、凡通过这种接触面(自由面)而起作用的力，称为表面力。
作用于每个液体质点并通过液体的质量而起作用的力，称为质量力。
第二章
1、切取一部分静止液体，作用面面积为△W，其上作用力为△P，则当面积缩小到一点时，平均压强△P/△W的极限值定义为该点的静水压强，即p=lim△P/△W。
2、静水压强两个特性：一是它的方向和作用面的内法线方向一致；二是任意一点上各个方向的静水压强的大小都相等。
3、液体中压强相等的各点所组成的面叫做等压面。
4、静水压强的表示（1）以设想的不存在任何气体的绝对真空状态作为计算零点的压强称为绝对压强。
以当地的大气压作为计算零点的压强称为相对压强。
（2）①以应力形式表示，单位：②以液柱高度表示，单位是m水柱或m汞柱③用大气压的倍数来表示，单位
三个表示方法的关系是：1工程大气压=760mm汞柱=10m水柱=98kPa
5、水静力学基本方程：p=p0+γh
第三章
1、描述液体运动有两种不同的方法：一是研究个别液体质点在不同时刻的运动情况（拉格朗日法），另一种是描述同一时刻液体质点在不同空间点的运动情况（欧拉法）。
2、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。
某一瞬时，在流场画出这样一条光滑曲线，这条曲线上任意一点在该瞬时的速度矢量在该点处与曲线相切，这条曲线就称为该瞬时的一条流线。
3、与元流或总流的流线相垂直的横断面，称为过水断面。
单位时间内通过某一过水断面的液体的数量，称为流量。
4、若流场中的任何空间点上的所有运动要素都不随时间而变化，这种流动称为恒定流。
若流场中任何空间点上有任何一个运动要素是随时间而变化的，这种流动称为非恒定流。
当流场中的所有流线是相互平行的直线时，该流动称为均匀流。
当流场中的流线不是相互平行的直线，该流动称为非均匀流。
当流场中的流线虽然不是相互平行的直线，但几乎近似于平行直线的流动，称为渐变流。
若水流的流线之间夹角很大或流线弯曲较大，这种水流称为急变流。
5、不可压缩液体恒定一元流的连续性方程：dQ1=dQ2=dQ。
恒定总流的连续性方程：Q1=Q2=Q
不可压缩理想重力液体恒定元流的能量方程：z+p/γ+u²/2g=常数。
考虑能量损失的不可压缩实际液体恒定元流的能量方程：z1+p1/γ+u1²/2g=z2+p2/γ+u2²/2g+h′6、实际液体流动的总水头沿流程的降低值与流程长度之比，称为总水头线坡度，也称水力坡度。
7、
因均匀流沿流程的流动情况不变，则过水断面上切应力的大小及分布沿流程不变，这种切应力称为沿程阻力。
在流动过程中，要克服这种摩擦阻力就需要做功，单位质量液体由于沿程阻力做功所引起的机械能损失称为沿程水头损失。
8、在急变流段上所产生的流动阻力称为局部阻力，相应的水头损失称为局部水头损失。
9、液体流动存在两种形态，即层流和紊流。
10、流态的判别标准：Re<Rec，则v<vc，流动是层流；Re>Rec，则v>vc，流动是紊流；Re=Rec，则v=vc，流动是临界流。
第四章
1、明渠均匀流的水力特性：（1）过水断面的形状、尺寸及水深沿程不变，过水断面上流速的大小、方向及分布沿程不变，因此过水断面上的平均流速v、动能修正系数α、动量修正系数β也能沿流程不变，所以流速水头αv²/2g也沿流程不变。
（2）由于流线为平行直线，所以过水断面上压强满足静水压强分布规
律。
（3）基于上述原因，总水头线为平行于水面的直线；而水深流程不变，水面线又平行于底坡。
所以总水头线坡度J、测压管水头线坡度Jp、渠底坡度i这三个坡度相等，即J=Jp=i。
2、明渠均匀流产生的条件：（1）渠底高程必须沿程降低，即i>0（顺坡），且i沿程不变；（2）渠道必须是长而直的棱柱形渠道，过水断面的大小及形状、渠道表面的粗糙系数n都应沿程不变；（3）渠道中的流量应恒定不变。
3、当渠道的i、n及过水断面面积w一定时，使渠道所通过的流量最大的那种断面形状称为水力最优断面。
4、所谓允许流速，是指对渠身不会产生冲刷，也不会使水中悬浮的泥沙在渠道中发生淤积的断面平均流速。
第五章
1、佛汝德数Fr是明渠水流的重要判别数，可以作为判别缓流、急流和临界流的标准。
即Fr<1，则明渠水流为缓流；Fr>1,则明渠水流为急流；Fr=1，则明渠水流为临界流。
2、Es=h+αv²/2g，断面比能Es是指某一过水断面以最低点为基准起算的液流所具有的平均比能。
其特点：（1）临界流的断面比能最小，缓流和急流的断面比能都比较大，并且可能是缓流，也可能是急流（2）缓流的水深愈大，则断面必能愈大；急流的水深愈小，断面比能愈大；临界流则水深稍有变动，断面比能不变；（3）缓流的断面比能中，动能只占很小一部分；急流的断面比能中，动能占较大部分；临界流中的动能约占1/3(矩形断面恰好占1/3,其他形状的断面接近于1/3)。
3、Q=w（2g（Es—h））½，流量为最大值，所对应的水深恰好等于临界水深hk。
当正常水深恰等于临界水深时，其相应的渠道底坡称为临界坡度ik。
4、明渠缓流向急流过渡时水面急剧下降的局部水力现象，称为水跌。
水跃是明渠水流从急流转变到缓流时，水面突然升高的一种局部水力现象。
5、水流从构造物顶上溢流的水力现象称为堰流，这种构造物称为堰。
6、堰的类型：（1）薄壁堰：δ/H<0.67。
（2）实用堰：0.67<δ/H<2.5。
（3）宽顶堰：2.5<δ/H<10。
7、按堰下游水位对堰的过流能力的影响程度，将堰的出流分为自由出流和淹没出流两类：（1）自由堰（2）淹没堰。
8、消能方式：（1）底流式消能（2）面流式消能（3）挑流式消能。