水力学计算例题

水力学例题

例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为μ的牛顿流体所充满。

当旋转角速度为ω，锥体底部半径为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。

解：M=⎰⎰⎰⎰====Kdhr KdA rKdAr Ku dAr322cos 2πμωαπμωωμμτ=HK Rαπμωcos23而22cos RHH+=α;故：M=2232RHKR+⨯πμω例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。

解：坐标只能建在水面上。

A kp p 807.91807.9=⨯=aB kp p 300.18)231(807.9=+⨯=KNp p P BA 050.14112=⨯⨯+=h h Ay I y y C C C C C D 6.160sin 433.112160sin 433.1160sin 121160sin 03=+=⨯⨯+=+=0=D x矩形和圆形的C y 和C I 值矩形：2hy C =123bhI C =圆形：r y C =44rI C π=例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3mh H A h 3,21313211221=∴⨯==γγ mh H A h 45.2,213232212222=∴⨯==γγm h h h h m h h c 091.22718.0121212=-+==-m Ah J h y c xc c 11.2718.0091.212)718.0(091.2322=⨯+=+=mh H h h m h H c 725.2255.02232=-+==-mAh J h y c xc c 73.2725.212)55.0(725.22333=+=+=mh h h h h h h y m h y 11.22)(31,15.1322121121211=++-+===。

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水力学题（完整资料）.doc【最新整理，下载后即可编辑】⒈在倾角θ=30°的斜面上有一厚度为δ=0.5 mm的油层。

一底面积A=0.15m2，重G=25N的物体沿油面向下作等速滑动，如图所示。

求物体的滑动速度u 。

设油层的流速按线性分布，油的动力粘度μ=0.011 N·s/ m2。

2．有一与水平面成倾斜角α=60°的自动翻版闸门，如图所示。

当上游水深超过h1= 2.5m，下游水深h2= 0.5m时，闸门便自动开启。

求翻板闸门铰链的位置l值。

（不计摩擦力和闸门自重）3．有一水电站的水轮机装置，如图所示。

已知尾水管起始断面1的直径d=1 m ，断面1与下游河道水面高差h=5 m。

当通过水轮机的流量Q=1.5 m3/s 时，尾水管（包括出口）水头损失h=1.5m 。

求断面1的动水压强。

4．某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路基下修建圆形断面涵洞一座，如图所示，已知涵洞设计流量（即渠道流量）Q=1 m3/s ，涵洞上下游允许水位差z =0.3 m ，涵洞水头损失1h ω =1.4722v g (v 为洞内流速)。

涵洞上下游渠道流速极小。

求涵洞直径d 。

5．图示一从水库引水灌溉的虹吸管，管径d=10 cm ，管中心线的最高点B 高出水库水面2 m 。

管段AB （包括进口）的水头损失AB h ω=3.522v g ，管段BC 的水头损失BC h ω=1.522v g (v 为管中流速)。

若限制管道最大真空高度不超过6 m 水柱，问：（1）虹吸管引水流量量有无限制？如有，最大值为多少？（2）水库水面至虹吸管出口的高差h 有无限制？如有，最大值为多少？B6．有一大水箱，水箱面积很大，下接一管道，如图所示。

已知大管和收缩段管径分别为d 1=5 cm 和d 2=4 cm ，水箱水面与管道出口中心点的高度差H =1 m 。

如不计水头损失，问容器A 中的水是否会沿管B 上升？如上升，上升高度h 为若干？7．有一从水箱引水的管道如图所示。

《水力学》期末复习计算试题及答案

《水力学》期末复习计算试题及答案一、填空题1. 流体静力学中，静止流体内部任一点的压力称为该点的______。

答案：静压强2. 在流体力学的伯努利方程中，流速增加时，流体的______势能会减小。

答案：动3. 流体力学中，描述流体流动的连续性方程为：流量Q = ___________。

答案：ρvA（ρ为流体密度，v为流速，A为流通截面面积）二、选择题1. 下列哪个现象表明流体具有粘滞性？A. 液滴在空气中下落B. 油在水中的扩散C. 水在玻璃管中流动时，管壁附近的流速较慢答案：C2. 下列哪个方程描述了流体在流动过程中的质量守恒？A. 连续性方程B. 动量方程C. 伯努利方程答案：A三、计算题1. 一水平管道直径为100mm，管道中水流的流速为1.5m/s，水流的温度为20℃。

求管道中水的流量和管道中的压力损失。

解题步骤：（1）计算水的流量Q根据流量公式Q = ρvA，其中ρ为水的密度，取1000kg/m³；v为流速，取1.5m/s；A为管道截面积，A = πd²/4，其中d为管道直径，取100mm = 0.1m。

Q = 1000 * 1.5 * π * (0.1)² / 4 = 0.0471 m³/s（2）计算管道中的压力损失由于管道为水平，不考虑重力影响，压力损失主要由摩擦产生。

根据摩擦损失公式 h = f * (L/d) *(v²/2g)，其中f为摩擦系数，取0.01；L为管道长度，取10m；d为管道直径，取0.1m；v为流速，取1.5m/s；g为重力加速度，取9.8m/s²。

h = 0.01 * (10/0.1) * (1.5²/2*9.8) = 0.113m2. 一圆柱形水箱，直径为2m，高为4m，水箱内装满水。

水箱底部有一圆形孔口，直径为0.1m。

求孔口处的水流速度和流量。

解题步骤：（1）计算孔口处的水流速度v根据伯努利方程，v² = 2gH，其中g为重力加速度，取9.8m/s²；H为水箱内水面到孔口的高度，取4m。

水力学试题(计算题)

水力学试题（计算题）0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题0.60.7 （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，试求该水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？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？题1.232.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.212.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.Q.V0sin2α，并求出Q1与Q2各为多少？题2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D ＝3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？题2.232.24 射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

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1、如图所示，用多管水银测压计测水箱表面的压强。

图中高程的单位为试求水箱表面的相对压强。

（水银的密度〃 = 13600松/〃砂）2、如图所示，密度Q = 920Ag/W的油在管中流动。

用水银压差计测量长度/ = 3m的管流的压差，其读数为Nh = 90mm.已知管径d = 25mm,测得的油的流量Q = 4.5xl0'4m3/5 ,试求油的运动粘性系数。

3、图示一密闭容器，上层为空气，中层为P=800kg/m3的石油，下层为P=1200kg/m3的甘油。

试求：当测压管中甘油表面高程为9.14m时压力表G的读数。

9.14m4.如图所示，一矩形平板闸门AB,宽b=2m,与水平面夹角a =30°,其自重G=19. 6kN,并钗接于A点。

水面通过A点，水深h=2. Im,试求打开闸门的最大铅直拉力T。

题型一：曲面上静水总压力的计算问题（注：千万注意方向，绘出压力体）1、AB曲面为一圆柱形的四分之一，半径R=0.2m,宽度（垂直纸面）B=0.8m,水深H=1.2m,液体密度p =850kg/m3, AB曲面左侧受到液体压力。

求作用在AB曲面上的水平分力和铅直分力。

（10分）解：（1）水平分力：P x =yh c A z =pg{H-^ RB ................... （3 分）n 2=850x9.8x（1.2-奇-）*0.2x0.8 = 1466.IN ,方向向右（2 分）。

（2）铅直分力：绘如图所示的压力体，则P z=yV= pg （H-R）R +警（3分）B3 14x 0 2，= 850x9.8x （1.2-0.2）x0.2 + — ------ --- x0.8 = 15411,方向向下（2 分）。

42.有一圆滚门，长度l=10m,直径D=4. 2m,上游水深Hl=4. 2m,下游水深H2=2. Im,求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。

解题思路：（1）水平分力：1 。

水力学例题

例题1：如下图所示，一圆锥体绕自身轴线等速旋转，锥体与固定壁面间的距离为K ，空隙全部被动力粘滞系数为μ的牛顿流体所充满。

当旋转角速度为ω，锥体底部半径为R ，高为H ，求作用于圆锥的阻力矩。

解：M=⎰⎰⎰⎰====Kdh r K dA r K dAr K u dAr 322cos 2πμωαπμωωμμτ=H K Rαπμωcos 23而22cos RH H +=α;故：M=2232RH K R +⨯πμω例题2：涵洞进口处，装有与水平线成600倾角而边长为1m 的正方形平板闸门（AB=1m ），求闸门所受静水总压力的大小及作用点。

解：坐标只能建在水面上。

a A kp p 807.91807.9=⨯=a B kp p 300.18)231(807.9=+⨯=KN p p P BA 050.14112=⨯⨯+=h h A y I y y CC C C CD 6.160sin 433.112160sin 433.1160sin 121160sin 0030=+=⨯⨯+=+=0=D x矩形和圆形的C y 和C I 值矩形：2h y C = 123bh I C =圆形：r y C = 44r I C π=例题3：一直立矩形闸门，用三根工字梁支撑，门高及上游水深H 均为3m,把此闸门所受静水压强分布图分为三等份，每根工字梁分别设在这三等份的重心，求三个工字梁的位置？解：设静水压力分布图的面积为A ，则每一等份为A/3m h H A h 3,21313211221=∴⨯==γγ m h H A h 45.2,2132********=∴⨯==γγm h h h h mh h c 091.22718.0121212=-+==-m A h J h y c xc c 11.2718.0091.212)718.0(091.2322=⨯+=+= m h H h h mh H c 725.2255.02232=-+==-m A h J h y c xcc 73.2725.212)55.0(725.22333=+=+=mh h h h h h h y m h y 11.22)(31,15.1322121121211=++-+===。

水力学试题计算题

水力学试题（计算题）如图所示有一×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题（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，试求该水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？如图示，闸门AB宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为－14700N／m2，在右侧箱中油的容重γ0＝m2，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？题贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。

题设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.α，并求出Q1与Q2各为多少？题水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D＝3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？题射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝，求平板的质量为多少？题如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z ＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

水力学例题 (1)

第1章绪论例1：已知油品的相对密度为0.85，求其重度。

解：3/980085.085.0m N ⨯=⇒=γδ例2：当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。

解：0=+=⇒=dV Vd dM V M ρρρρρd dV V -= Padp d dp V dV E p 84105.2105%02.01111⨯=⨯⨯==-==ρρβ例3：已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/sμ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F绘制：平板间流体的流速分布图及应力分布图解：（前提条件：牛顿流体、层流运动）dy du μτ= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=⇒2221110h u h u V μτμτ 因为 τ1＝τ2 所以sm h h Vh u h uh u V /23.02112212211=+=⇒=-μμμμμN h uV A F 6.411=-==μτ第2章水静力学例1：如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。

解：分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合0=+s gz ax 等压面与x 轴方向之间的夹角g a tg =θPaL tg H h p A A 177552=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅+==θγγ PaL tg H h p B B 57602=⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-==θγγ例2：（1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0作用于顶盖上的压强：g r p 222ωγ=（表压）（2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡压强分布规律：Cz gr p +-⋅=)2(22ωγ边缘A 、B 处：r ＝R ，z ＝0，p ＝0g R C 222ωγ-=作用于顶盖上的压强：()2222r R gp --=ωγ例3：已知：r 1，r 2，Δh求：ω0 解：212120=-s z gr ω （1）222220=-s z gr ω （2）因为 h z z s s ∆==21所以212202r r h g -∆=ω例4已知：一圆柱形容器，直径D ＝1.2m ，完全充满水，顶盖上在r 0＝0.43m 处开一小孔，敞开测压管中的水位a ＝0.5m ，问此容器绕其立轴旋转的转速n 多大时，顶盖所受的静水总压力为零？已知：D ＝1.2m ，r 0＝0.43m ，a ＝0.5m 求：n解：据公式 )(Z d z Y d y X d x dp ++=ρ 坐标如图，则 x X 2ω=，y Y 2ω=，g Z -= 代入上式积分：C z gr p +-⋅=)2(22ωγ （*）由题意条件，在A 点处：r ＝r 0，z ＝0，p ＝γa 则 C gr a +-⋅=)02(202ωγγ 所以 )2(202gr a C ωγ-⋅=所以 )2()2(20222gr a z gr p ωγωγ-⋅+-⋅= 当z ＝0时： )2(220222gr a gr p ωγωγ-⋅+=它是一旋转抛物方程：盖板上静压强沿径向按半径的二次方增长。

解题步骤
解：（1）求管中通过的流量Q 如图所示
P0 0.25Pa 0.25 98000 24500 h p0 24500 2.5m 9800
又 H1 l sin 30。 15.3sin 30。 7.65m Ha h H H1 2.5 15 7.65 25.15m
以管道出口中心所在的水平面N-N为基准面，对0-0和4-4 断面列能量方程式：
0.3 v12 2g
,
试求当
z为5m时1-1断面处的
3 3
解题步骤
解：由连续原理得2-2断面的平均速度
v2
( d1 d2
)2 v1
(0.6) 6 0.9
2.67 m/s
以液面为基准面，列2-2断面和3-3断面的能量方程
（不计出口断面的水头损失）
h
p2
a 2 v22 2g
z3
p3
a3v32 2g
p2
，
已知z1为2.5m,
z2为2.6m.
解题步骤
解：
由连续原理求得
v1
Q A1
0.02 0.05
0.4m/s
v2
Q A2
0.02 0.02
1m/s
由1-1，2-2的能量方程可求得 p1
z1
p1
1v12
2g
z2
p2
2v22
2g
hw
解题步骤
p2
z1
p1
1v12
2g
z2
解题步骤
Ha
2 4
2g
v4 2gH2 29.8 25.15 22.2m s
则
Q v4 A4
v4
d42
4
22.2

水力学试题(计算题)名师制作优质教学资料

水力学试题（计算题）0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题0.60.7 （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，试求该水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？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？题1.232.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.212.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.Q.V0sin2α，并求出Q1与Q2各为多少？题2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D ＝3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？题2.232.24 射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

水力学试题(计算题)(试题参考)

水力学试题（计算题）0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题0.60.7 （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，试求该水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？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？题1.232.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.212.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.Q.V0sin2α，并求出Q1与Q2各为多少？题2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D ＝3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？题2.232.24 射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

水力学习题(上)

1-1 已知某水流流速分布为10/172.0y u =，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为m 。

（1）求y=0.1、0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数s cm /1010.02=ν，计算相应的切应力。

解:(1)依题知①当y=0.1时，s y dy du19.01.0572.0)1.0(072.0--=≈⨯= ②当y=0.5时，19.05.0134.0)5.0(0072.0--=≈⨯=s dy duy ③当y=1.0时，19.01.0072.0)0.1(072.0--==⨯=s dy duy（2）依题知①当y=0.1时，Pa 41078.5572.000101.0-⨯≈⨯=τ②当y=0.5时，Pa 41035.1134.000101.0-⨯≈⨯=τ③当y=1.0时，Pa 41027.7072.000101.0-⨯≈⨯=τ1-2 已知温度20℃时水的密度3/2.998m kg =ρ，动力粘滞系数23/10002.1m s N ⋅⨯=-μ，求其运动粘滞系数ν？解：1-3 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1）容器静止时；（2）容器以等加速度g 垂直向上运动；（3）容器以等加速度g 垂直向下运动。

解：（1）依题知（2）依题知gmgg mmg mg f f f z y x 2,0-=--===(3)依题知gmg 0,0=-===mmg mg f f f z y x1-4 根据牛顿内摩擦定律，推导动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν的量纲。

1-5 两个平行边壁间距为25mm ，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa ·s 的油，有一mm 250mm 250⨯的平板，在距一个边壁6mm 的距离处以s /mm 150的速度拖行。

设平板与边壁完全平行，并假设平板两边的流速分布均为线性，求拖行平板的力。

1-6 一底面积为40×45cm 2的矩形平板，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，斜面倾角θ=22.62º，如图所示。

水力学第三版课后练习题含答案

答案：
水的重量为：
w =γV = 1000×10×π(4/2)^2×5 = 314150 N
水的压力为：
p =γh = 1000×5 = 5000 Pa
3. 结论
以上是水力学第三版中的一些基础练习题，希望对读者能有所帮助，更好地理解和掌握水力学的知识点。另外，需要注意的是，在计算的过程中需要保证单位的一致性，避免因单位不同而导致计算结果出现偏差。
p = γh = 1000×2 = 2000 Pa
2.2.2. 练习题
3.一段长10m，宽为2m的水沟，水深为2m。求该水沟中水的重量和水的压力。
答案：
水的重量为：
w =γV = 1000×10×2×10×2 = 400000 N
水的压力为：
p = γh = 1000×2 = 2000 Pa
3.一个直径为4m的圆形水池，水面高度为5m。求该水池中水的压力和水的重量。
水力学第三版课后练习题含答案
1. 问题描述
在水流动中，常会涉及到一些基本的概念和公式。以下为水力学第三版中的一些基础练习题，帮助读者更好地理解和掌握这些知识点。
2. 水力学练习题
2.1. 第一章
2.1.1. 例题
1.一个直径为10cm的圆形水管中，水流速度为2m/s，求该管中的中的水流量为：
答案：
根据公式Q=bhv可得，该沟中的水流量为：
Q = 2×1×0.5×10 = 10 m^3/s
2.2. 第二章
2.2.1. 例题
1.一个长10m，宽为3m的矩形水槽中，水深为2m。求该水槽中水的重量和水的压力。
答案：
水的重量为：
w =γV = 1000×10×10×3×2 = 600000 N
水的压力为：

水力学练习题

水力学练习题水力学是研究液体运动规律及其与固体边界相互作用的科学，以下是一些水力学练习题，供学习者练习：1. 静水压力计算某容器底部受到的静水压力为2.4×10^5 Pa，求该容器底部的深度。

2. 伯努利方程应用在一水平管道中，水的流速从2 m/s增加到4 m/s，假设管道的横截面积保持不变，求水的压强变化。

3. 流速和流量的计算已知一河流的横截面积为50 m²，流速为1.5 m/s，求该河流的流量。

4. 雷诺数的计算某管道内水流的直径为0.2 m，流速为2 m/s，水的密度为1000kg/m³，动力粘度为0.001 Pa·s，求该水流的雷诺数。

5. 临界雷诺数的判断给定一管道内水流的雷诺数为2000，判断该水流是层流还是湍流。

6. 水头损失计算在一长为100 m，直径为0.5 m的管道中，水以2 m/s的速度流动，求沿程水头损失。

7. 孔口出流问题一个圆形孔口的直径为0.1 m，水从孔口自由出流，求出流速度和出流量。

8. 明渠流的计算某明渠的底部宽度为2 m，水深为1 m，流速为1 m/s，求明渠的流量和水力半径。

9. 水跃现象分析在一宽为4 m的矩形渠道中，水从上游以2 m/s的速度流入，下游水深为0.5 m，分析是否会产生水跃，并计算水跃的位置。

10. 水力梯度线和能量梯度线在一倾斜的管道中，水流速度从上游的1 m/s增加到下游的2 m/s，求水力梯度线和能量梯度线的变化。

11. 水轮机效率计算已知一水轮机的输入功率为100 kW，输出功率为80 kW，求该水轮机的效率。

12. 泵的扬程计算某泵的流量为50 m³/h，功率为15 kW，求该泵的扬程。

13. 波浪理论应用在一开放海域，波浪高度为 2 m，周期为10 s，求该波浪的波长。

14. 潮汐能计算某海域的潮汐高度差为5 m，平均流速为1 m/s，求该海域的潮汐能。

15. 流体静力学平衡问题一圆柱形容器内装满水，水的深度为3 m，求容器底部的静水压力。

水力学典型例题

典型例题【例1】两个平行固定边壁间距为25mm，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa·s的油，有一的平板（该平板厚1mm），在距一个边壁4mm的距离处以的速度拖行。

设平板与边壁完全平行，并假设平板两边都系线性流速分布，求拖行平板的力。

【解】由牛顿内摩擦定律，内摩擦力平板两边的流速分布为线性，则平板两边的速度梯度分别为所以由于平板以匀速拖行，因此拖行平板的力F与内摩擦力相等，即：【例2】下图为一溢流坝上的弧形闸门。

已知：R＝10m，闸门宽b=8m，。

求作用在该弧形闸门上的静水总压力的大小和方向。

【解】（1）水平分力铅直投影面如图，，方向向右。

（2）铅直分力压力体如图abcde，A cde=扇形面积ode－三角形面积ocd＝＝4.52m2，方向向上。

（3）总压力（4）作用力的方向合力指向曲面，其作用线与水平方向的夹角【例3】如图溢流坝，上游断面水深h 1=1.5m ，下游断面水深h 2=0.6m ，略去水头损失；求水流对2m 坝宽（垂直纸面）的水平作用力。

注：上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m 3，g=10m/s 2。

【解】以1-1与2-2断面及沿坝面（包括上下游部分河床边界）与水流自由表面所围成的空间作为控制体，并取沿水流方向为x 正向。

（1）求上、下游断面的流速以河床为基准面，对1-1与2-2断面写能量方程式因为 p1 = p2 = p ， α，1α=2α=1，于是（a ）由连续方程得（b）=1.5m ，代入式（a）和（b）将hν=1.83 m/s ，可求得（2）求1-1断面和2-2断面的动水压力（3）计算过水断面的流量（4）沿x方向写动量方程式令坝面对水体的反作用力在水平方向的分力为R，方向向左。

沿x方向的动量方程为所以坝面对水体的反作用力R的方向与所设的方向相同。

水流对坝面的作用力与R大小相等，方向相反。

水力学试题(计算题)知识分享

水力学试题（计算题）0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝1m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题0.60.7 （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，试求该水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？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？题1.232.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.212.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P＝ρ.Q.V0sin2α，并求出Q1与Q2各为多少？题2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D ＝3.0m，两个分岔管直径d=2.0m，转角α＝1200，主管末断压强p＝294KN/m2，通过总流量Q＝35m3/s，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求水对支座的总推力为若干？题2.232.24 射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上，平板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔面积A＝1m2，孔口的流量系数μ＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

新版水力学试题(计算题)课件.doc

水力学试题（计算题）0.6 如图所示有一0.8 ×0.2m 的平板在油面上作水平运动，已知运动速度μ＝21m/s，平板与固定边界的距离δ＝1mm，油的动力粘滞系数为 1.15N.S/m，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。

题0.63 的水，当压强增加了 5 个大气压时容积减少 1 升，试求该0.7 （1）容积为4m水的体积弹性系数K。

（2）又为使水的体积相对压缩1／1000，需要增大多少压强？2 1.23 如图示，闸门AB 宽1.2m，铰在A 点，压力表G 的读数为－14700N／m ，在右侧箱中油的容重γ0＝8.33KN/m2，问在 B 点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡？题1.232.21 贮水器内水面保持恒定，底部接一铅垂直管输水，直管直径d1＝100mm，末端收缩管嘴出口直径d2＝50mm，若不计水头损失，求直管中A、B 两断面的压强水头。

1题 2.212.22 设有一股自喷咀以速度 V 0 喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成角的固定平面壁上，当水流冲击到平面壁后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，（流动在一个水平面上），并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力，试推证沿着2射流方向施加于平面壁上的压力 P ＝ρ.Q.V 0sin ，并求出 Q 1 与 Q 2 各为多少？题 2.222.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段，用混凝土支座固定，已知主管直径D 0 ＝3.0m ，两个分岔管直径 d=2.0m ，转角＝120 ，主管末断压强 p ＝ 294KN/m2 ， 3/s ，两分岔管的流量相等，动水压强相等，损失不计，试求通过总流量 Q ＝35m水对支座的总推力为若干？题 2.23板为等厚度，边长为30cm，平板上缘悬挂在绞上，（绞磨擦力不计），当射流冲击到平板中心上后，平板偏转300，以后平板不再偏转。

设喷嘴直径d＝25mm，2喷嘴前渐变流起点处压力表读数为 1.96N/cm ，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数嘴＝0.3，求平板的质量为多少？题2.242.25 如图所示船闸，闸室长l=100m，宽b=10m，上、下游闸门上的充放水孔2面积A＝1m ，孔口的流量系数＝0.65，上游孔口的作用水头H＝2m，上、下游水位Z＝4m，试求（1）闸室的充水时间T1（充水时下游放水孔全闭，上游充水孔全开）。

水力学课后计算题及答案解析

水力学课后计算题及答案第一章绪论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yuAT 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。

水力学典型例题2

2 × 0.707
2 × 0.707
= 140346 − 43316 = 97030 Ν
由于矩形平面压力中心坐标
yD
=
yc +
Jc yc A
=
L + b L3 12 2 ( L 2 ) bL
=
2L 3
根据合力矩定理，对通过O点垂直于图面的轴取矩，得
FI 0
=
F1
l1 3
−
P2l2 3Fra bibliotek=F1
H1
3 sin α
[例4]如图所示，一矩形闸门两面受到水的压力，左边水
深 H1 = 4.5m，右边水深 H2 = 2.5m ，闸门与水面成 α = 450倾斜角。假设闸门的宽度 b = 1m，试求作用在闸门上的总压力及其作用点。
[解]作用在闸门上的总压力系左右两边液体总压力之差，
即 F = F1 − F2
因此
l1 P
−
F2
H2
3 sin α
所以
l0
=
F1H 1 − F2 H 2
3P sin α
= 140346 × 4.5 − 43316 × 2.5 3 × 97030 × 0.707
= 2.54 m
这就是作用在闸门上的总压力的作用点距闸门下端的距离。
【例5】如图，涵洞进口装有一圆形平板闸门，闸门平面与水平面成 60º ，铰接于 B 点并可绕 B 点转动，门的直径 d=1m，门的中心位于上游水面下4m，门重G=980N。当门后无水时，求从A处将门吊起所需的力T。
H c1
=
H1 2
, A1
=b
l1
= b H1

水力学习题集

水力学习题集一、流量计算题1.计算一个圆形管道的流量，已知管径为10cm，水速为2m/s。

计算结果保留两位小数。

2.计算一个矩形开放槽的流量，已知槽的宽度为1m，深度为0.5m，水速为1.5m/s。

计算结果保留两位小数。

3.计算一个圆形喷嘴的流量，已知喷嘴的直径为5cm，喷嘴的速度为10m/s。

计算结果保留两位小数。

二、压力计算题1.计算一个容器内的压力，已知容器的高度为2m，距离底部0.5m处的压力为300Pa。

计算结果保留两位小数。

2.计算一个水泵升水到10m高度需要的压力，已知水的密度为1000kg/m^3。

计算结果保留两位小数。

3.计算一个水塔底部的压力，已知水塔的高度为20m，水塔底部的密度为1000kg/m^3。

计算结果保留两位小数。

三、水力计算题1.计算一个水力机械的功率，已知水的流量为10m^3/s，水的高度差为100m。

计算结果保留两位小数。

2.计算一个水电站的发电量，已知水流经发电机的功率为2000kW，水的流量为100m^3/s，发电的时间为10小时。

计算结果保留两位小数。

3.计算一个喷泉的射高，已知喷泉的流量为10m^3/s，喷泉的流速为20m/s。

计算结果保留两位小数。

四、水力参数题1.计算一个水泵的效率，已知输入功率为1000W，输出功率为800W。

计算结果保留两位小数。

2.计算一个水力机械的效率，已知输出功率为400kW，输入功率为500kW。

计算结果保留两位小数。

3.计算一个水泵的扬程，已知输入功率为800W，效率为0.8，流量为0.2m^3/s。

计算结果保留两位小数。

以上是关于水力学习题集的一些例题，通过这些题目的计算，可以帮助大家更好地理解和运用水力学的知识。

希望能对大家的学习有所帮助！。