水力学辅导材料7
水力学辅导材料7： 一、第6章 明渠恒定流动（2） 【教学基本要求】
1、了解水跃和水跌现象，掌握共轭水深的计算，特别是矩形断明渠面共轭水深计算。
2、能进行水跃能量损失和水跃长度的计算。
3、掌握棱柱体渠道水面曲线的分类、分区和变化规律，能正确进行水面线定性分析，了解水面线衔接的控制条件。
4、能进行水面线定量计算。
5、了解缓流弯道水流的运动特征。 【内容提要和学习指导】 6.9水跃和水跌
（1）水流从缓流向急流过渡，水面经过临界水深h k ，形成水跌现象。水跌经常发生在跌坎处、由缓坡向陡坡过渡及水流由水库进入陡坡渠道等地方。
水流从急流跨过临界水深h k 变成缓流，形成急剧翻滚的旋涡，这种水力突变现象称为水跃，常发生在闸、坝的下游和由陡坡向缓坡的过渡。
（2）水跃存在急剧翻滚的表面旋涡要消耗大量的能量，是水利工程中经常采用的一种消耗水流多余能量的方式。
（3）在棱柱体水平明渠中，水跃的基本方程式为
（6—17）
即 J （h 1）=J （h 2） （6—18） J (h )称为水跃函数，水跃方程表明跃前断面的水跃函数值等于跃后断面的水跃函数值。我们把满足水跃方程的跃前断面水深h 1和跃后断面水深h 2称为一对共轭水深，。
（4）水跃共轭水深的计算是这一部分的重点。对于一般形状断面的明渠可以采用试算法和图解法。矩形断面明渠的共轭水深计算依据下列公式（要求掌握并记住）。 （6—19）
或 （6—20）
请注意：根据水跃函数曲线，跃前断面水深越小，，跃后断面的水深越大。 同时还要求能依据教材上提供的公式进行水跃能量损失和水跃长度的计算。
2
2
221
2
11gA Q c h A gA Q c h A +=+]181[2
1
22
2-+=Fr h h ]181[2
21
12-+=Fr h
h
（5）水跌也是急变流，当水流从缓流向急流过渡时，水深是连续地逐渐减小的。因此必定在某个位置水深正好等于临界水深h k ，通常这个位置在跌坎和从缓坡转向陡坡的变坡处略靠上游处，但距离很小。为方便分析起见，我们就认为跌坎和变坡处的水深为临界水深h k ，也就是认为当发生水跌现象时，跌坎或变坡处的水深就是已知水深h k 。
在后面将要讨论的明渠恒定非均匀流水面曲线的分析中，我们把已知水深的断面称为控制断面。水面线分析就是从已知水深的控制断面为起点，向上游或下游推进。所以在进行水面曲线分析中，首先需要确定控制断面。 6.10棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析
（1）棱柱体明渠渐变流水面曲线分析的基本方程是
（6—21）
（2）明渠水流中存在两条水深线：即正常水深线N —N 和临界水深线K —K ；明渠中存在5种底坡：即缓坡、陡坡、临界坡、平坡和逆坡。两条水深线把每一种底坡明渠的流动空间划分为2~3个流区，每个流区内能够形成一条水面曲线，因此共有12条不同型式的水面曲线，见图6—1。
为了区分不同的水面线，给每一条水面线标记代号，我们规定：在两条水深线之上、之间、之下的流区分别定义为a 、b 、c 区，用下标1、2、3、0和上角标“′”分别表示缓坡、陡坡、临界坡、平坡和逆坡。同时定义水深沿流程增加的水面线为壅水曲线，水深沿流程减小的水面线为降水曲线。
（3）根据（6—21）式分析，可以得到棱柱体明渠12条水面曲线，见图6—1所示。这12条水面线存在如下规律：
2
2
Fr
12
--=
K Q
i ds
dh
图6—1
a ） 凡是a 、c 区的水面线必定是壅水曲线，凡是
b 区的水面线一定是降水曲线。 b ） 正坡长直渠道的上下游相当远的地方可以看作是均匀流，其水深等于正常水深。
c ） 水面线趋近于临界水深线K —K 时，趋向于与K —K 线正交，即会发生水跃或水跌。水面线趋近于正常水深线N —N 时，会向N —N 线渐近。
d ） a 型水面线的下游和b 0、b ＇型水面线的上游都渐近于水平线。
e ）因为外界干扰在急流中不能向上游传播，所以急流的控制断面在上游；而缓流正好相反，它的控制断面在下游。
f ）当两段底坡不同的渠道，它们的水面线相连接时，按下列情况去分析： i ）从缓流向急流过渡会形成水跌，由急流向缓流过渡必定会产生水跃。 ii ）由缓流向缓流过渡只影响上游，下游仍为均匀流；由急流向急流过渡只影响下游，上游仍为均匀流。
iii ）临界底坡中水流的流动形态，要根据相邻渠道的底坡来确定。如果上游渠道为缓坡，则可当作从缓流到缓流过度，只影响上游；若上游渠道为陡坡，则当作从急流过度到急流，只影响下游临界坡上的水流。
请注意：在实际工程设计中，要避免出现临界坡，因为这种底坡渠道内的水流极不稳定。
iv ）当渠道中有建筑物时，已知经过建筑物水流水深处的断面也是水面线分析中的控制断面，如堰、闸出流的收缩水深处的断面。 （4）定性分析水面曲线的步骤
a ）求出渠道正常水深h 0和临界水深h k ，然后将渠道的流动空间分区。需要注意：只有在正坡渠道中才存在h 0，而且随着底坡i 的增大，正常水深h 0将减小；而临界水深h k 是与底坡i 无关的。
b ）选择已知水深的断面作为控制断面。
c ）由控制断面处的已知水深确定所在流区的水面线形式，根据水面线变化规律，从控制断面分别向上游或下游确定水面线的变化趋势。
水面线分析过程可以参见教材中的实例。 6.11明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的计算
（1）计算水面曲线的基本方程
（6—22） 采用分段求和法的差分方程形式为
（6—23）
J i R
C i K Q
i dS dE
s
-=-=-=22
22
υ
J
i E E J i E S su
sd s --=-?=?
式中E sd 和E su 分别表示流段下游和上游断面上的断面比能，J 为△S 流段的平均水力坡度。
（2）应用差分方程（6—23）式计算水面曲线的步骤如下：
a ）定性分析棱柱体渠道的水面曲线，确定是壅水曲线还是降水曲线。非棱柱渠
道不用分析。
b ）确定控制断面水深，缓流自下向上游计算，急流自上向下游计算。
c ）将渠道分成若干渠段，根据水面线分析，假设与已知水深断面相邻断面的水
深h i ，且一般取两水深差值△h =0.1~0.3 m 。
d ）对某一个流段按下面过程计算△S 。 已知h d （或h u ）→E sd （E su ） 假设h u （或h d ）→
E su （E sd ） 由 h d →C d 、R d 、V d →J d
由 h u →C u 、R u 、V u →J u
e ）将所计算流段的假设水深h u （或h d ）作为下一个流段的已知水深h d （或h u ）。重复d ）步骤计算，即可求出水面线各断面处的水深。
f ）按一定比例绘制出水面曲线h =f （S ）。
（3）水面曲线的计算还可以采用水力指数法和数值积分法，目前最常用的还是上述分段求和法。分段求和法可以采用通用程进行计算。
水面曲线计算的实例请阅读教材中的例6—13。 6.12弯道缓流的运动特性
（1）弯道水流受到离心惯性力的作用，过水断面存在横向水面坡度或者称为横向超高Δh ，即凹岸侧水面高，凸岸处水面低。在河流弯道整治规划设计中，要考虑横向超高对弯道两岸堤防高程的影响。
（2）水流在流经弯道时，由于重力和离心力的共同作用，断面内形成横向环流，也称为副流。横向环流与纵向主流运动的叠加，使弯道水流呈螺旋流运动状态。
弯道横向环流运动，加剧了泥沙在横断面上的输移，使得凹岸不断被冲刷、凸岸不断发生淤积，增加了河道的弯曲程度，危及堤岸的稳定与安全，同时会影响航道、引水工程的正常运行。因此，在河道管理中需对弯道水流特别加以关注。
此外，我们也利用弯道水流的水沙运动特性，把引水口门设在凹岸，这样在引水的同时可以尽量减少引沙，从而可以减少引水渠系的泥沙淤积。
su
sd E E s
E
-=?)
(2
1u
J
d
J
J +=
J
i E
S s
-?=
?
【思 考 题】
6—12 试叙述水跃的特征和产生的条件。
6—13 如何计算矩形断面明渠水跃的共轭水深？在其它条件相同的情况下，当跃前水深发生变化时，跃后水深如何变化？
6—14 在分析棱柱体渠道非均匀流水面曲线时，怎样分区？怎样确定控制水深？怎样判断水面线变化趋势？
6—15 棱柱体渠道非均匀流水面曲线的分析和衔接的基本规律是什么？ 6—16 叙述弯道水流的运动特性和它的危害和有利的方面。
【解 题 指 导】
思6—13提示：在其它条件相同的情况下，跃前水深越小(即Fr 1越大)，则跃后水深越大；反之，跃前水深越大，则跃后水深越小。
例题6—3 某矩形断面渠道在水平底板上设置平板闸门，矩形断面渠道的宽度为b =5.0 m 。当闸门局部开启时，通过的流量Q = 20.4 m 3/s ，出闸水深为h 1 = 0.62 m ，如果要求在出闸水深h 1 = 0.62 m 处发生水跃，试计算闸下游渠道内的水深h 2。
解：渠道中的单宽流量为 q =
5
4.20=b Q = 4.08 m 3/s ·m
取动能修正系数α= 1.0，临界水深为 h k =
19.18
.908.43
2
3
2
==
g
q
m
∵ h 1 ＜ h k ，∴闸下水流是急流。跃前水深h 1 = 0.62 m ，跃后水深为
h 2 = 05.2162
.08.908
.481262.018123
2
3
1
2
1=???
?
?
?-??+
=
???? ?
?-+
gh q
h m 即要求闸下游渠道内的水深为2.05m 。
例题6—4 定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各
解：上述两图的水面线如下图所示。
首先将正常水深线和临界水深线标注上，然后
确定水深已知的控制断面，根据水面线分析的规律绘制相应的水面线。
水力学学习方法指导
桥梁工程网上辅导材料3 第3章第1节 行车道板的计算 【教学基本要求】 1．理解车轮荷载在行车道板上的分布规律； 2．掌握板的有效工作宽度概念及计算方法； 3．掌握行车道板的内力计算方法。 【学 习 重 点】 1．单向板、相邻翼缘板沿板边互相作成铰接的桥面板、沿板边纵缝不相连的自由悬臂板的力学模型。 2．《桥规》关于单向板、悬臂板的车轮有效分布宽度的计算规定。 3．多跨连续单向板、悬臂板的内力计算方法。 【内容提要和学习指导】 一、 车轮荷载在板上的分布 作用在桥面上的车轮荷载，与桥面的接触面近似于椭圆，为便于计算，把此接触面看作的矩形。车轮荷载在桥面铺装层中呈450角扩散到行车道板上。 在所有的公式推导中，P 表示单列车辆荷载的轴重（考虑多轴共同作用时，P 表示单列车辆荷载的多轴轴重之和）， 2 P 为相应的车轮重量。 二、板的有效工作宽度 桥面板在局部分布荷载的作用下，不仅直接承压部分参与工作，而且与其相邻的部分板带也分担一部分荷载。 （一） 单向板 在图3—1—3中，注意板的计算跨径方向为x 方向，垂直于计算跨径方向为y 方向，板条沿y 方向单位宽度所分担弯矩m x （KN.m/m ）呈铃形分布，在荷载中心处，板条负担的弯矩最大（其值为m ax x m ） 。M —车轮荷载产生的跨中总弯矩，a —板的有效分布宽度。 以a ×m x max 的矩形面积等代曲线图形面积 ?==?M dy m m a x x max 则得弯矩图的换算宽度（荷载的有效工作宽度）max x m M a = 理解《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85）（以下简称《桥规》）中对
武汉大学水力学课本习题解答7章
第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ，
水力学辅导材料6
水力学辅导材料6： 一、第6章明槽恒定流动（1） 【教学基本要求】 1、了解明槽水流的分类和特征，了解棱柱体渠道的概念，掌握明槽底坡的概念和梯形断面明渠的几何特征和水力要素。 2、了解明槽均匀流的特点和形成条件，熟练掌握明槽均匀流公式，并能应用它来进行明渠均匀流水力计算。 3、理解水力最佳断面和允许流速的概念，掌握水力最佳断面的条件和允许流速的确定方法，学会正确选择明渠的糙率n值。 4、掌握明槽均匀流水力设计的类型和计算方法，能进行过流能力和正常水深的计算，能设计渠道的断面尺寸。 5、掌握明渠水流三种流态（急流、缓流、临界流）的运动特征和判别明渠水流流态的方法，理解佛汝德数Fr的物理意义。 6、理解断面比能、临界水深、临界底坡的概念和特性，掌握矩形断面明渠临界水深h k 的计算公式和其它形状断面临界水深的计算方法。 【内容提要和学习指导】 这一章是工程水力学部分内容最丰富也是实际应用最广泛的一章。 本章有4个重点：明渠均匀流水力计算；明渠水流三种流态的判别；明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析和计算，这部分也是本章的难点；水跃的特性和共轭水深计算。学习中应围绕这4个重点，掌握相关的基本概念和计算公式。 这一讲我们讨论前2个问题，后面2个问题将放在第7讲讨论。 明渠水流的复杂性在于有一个不受边界约束的自由表面，自由表面能随上下游的水流条件和渠道断面周界形状的变化而上下变动，相应的水流运动要素也发生变化，形成了不同的水面形态。 6.1 明槽和明槽水流的几何特征和分类 （1）明槽水流的分类 明槽恒定均匀流 明槽恒定非均匀流 明槽非恒定非均匀流 明槽非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明槽非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明槽梯形断面水力要素的计算公式：
水力学基本概念
目录 绪论：1 第一章：水静力学1 第二章：液体运动的流束理论3 第三章：液流形态及水头损失3 第四章：有压管中的恒定流5 第五章：明渠恒定均匀流5 第六章：明渠恒定非均匀流6 第七章：水跃7 第八章：堰流及闸空出流8 第九章：泄水建筑物下游的水流衔接与消能9第十一章：明渠非恒定流10 第十二章：液体运动的流场理论10 第十三章：边界层理论11 第十四章：恒定平面势流11 第十五章：渗流12 第十六章：河渠挟沙水流理论基础12 第十七章：高速水流12 绪论：
1 水力学定义：水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。b5E2RGbCAP 2 理想液体：易流动的，绝对不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，也没有表面张力特性的连续介质。 3 粘滞性：当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点见要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性。可视为液体抗剪切变形的特性。<没有考虑粘滞性是理想液体和实际液体的最主要差别）p1EanqFDPw 4 动力粘度：简称粘度，面积为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s做相对运动所产生的内摩擦力。 5 连续介质：假设液体是一种连续充满其所占空间毫无空隙的连续体。 6 研究水力学的三种基本方法：理论分析，科学实验，数值计算。第一章：水静力学 要点：<1）静水压强、压强的量测及表示方法；<2）等压面的应用；<3）压力体及曲面上静水总压力的计算方法。DXDiTa9E3d 7 静水压强的两个特性：1）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面2）任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。RTCrpUDGiT 8 等压面：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3）等压面不能相交4）绝对静止等压面是水平面5）两种互不
大学水力学课件
大学水力学课件 大学水力学课件 水力学是研究以水为代表的液体的宏观机械运动规律，及其在工程技术中的应用。水力学包括水静力学和水动力学。 水力学课件 【开课单位】环境科学与工程学院【课程模块】学科基础【课程编号】【课程类别】必修 【学时数】48（理论48实践0）【学分数】3 一、课程描述 本课程大纲根据20**年本科人才培养方案进行修订。 （一）教学对象：环境工程专业本科生 （二）教学目标及修读要求 1、教学目标 掌握基本概念。包括：流体的主要物理性质及作用于流体的力，静水压强及其特性，压强的测量与表示方法，恒定一元流，理想液体，微小流束，均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流，水头损失，液体运动的两种型态，管道的基本概念，明渠的类型，明渠均匀流，水力最佳断面，允许流速，明渠水流的三种流态，断面比能与临界水深，临界底坡、缓坡与
陡坡，明渠恒定非均匀渐变流，水跃，共轭水深，堰流的类型，闸孔出流。 掌握基本理论。包括：静水压强的基本公式，几种质量力同时作用下的液体平衡，实际液体恒定总流的能量方程及应用，恒定总流的动量方程及应用，量纲分析与π定理，液流型态及水头损失液体运动的两种型态，谢才公式，棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析，棱柱体水平明渠的水跃方程，水跃的能量损失，堰流与闸孔出流。 掌握基本计算。一是建筑物所受的水力荷载，即所承受的静水压力、动水总作用力等的计算；二是建筑物的过水能力计算；三是水流的流动形态及水头损失计算；四是水流的能量消耗计算。 2、修读要求 水力学是力学的一个分支，通过课程学习和训练，使学生掌握水力学基本概念、基本原理、基本技能和方法；培养学生分析解决问题的能力和实验技能，并为学习专业课程和处理工程实际中的技术问题打下基础。通过课堂讲授和讨论、课后辅导、习题和练习、实验和实践教学等教学环节，运用多媒体或实验等直观教学手段，完成教学大纲要求的基本内容。由于水力学是一门技术基础课，应当理论联系实际，但应以分析水流现象，揭示水流运动规律，加强水力学的'基本概念和基本原
水力学网上辅导材料7,8,9
水力学网上辅导材料7： 一、第6章 明渠恒定流动（2） 6.9水跃和水跌 （1）水流从缓流向急流过渡，水面经过临界水深h k ，形成水跌现象。水跌经常发生在跌坎处、由缓坡向陡坡过渡及水流由水库进入陡坡渠道等地方。 水流从急流跨过临界水深h k 变成缓流，形成急剧翻滚的旋涡，这种水力突变现象称为水跃，常发生在闸、坝的下游和由陡坡向缓坡的过渡。 （2）水跃存在急剧翻滚的表面旋涡要消耗大量的能量，是水利工程中经常采用的一种消耗水流多余能量的方式。 （3）在棱柱体水平明渠中，水跃的基本方程式为 （6—17） 即 J （h 1）=J （h 2） （6—18） J (h )称为水跃函数，水跃方程表明跃前断面的水跃函数值等于跃后断面的水跃函数值。我们把满足水跃方程的跃前断面水深h 1和跃后断面水深h 2称为一对共轭水深，。 （4）水跃共轭水深的计算是这一部分的重点。对于一般形状断面的明渠可以采用试算法和图解法。矩形断面明渠的共轭水深计算依据下列公式（要求掌握并记住）。 （6—19） 或 （6—20） 请注意：根据水跃函数曲线，跃前断面水深越小，，跃后断面的水深越大。 同时还要求能依据教材上提供的公式进行水跃能量损失和水跃长度的计算。 （5）水跌也是急变流，当水流从缓流向急流过渡时，水深是连续地逐渐减小的。因此必定在某个位置水深正好等于临界水深h k ，通常这个位置在跌坎和从缓坡转向陡坡的变坡处略靠上游处，但距离很小。为方便分析起见，我们就认为跌坎和变坡处的水深为临界水深h k ，也就是认为当发生水跌现象时，跌坎或变坡处的水深就是已知水深h k 。 在后面将要讨论的明渠恒定非均匀流水面曲线的分析中，我们把已知水深的断面称为控制断面。水面线分析就是从已知水深的控制断面为起点，向上游或下游推进。所以在进行水面曲线分析中，首先需要确定控制断面。 6.10棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析 （1）棱柱体明渠渐变流水面曲线分析的基本方程是 （6—21） （2）明渠水流中存在两条水深线：即正常水深线N —N 和临界水深线K —K ；明渠中存在5种底坡：即缓坡、陡坡、临界坡、平坡和逆坡。两条水深线把每一种底坡明渠的流动空间划分为2~3个流区，每个流区内能够形成一条水面曲线，因此共有12条不同型式的水面曲线，见图6—1。 2 2 221211gA Q c h A gA Q c h A +=+]181[2 1222-+=Fr h h 22Fr 12--=K Q i ds dh ]181[2 2112-+=Fr h h
水力学 1-4套全资料
第1套 您已经通过该套作业,请参看正确答案 1、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。 参考答案：D您的答案：D 2、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 。 参考答案：B您的答案：B 3、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。 参考答案：C您的答案：C 4、在平衡液体中，等压面与质量力（） A 、重合； B 、平行；
C 、斜交； D 、正交； 参考答案：D您的答案：D 5、属于有压流动的水流为（） A 、有压涵管水流； B 、河道中的水流； C 、射流 2 ； D 、无压涵管中的水流。 参考答案：A您的答案：C 6、已知液体流动的沿程水力摩擦系数 l 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 参考答案：C您的答案：C 7、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 参考答案：B您的答案：B
8、牛顿内摩擦力的大小与流体的（）成正比 A 、速度； B 、角变形； C 、角变形速率 D 、压力 参考答案：C您的答案：A 9、流量一定时，管径沿程减小，测压管水头线（） A 、可能沿程上升也可能沿程下降； B 、总是与总水头线平行； C 、只能沿程下降； D 、不可能低于管轴线 参考答案：C您的答案：B 10、可以用来测量液体中任意两点压强差的液柱式测压计为（） A 、测压管； B 、U 形水银测压计； C 、比压计； D 、真空测压计 参考答案：C您的答案：B 11、当液体与压力体位于曲面的同侧时， P z 的方向为（） A 、竖直向上； B 、竖直向下； C 、水平方向； D 、与受压面有一定的角度 参考答案：B您的答案：B
水力学网上辅导材料9
水力学网上辅导材料9： 一、 第8章 渠系连接建筑物的水力计算 【教学基本要求】 本章主要是工程水力设计计算，包括渡槽、跌水以及渐变段等实际工程的水力计算。这部分不内容作为本课程考试的要求，但是实际工程中会经常遇到。希望学员们结合自己的工作需要去学习。 【内容提要和学习指导】 8．1 渠系连接建筑物的水力计算基本公式 1． 明槽渐变段的水力计算公式 明槽渐变段的上下游水位差△z ： 进口收缩渐变段 t L J g v g v z z z ?+-+=-=?)22)(1(2 1122 221ααζ 出口扩散渐变段 t L J g v g v z z z ?---=-=?)22)(1(2222 1112ααζ 明渠渐变段的长度L t ： )(min max B B L t -?=η η为系数：对进口的收缩段，η取1.5～2.5； 对出口的扩散段，η取2.5～3.0。 )(1212z z h h ---=? 2．渡槽的水力计算公式 槽身段流量与断面尺寸的关系： i R AC Q ?= 槽身段水面降落值： L i z z ?=-32 进、出口渐变段的水力计算公式与明槽渐变段的水力计算公式相同。 3．跌水的水力计算公式 矩形断面进口 3012H g mb Q d ε= b H K 0121ζε-= 流量系数m 按堰流确定；K ζ按图8－6所示选用。
梯形断面进口 23011112H g b m Q d = ， 23022222H g b m Q d = 118.0H ctg b b θ+=， 228.0H ctg b b θ+= 消能段中的跌水射程： 当坎为宽顶堰时， 000)25.0(0.4H H P m L +?= 当底坎为实用堰时： 000)3.0(34.3H H P m L +?= 消力池的长度： j b L L L 8.00+= 消力池的深度 t c h h d -''=05.1 消力墙的高度 H h c c -''=05.1 8．2 渠系连接建筑物的水力计算的基本概念 1． 渐变段的分类 急流渐变段与缓流渐变段；收缩渐变段与扩散渐变段；曲线型渐变段与直线型渐变段；直线型渐变段又包括：楔型、圆弧型、八字型和直角型渐变段。 2． 渐变段的作用：平顺过渡水流，避免产生较大的水面变化和水头损失。 3． 渐变段水力计算步骤 在流量和上下游渠道的断面形状、尺寸已知的条件下： ⑴ 根据工程对渐变段水流条件的要求，先选定渐变段的型式和尺寸（即平面轮廓尺寸和底部轮廓尺寸）； ⑵ 计算渐变段需要的长度L t ； ⑶ 计算渐变段内的水面上升或下降值（即上下游水位差△z ）； ⑷ 校核△z 是否满足工程要求，若不满足，重新选择渐变段的型式和尺寸，重复上述计算，直到满足为止； ⑸ 计算渐变段底部高程升降值△。 4．渡槽的主要组成部分及其作用和特点 渡槽的过水部分组成：槽身段，进口渐变段，出口渐变段。 槽身段是渡槽的主要部分，它输运水流跨越山谷或河流。在实际工程中，为了减少工程量，常取槽身段的断面面积小于上下游渠道的断面面积，而底坡则比上下游渠道的底坡为陡。当渡槽的长度大于10倍以上上游渠道中的水深时，槽内水流可近似当作均匀流计算。 进口渐变段是连接上游渠道和渡槽中的水流，使其平顺过渡。进口渐变段为收缩渐变段，水面跌落，而底部升高。 出口渐变段是连接渡槽和下游渠道中的水流，使其平顺过渡。出口渐变段为扩散渐变段，水面有所回升，而底部降低。
大工13秋《水力学》辅导资料七
水力学辅导资料七 主题：第五章有压管道恒定流1-3节 学习时间：2013年11月11日－11月17日 内容： 我们这周主要学习水力学的第五章的1-3节。希望通过下面的内容能使同学们加深对短管和长管的水力计算等相关知识的理解。 一、学习要求 1. 掌握短管的水力计算； 2. 掌握短管的水力计算实例； 3. 掌握长管的水力计算。 二、主要内容 重要知识点： 短管和长管的水力计算。 第五章有压管道恒定流 水流充满整个管道横断面，且管道中的动水压强大于或小于大气压强的管道中的流动称为有压管流。作用水头不随时间变化的有压管流称有压管道恒定流。 出流在大气中的有压管流称为有压管道自由出流。（熟记两个出流） 出流在水面下的有压管流称为有压管道淹没出流。 在水力计算中常将管道分为短管和长管。短管是指管道中的流速水头、局部水头损失和沿程水头损失具有同样的量级，在水力计算中均需计入的管路。长管
是指管道中的流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在水力计算中忽略流速水头和局部水头损失，只计沿程水头损失或者将流速水头与局部水头损失之和折算成沿程水头损失的百分数，然后加在沿程水头损失上的管路。 第一节 短管的水力计算 （一）自由出流 f Q μ=式中f μ为管道自由出流时的流量系数。 f =μ （二）淹没出流 s Q μ= 式中s μ为管道淹没出流时的流量系数。 s =μ 第二节 短管的水力计算实例 （一）短管水力计算的类型（下列常见类型应着重练习） 1. 已知作用水头H 或上下游水位差z ，管道布置及管道材料，求流量Q 。 由于流量未知，流速就未知，从而雷诺数未知，最终导致沿程水头损失系数λ未知。因此解此类问题需采用试算逐次逼近法。即根据经验假设1λ，然后去计算流量1Q ，用此1Q 计算流速υ和雷诺数Re ，从莫迪图中查得沿程水头损失系数2λ。如果2λ和1λ相差无几，就认为假设的1λ和计算出的流量1Q 是正确的。否则需用2λ重复上面的计算，直到两次的λ值之差小于5~10%为止。 2. 已知流量Q ，作用水头H 或上下游水位差z ，管道布置及管道材料，求管径d 。 由于管径未知，流速和雷诺数就未知，从而沿程水头损失系数λ就无法求得。
武大水力学习题第7章 明槽恒定流动教案
第七章明槽恒定流动 1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( ) 2、棱柱形明渠中形成 S2型水面曲线时，其弗劳德数F r 沿程减小。 ( ) 3、S2 型水面曲线是发生在 ( ) (1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流 (3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 ( ) (1)总水头线一定平行于底坡线(2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致(4)水面线与底坡线平行 5、发生水跃的充分必要条件是 ( ) (1)从层流过渡到紊流(2)从陡坡过渡到缓坡(3)从缓流过渡到急流(4)从急流过渡 到缓流 6、已知某水闸下游收缩断面水深h c0 = 0.6 m (相应的跃后水深h c0 = 3.5 m) ,临界水深 h c = 1.6 m，下游河道水深t = 1.4 m ,则闸下将发生 ( ) (1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流7、明渠中发生M3、S3、H3、A3 型水面曲线时，其弗劳德数F r ( ) (1)小于1 (2)等于1 (3)大于1 (4)无法确定 8、有两条梯形断面渠道 1和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡i1 > i2 ,则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01> h02(2)h01< h02(3)h01= h02(4)无法确定 9、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽b1 > b2 ,则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01大于h02 (2)h01小于h02(3)相等 (4)无法确定 10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1 > n2，则其均匀流水深h01和h02的关系为 ( ) (1)h01大于 h02 (2)h01小于 h02(3)相等 (4) 无法确 定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽b与均匀流水深h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 ( ) (1) b1 =4 m ，h01 =1m (2) b2 =2 m ，h02 = 2m (3) b3 = 2.83 m ，h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ，h04 = 1.5m 12、矩形明渠水流中，断面单位能量E s与势能 h 之比值E s/h =1.8时，水流的弗劳德数F r为( ) (1) F r >1.0 (2) F r <1.0 (3) F r =1.0 (4) 不定
水力学基础练习题七(含答案)
第七章习题及答案 一、选择 问题 1：水力最优断面是： A、造价最低的渠道断面； B、壁面粗糙系数最小的断面； C、对一定流量具有最大断面面积的断面； D、对一定的面积具有最小湿周的断面。问题 2：顺坡明渠的底坡 i ： A、i>0 ； B 、i <0； C、i =0； D、不一定。 问题 3：各断面的长直渠道，具有相同的粗糙系数 n，断面积 A，底坡 i ，其通过流量最大的断面形状为： A、正三角形； B 、半正方形； C、半正六边形； D 、半圆形。 问题 4：有一矩形断面渠道，坡底、糙率和过水断面面积给定的条件下，下列哪个端面尺寸的过流能力最大： A、b=4.5m， h=1.0m； B 、 b=2.25m， h=2.0m； C、b=3m，h=1.5m； D 、b=1.0m，h=4.5m。 问题5：在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将： A、增大； B、减小； C、不变。 问题2：在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，临界水深将： A、增大； B 、减小；C、不变； 问题 6：矩形断面明渠中，临界流时的流速水头是临界水深的：
A、1倍； B、1/3； C、1/2 。 D、2/3。 问题 7：矩形断面明渠中，临界水深是最小断面比能的： A、1倍； B、1/3； C、1/2； D、2/3 。 问题 8：在流量一定，矩形断面的形状尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，临界水深将： A、增大； B 、减小； C、不变； D、以上都可能。 问题 9：明渠流动为急流时： A、F r>1 B 、h>h c C 、v
水力学基础试题七(含答案)
试卷7 一 、选择题：（每题3分，共30分） 1对于均匀流，下列说法错误的是： A 不同流线上的流速相等 B 每条流线与总水头线平行 C 断面平均流速沿程不变 D 动能校正系数大于1 2管径突然增大时，测压管水头线（ ） A 上升 B 下降 C 不变 D 都有可能 3一管道均匀层流，当流量增加时，下列说法错误的是（ ） A 沿程损失系数增大 沿程水头损失增大 C 边界切应力增大 D 水力坡度增大 4若测得两根管道的下临界雷诺数相等，则必须两管的（ ） A 管径相等 B 液体的粘性系数相等 C 管径和粘性系数相等 D 以上答案都不对 5 明渠水流中发生S2型水面线，则水流为（ ） A 均匀的急流 B 均匀的缓流 C 非均匀的急流 D 非均匀的缓流 6 紊流粗糙区的沿程阻力系数与（ ）有关： A 相对粗糙度 B 相对粗糙度和雷诺数 C 雷诺数 D 以上说法均不正确 7对于平坡的明渠均匀流，满足ds d E s /的值： A 大于0 B 等于0 C 小于0 D 无法确定 8关于明渠临界底坡与糙率的关系，下列说法正确的是： A 与糙率无关 B 糙率越大，临界底坡越大 C 糙率越小，临界底坡越大 D 视具体情况而定 9有一溢流堰，堰顶厚度为6m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10重力相似准则条件下，长度比尺是2，则时间比尺为 A 4 B 2 C 8 D 16 二、判断题：（每题2分，共10分） 1当绝对压强小于一个标准大气压时，则出现真空状态。 （ ） 2紊流不属于均匀流。（ ） 3管壁光滑的管子一定是水力光滑管。（ ） 4静水压强的方向指向受压面，因而静水压强是矢量。（ ） 5长管的水力计算中，不考滤局部水头损失。（ ）
水力学习题及答案教学资料
水力学习题及答案
晓清公司新员工培训《水力学》测试题 （其中注明难题的请谨慎选用） 1理想流体的基本特征是（）。 A．黏性系数是常数 B. 不可压缩 C. 无黏性 D. 符合牛顿内摩擦定律 2水的动力粘性系数随温度的升高（）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．不定 3 流体运动粘度ν的单位是（）。 A．m2/s B．N/m C. kg／m D. N·s／m 4当水受的压强增加时，水的密度（）。 A．减小 B．加大 C.不变 D．不确定 5气体体积不变，温度从0℃上升到100℃时，气体绝对压强变为原来的 （C）。 A．0.5倍 B．1.56倍 C．1.37 D．2倍 6如图，平板与固体壁面间间距为1mm，流 题6图体的动力粘滞系数为0.1Pa·s，以50N 的力拖动，速度为1m/s，平板的面积是（B ）。 A．1m2 B．0.5 m2
C．5 m2 D．2m2 7牛顿流体是指（）。 A．可压缩流体 B．不可压缩流体 C．满足牛顿内摩擦定律的流体 D．满足牛顿第二定律的流体 8静止液体中存在（）。 A．压应力 B．压应力和拉应力 C．压应力和切应力 D．压应力、拉应力和切应力。 9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 10金属压力表的读值是（）。 A．绝对压强 B．相对压强 C．绝对压强加当地大气压 D．相对压强加当地大气压。 11 某点的真空压强为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 A．65000Pa B．55000Pa C．35000Pa D． 165000Pa。 12绝对压强p aBs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是（）。 A．p= p a -p aBs B．p=p aBs+p a C．p v=p a-p aBs D．p=p v+p a。
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/ｍ 2 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.
水力学模拟试题及答案(一)
水力学模拟试题及答案（一） 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/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、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；
水力学第四版复习资料整理
水力学 一、概念 1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的 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。 2.水力学：分为水静力学和水动力学。 3.水静力学：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，作用于液体上的各种力之间的关系。 4.水动力学：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。 5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相 对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种 性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。 6.连续介质：一咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。 7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘 滞性、没有表面张力的连续介质。 8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、 其大小与液体的质量与比例的力。如重力、惯性力。 9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。 10.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。p’>0
11.相对压强：把当地大气压Pa作为零点计量的压强。p 12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对 压强为负值时，则称该点存在真空。也称负压。真空的大小用真空度Pk表示。 13.恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时 间而改变，这种水流称为恒定流。 14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时 间而变化的，这种水流称为非恒定流。 15.流管：在水流中任意取一微分面积dA，通过该面积周界上 的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。 16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。 17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。 18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。 19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。Q 20.均匀流：流线为相互平行的直线的水流 21.非均匀流：流线不是互相平行的直线的水流。按流线不平 行和弯曲的程度，可分为渐变流和急变流两种类型。 22.渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近 于平行直线时称为渐变流（或缓变流）。所以渐变流的情况就是均匀流。 23.急变流：若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径
水力学第七章课后习题答案
8.12梯形断面土渠，底宽b =3m ，边坡系数m =2，水深h =1.2m ，底坡i =0.0002，渠道受到中等养护，试求通过流量。 解： ()()1.23 1.22 6.48A h b hm =+=?+?=（m 2） 232 1.28.367b b χ=+=+=+?（m ） 0.7745A R χ = =（m ） ，取0.0225n =（见教材153页表6-4） ∴2 3 1 6.480.7745 3.4350.0225 Q n ?= = =（m 3/s ） 答：通过流量 3.435Q =m 3/s 。 修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量Q =9.7s m /3 ，底坡i =0.001，试按水力最优断面设计断面尺寸。 解： 对矩形断面，水力最优断面满足2b h =。 ∴2 2A bh h ==，24b h h χ=+=，∴2242 h h R h = = ∵1Q A n =0.001i =，0.017n = ∴23 222h h ???= ? ?? ，8 30.0179.7 4.14nQ h ?=== 1.70h =（m ），3.40b =（m ） 答：断面尺寸为 1.70h =m ， 3.40b =m 。 .14修建梯形断面渠道，要求通过流量Q =1s m /3 ，边坡系数m =1.0，底坡i =0.0022，粗糙系数n =0.03，试按不冲允许流速[] max v =0.8s m /，设计断面尺寸。 解： ∵ max 0.8v v ≤=，∴ 0.8Q A ≤，max 1 1.250.8 Q A v ≥==（m 2） 又∵ []max 1v v n = ，即[ ]2max 312 0.502n v R i ≤== 0.366R = ∴有 2 1.25hb mh + ≥ 20.366≤
水力学6-7章习题
1.水箱侧壁开有圆形薄壁孔口，已知收缩断面上断面平均流速v c与孔口水头H、孔径d、重力加速度g、水的密度ρ、水的动力粘度μ和表面张力系数σ等因素有关，试通过量纲分析推求流速v c的计算公式。 2.混凝土溢流坝，其最大下泄流量Q p=1200m3/s，几何比尺λl=60，试求： （1）模型中的最大流量Q m是多少？ （2）如在模型中测得坝上水头Hm=8cm，模型中坝趾断面流速v m=1m/s，原型溢流坝相应的坝上水头H p及收缩断面（坝趾处）流速v p为多少？ 3.为了研究在油液中水平运动的小潜体的运动特性，用放大8倍的模型在15°C水中进行试验（?=1.146×10-6m2/s）。物体在油液中水平速度v p=13.72m/s，油的密度ρ油=864kg/m3，动力粘度μ=0.0258Pa·s。（1）为了保证模型与原型流动相似，模型潜体的速度应取多大？（2）试验测定出模型的阻力位3.56N，试推求原型潜体所受的阻力。 4.有一薄壁圆形孔口，其直径d=10mm，水头H=2m。现测得射流收缩断面直径d c=8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m3。试求该孔口的收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ0。
5.水箱用隔板分A、B两室，如图所示，隔板上开一孔口，其直径d1=4cm；在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d2=3cm。已知H=3m，h3=0.5m，水恒定出流。试求： （1）h1，h2。 （2）流出水箱的流量Q。 6.一抽水系统吸水管d1=450mm，压水管d2=400mm，流量Q=0.27m3/s，沿程阻力系数λ1=0.0266，λ2=0.0278，局部阻力系数如图所示。吸水管总长7m，压水管总长33m，试求水泵扬程。
水力学知识点总结
一、流体的主要性质：①惯性（质量密度）②万有引力（重量和容重）③粘滞性④压 缩性 二、表面力：作用在液体的表面上，并与受作用的的液体表面积成比例的力。 三、质量力：作用在液体的每一个质点上，并与受作用的液体质量成比例的力。 四、静水压强：把静置液体作用在受压面单位面积上的静水压力，称为静水压强。 五、静水压强的特性：（1）静水压强的方向垂直并指向受压面（2）静水压强的大小与 作用面的方位无关 六、等压面：由压强相等的空间点构成的面积称为等压面。 七、等压面的两个性质：①在平行液体中，等压面为等势面②等压面垂直质量力 八、描述液体运动的两种方法：（1）拉格朗日法：把每一个质点作为研究对象，观察 其运动的轨迹、速度和加速度，掌握其运动状况，综合所有质点的运动情况就可 得到这个液体的运动规律，（2）欧拉法：以考察不同液体质点通过固定的空间点 的运动情况来了解这个运动空间内的流动情况，既着眼于研究各运动要素的分布 场，又叫流场法。 九、流管：在水流中，任取一条与流线重合的微小封闭曲线，通过曲线上每一点做一 条流线，这些流线成一个封闭的管状表面，称为流管 十、元流：充满以流管为边界的水流称为元流。 十一、非恒定流：液体运动区域内每个点处的动水压强和流速随时间而改变，也就是说他们不仅同坐标有关，而且同时间有关。 十二、恒定流：当运动液体在任意空间点处的动水压强和流速，均不随时间而改变时，称为恒定流。 十三、均匀流：组成总流的各个流线或元流为互相平行的直线时，这种水流称为均匀流。十四、均匀流的特性： （1）均匀流的过水断面为平面，其形状和尺寸均沿程不变。 （2）均匀流中，同一流线上不同点的流速都相等，，因此各过水断面上的流速分布相同，断面平均流速相等。 （3）均匀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，既在同一过水断面上各点的测压管水头为一常输。 十四、非均匀流：水流的流线与流线之间不是互相平行的直线时，该水流称为非均匀流 十五、渐变流：水流的流线虽然不是相互平行的直线，但其流线间夹角甚小，或流线虽然平行，但并非直线，而其曲率半径甚大。既水流的流线近似于平行直线时。 十六、急变流：当水流流线间夹角很大或流线的曲率半径很小时称为急变流 十七、有压流：液体沿程整个周界都与固体壁面接触，而无自由表面的流动称为有压流 十八、无压流：若液体沿程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由 表面的流动。 十九、雷诺数的物理意义：水流的惯性力与粘滞力之比。 二十、形成紊流的条件（1）液体中有涡体形成（2）涡体必须脱离流层而冲入相邻流层，具体说，就是雷诺数要达到一定的数值。 二十一、自由出流：管道中出水水流直接流入大气中的出流。 二十二、淹没出流：出流则是管道出水口水流淹没在水下的出流。 二十三、长管：指水头损失以沿程损失为主、局部损失和流速水头在总损失中所占的比重很小的管道。 二十四、短管：局部损失和流速水头在总损失中所占的比重较大、计算时不能忽略的管道。二十五、边坡系数m：边坡上高差为1m的两点之间的水平距离。 二十六、棱柱体渠道：渠身长直，底坡、横断面的形状及尺寸都沿程保持不变的。 27、非棱柱体渠道：明渠的断面形状和尺寸筑成沿程改变的。 28、明渠均匀流满足的条件： （1）水流必须为恒定流（2）流量应沿程保持不变，并且没有水流的汇入和分出（3）渠道应是底坡沿程不变的、长而直的正坡棱柱体渠道。 29、缓流：由于底坡平缓，因而流速减小，遇到渠底有阻水的障碍物时，在障碍物处水面产生跌落，而在其上游则被壅高，并一直影响到上游较远处，这种水流状态称为、、 30、急流：波速小于水流的断面平均流速，则干扰波就不能向上游传播，而只能向下游传播，这种水流称为、、 31、断面比能E s与单位总能量的区别： （1）断面比能与单位总能量的基准面选择不同，两者相差一个渠底位置高度Z0 （2）水流在流动过程中，为了克服阻力要消耗一部分能量，所以水流的单位总能量沿流程总是不断减小，既dE/ds<0 32、临界底坡：将均匀水深h0恰好等于临界水深hk时，其相应的底坡称为、、、、 33、ii k为缓坡i=i k为临界坡 34、水跃：在较短渠（河）段内水深从小于临界水深急剧的跃升到大于临界水深的特殊局 部水力现象 35、水跃产生的条件：水流由急流向缓流过渡，长发生在溢流堰，闸门，陡槽等泄水建筑 物的下游。 36、闸孔出流：水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底之间 的孔口流出，过水断面手闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流 现象称为、、 37、堰流：水流由于受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流经过溢流堰顶 下泄，其溢流水面上缘不受任何约束，而成为光滑连续的自由降落水面，这种 水流现象称为、、 38、堰流分类： （1）薄壁堰流：（）/H<0.67 （2）实用堰流：0.67<=()/H<2.5 （3）宽顶堰流：2.5<=( )/H<10 39、明渠水流的三种流态：缓流急流临界流 40、明渠水流的判别方法：①波速②弗劳德数③临界水流④均匀流 41、作用于流体上的两种力：①质量力②表面力 42、运动液体的分类：恒定流均匀流有压流 43、圆管层流：①速度分布：抛物线②断面平均流速：最大流速