水力学思考题

Ⅰ思考题：

0.1 质量、重量、密度、容重的定义，密度和容重间存在着什么关系？各物理

量的量纲和量测单位是什么？

0.2 什么叫做粘滞性？粘滞性对液体运动起什么作用？

0.3 固体之间的磨擦力与液体之间的内磨擦力有何原则上的区别？何谓牛顿内

磨擦定律，该定律是否适用于任何液体？

0.4 什么是理想液体？理想液体与实际液体的根本区别何在？

0.5为什么可以把液体当作“连续介质”？运用这个假设对研究液体运动规律有

何意义？

0.6 作 6作用于液体上的力可以分为哪两类？二者有何区别？试举例说明之。

思考题：

1.1静水压强有哪些特性？静水压强的分布规律是什么？

1.2 试分析图中压强分布图错在哪里？

图1.2

1.3 何谓绝对压强，相对压强和真空值？它们的表示方法有哪三种？它们之间

有什么关系？

1.4 图示一密闭水箱，试分析水平面A－A，B－B，C－C是否皆为等压面？何

谓等压面？等压面的条件有哪些？

图1.4

1.5一密闭水箱（如图）系用橡皮管从C点连通容器Ⅱ，并在A、B两点各接一

测压管问。

（1）AB两测压管中水位是否相同？如相同时，问AB两点压强是否相等？（2）把容器Ⅱ提高一些后，p0比原来值增大还是减小？两测压管中水位变化如何？

图1.5

1.6 什用6什么叫压力体？如何确定压力体的范围和方向？

思考题：

2.1 “恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等三个

概念是如何定义的？它们之间有么联系？渐变流具有什么重要的性质？2.2 图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图（b）表示一水管正在打开阀门

放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是否符合A1V1＝AaVa 的连续方程？为什么？

图2.2

2.3 能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么？

2.4 关于水流去向问题，曾有以下一些说法如“水一定是从高处向低处”，“水

是由压力大的地方向压力小的地方流”，“水是由流速大的地方向流速小的地

方流”这些说法对吗？试用基本方程式论证说明。

2.5 什么叫总水头线和测压管水头线？水力坡度和测压管坡度？均匀流的测压

管水头线和总水头线的关系怎样？ 2.6 总流的动量方程式为∑F ＝ρQ （2β2V －1β1V ），试问： （1）∑F 中都包括哪些力？

（2）如果由动量方程式求得的力为负值说明什么问题。

思考题：

3.1 雷诺数R e 具有什么物理意义？为什么可以起到判别流态（层流、紊流）的

作用？试说明由层流向紊流过渡的物理过程。

3.2 层流及紊流各有什么特点？如何判别其流态？

3.3 何谓“层流底层”？它与雷诺数有何关系？它的厚度对沿程水头损失有何

影响？

3.4 紊流中存在脉动现象，具有非恒定流性质，但又是恒定流，其中有无矛盾？

为什么？

3.5 试根据尼古拉兹试验说明影响沿程阻力系数λ的因素及λ与谢才系数C 之

间有什么关系？试写出你所知道的计算C 的经验公式。

3.6 有一圆管如3.1图所示，长度L ，水头H ，沿程水头损失系数λ，流动处于

阻力平方区（不计局部损失），现拟将管道延长（d 不变）∆L ，试问水平伸

长∆L 和转弯延长∆L ，哪一种布置流量较大？

图3.1

思考题：

4.1 何谓有压管流？其水力特征是什么？

4.2 长管、短管是怎样定义的？判别标准是什么？如果某管道是短管，但想按

长管公式计算，怎么办？

4.3 如图所示，两简单管道：（a）图自由出流，（b）图淹没出流，若两管道的

作用水头H，管长L，管径d及沿程阻力系数λ均相同，试问：

（1）两管中通过的流量是否相同？为什么？

（2）两管中各相应点的压强是否相同？为什么？

图4.3

4.4 图示A、B、C为三条高程不同的坝身泄水管，其管径d、长度L，沿程阻力系数λ均相同，试问它们的泄流量是否相同？为什么？

图4.4

思考题：

5.1与有压管流相比，明渠水流的主要特征是什么？

5.2 明渠均匀流的特点是什么？产生条件又是什么？

5.3 如下图示的各种长渠中，糙率沿程不变，试从力学的观点分析是否可能产

生均匀流动。

图5.3

5.4 什么叫正常水深？它与渠道底坡、糙率、流量之间有何关系？

5.5 今欲将产生均匀流的渠道中的流速减小，以减小冲刷，但流量仍然保持不

变，试问有几种方法可以达到此目的。

思考题：

6.1 明渠水流有哪三种流态，是如何定义的，判别标准是什么？

6.2 急流、缓流、临界流各有哪些特点？

6.3 佛汝德数的物理意义是什么？为什么可以用它来判别明渠水流的流态？6.4 什么叫断面比能？它与断面单位重量液体的总能量E有何区别？

6.5 何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？

图6.5

6.6 若渠道断面形状，尺寸一定，只使得流量比原来的流量Q1增大为Q2（即

Q2＞Q1），试在同一图上绘出比能曲线，比较那一个的临界水深大；如果只增大底坡，h K又怎样变化？

图6.6

6.7 陡坡、缓坡、临界坡是怎样定义的？如何判别渠道坡度的陡缓？

6.8 缓坡渠道只能产生缓流，陡坡渠道只能产生急流，对吗？缓流或急流为均

匀流时，只能分别在缓坡或陡坡上发生，对吗？

思考题：

7.1 什么叫水跃、波状水跃和完全水跃？

7.2 实验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前

的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前移动还是向后移动？

为什么？

图7.2

7.3 为什么可以利用水跃来消除能量？什么形式的水跃消能效率最高？

思考题：

8.1 何谓堰流，堰流的类型有哪些？它们有哪些特点？如何判别？

8.2 堰流计算的基本公式及适用条件？影响流量系数的主要因素有哪些？

8.3 下图中的溢流坝只是作用水头不同，其它条件完全相同，试问：流量系数