水力学复习题目

1、水力学复习题目、选择题(a)1、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(d)2、已知水流的沿程水力摩擦系数 九只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于a层流区 ；c紊流过渡粗糙区3、液体中某点的绝对压强为紊流光滑区紊流粗糙区a 1 kn/mc 5 kn/m100kn/m 2,则该点的相对压强为b 2 kn/m 2d 10 kn/m 2(b)(a)a相重合；c相平行，呈阶梯状；5、渗流的达西公式只能适用于a恒定均匀层流 b恒定均匀紊流6、紊流粗糙区的水头损失与流速成b相平行，呈直线;d以上答案都不对。c恒定均匀流；d非恒定

2、流。a 一次方关系;b二次方关系;1.752.0次方关系 。(a)(b)4、长管的总水头线与测压管水头线a重合;b平行；c正交。(c)7、在平衡液体中，质量力与等压面8、雷诺数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。9、图示容器中有两种液体，密度 22. p1，则a、b两测压管中的液面必为(b)c10、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则 pa和pb的关系为（a）a pa pb b pa pbc pa = pb d 无法确定二、填空题（在空格中填写正确答案）1

3、.有一明渠均匀流，通过流量q=55m3/s,底坡i =0.0004,则其流量模数 k=2750m 3/s .2 .水泵进口真空计的读数为pk =24.5kn/m2,则该处的相对压强水头为25m3 .当液流为 恒定流流时,流线与迹线重合。4 .直径为1m的管道中的水流，其水力半径为0.25m。三、作图题（1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v0=02、定性绘出图示曲面 abc上水平方向的分力 和铅垂方向压力体。a3、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。四、简答题i i k1.有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：这种说法是错误的，均匀流不一

4、定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言， 即运动要素不随时间而变。 两者判别标准不同。总水头线vo=04、绘出图中的受压曲面 ab上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。5、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（各渠段均充分长，各段糙率相同）kk测压管水vo=0vo=0vo=0z+:单位重量液体具有的总势能。g题27图2 .试述液体静力学的基本方程z + =c及其各项的物理意义。；g解：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。-p:单位重量液体具有的压强势能，简称压能。：gz+=c:静止液体中各点单位重量

5、液体具有的总势能相等。g3 .如图所示，一倒置 u形管，上部为油，其密度p oii=800kg/m3,用来测定水管中的 a点流速 ua ,若读数 h=200mm ,求该点流速 wa。解：根据元流伯努利方程，如图，有：paa pb一 ,五。pb - pa =( ：g -：oilg) h=(1-0.8) 1039.8 0.2=392pa2 392 1000=0.885m/s答：a点流速为0.885m/s。4.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态？解：用临界雷诺数作为流态的判别标准对于管流：4fvd- 、若re= 一 rec= 2300或2000,流动为层流v4fvd- 、，若re= -a rec=

6、2300或2000,流动为紊流v对于非圆管道，特征长度为水力半径r,雷诺数re = vr,此时，相应的临界雷诺数为575和500vr vr r,一，re = rec =575或500,流动为紊流 v若特征长度取为当量直径，则rec仍为2300或2000。五、图示圆弧形闸门 ab（1/4圆），a点以上的水深 h = 1.2m,闸门宽 b=4m,圆弧形闸门半径r=1m,水面均为大气压强。确定圆弧形闸门ab上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力px=pcx ax=74.48kn铅垂分力py= 丫 x v=85.65kn,静水总压力p2= px2+ py2,p=113.50kn, tana= py

7、/px=1.15a=49 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。六、v图示一跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,长l=50 m,两个30折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为11=0.2,2=0.5, i 3=1。，沿程水头损失系数 入=0.024,上下游水位差h=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量q 。解：按短管计算，取下游水面为基准面, 立能量方程对上下游渠道内的计算断面建2v2g计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数r = =d /4 =0.2m ,=0.2 2 0.5 1.0 =1,9将参数代入上式计算，可以求解得到3.v = 4.16m/s , q = va = 2.

8、091m /s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s o七、某水平管路直径 di=7.5cm ,末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kn,m2,管路内流速vi=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力f (可取动量校正系数为1)解：列喷嘴进口断面11和喷嘴出口断面 22的连续方程: 得喷嘴流量和出口流速为：q =viai =0.0 0 3 1m4v2 =9 9.9 ms对于喷口f建立x方向的动量方程p1a1 -r = - ：q(v2x - v1x)r =p3a3 -：q(v2 -v3) =187.8 n水流对喷嘴冲击

9、力：f与r,等值反向。八、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 n=0.014,底宽b=1.5m,槽长l=120m。进口处槽底高 程z1=52.16m,出口槽底高程 z2= 52.04 m,当槽中均匀流水深 =1.7m时，试求渡槽底坡i 和通过的流量q。解： i= (z1-z2) /l = 0.001a =bh = 2.55 m2x =b 2h =4.9m_ a _ _r = = 0.52 m x111c = - r 6 =64.06 m 2 /s nv=c (ri)0.5= 1.46m/sq= va= 3.72m3/s。九、如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角日=30,渐变段长l=10m ,渐变

10、段中水体重量g=2kn ,进水管直径d1 =0.2m ,流速v1 =1m/s ,形心点相对压强水头 p1/y=50m水柱高,出水管直径d2 =0.1m ,不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力rx和ryo解：.2.v2 =(d1/d2)2v| =4m/s ,q =v1al =0.0314m3/s以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出 1-1和2-2断面能量方程: 、，2、，2p1 ； m . p2 .1 2v2z1z z2-取 5 - 口2 12g2g220 +50=10 msin30 +塔 ,19.619.6得 p2/y=44.23m 水柱，即 p2 =9.8m44.23 = 433.5

11、kn/m2而 p1 =9.8x50 =490kn /m2 ,取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为rx和ry ,(水流方向为x轴，与水流方向垂直为 y轴)x方向大的动量方程：pia p2a -gsin300 -rx = pq(b2v2 pm) 取 b1 =1rx = p1a p2a2 gsin30 ：q(v2 -v1)= 490 0.0314 -433.5 0.00785 -2 0.5 -1000 0.0314(4-1)/1000= 15.933.4 -1 -0.9 =10.9kny方向的动量方程：ry - gcos300 =0ry =gcos300 =2 0.866 =

12、1.73kn水流对管壁的作用力与 rx和ry大小相等，方向相反。十、在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 h =8m,闸门开 度e=2.5m,闸下游水深 =4.5m ,闸门宽度b =8m ,(闸门垂向收缩系数 与 = 0.625 ,堰流 的流量系数m =0.34 ,闸孔出流的流量系数 n=0.60-0.18e/h ),不计行进流速，试求：(1)通过水闸的流量；(2)判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。ht解:(1)由于e/h=2.5/8=0.31250.65 ,所以为闸孔出流 假定为自由出流q =-be.2gh =(0.6 -0.18 0.3125) 8

13、 2.5 .19.6 8 =136.2m3/s hc = ze =0.625 2.5 =1.563m _ 3 .q =q/b = 17.03m /smhc：4( 1 82 工一1厂等(1 8 17.03 17.039.8 1.5633 一1-由于ht .h；,所以闸孔为自由出流，假设正确。(2)hk =3 ：q2/g =3.1 17.032/9.8 = 3.09m由于hc hk ,所以下游河道为缓流则下游水流衔接形式为远驱式水跃要设消能工。一、压强的两种计量基准i 绝对压强：是以绝对真空状态下的压强（绝对零压强）为基准计量的压强，用p 表示，总是正值。相对压强：是以当地同高程的大气压强作为零点计量的压强，用p表示，可正可 负。i 二者相差一个大气压强，p = p 一九真空及真空度：当液体某点的绝对压强小于当地大气压强时，该点相对压强为负 值，称为负压，或说该点存在真空，大小用外表示，压强。相对玉强基准a点相对反强 _-b戊其空后强a点给对压强b点绝对算强(x例1 一铅直矩形