长沙理工大学水力学习题集

1、第一章 绪 论第一节 思 考 题1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关？在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小？1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数？1-3 影响液体与变化的因素有哪些？水的和与这些因素的变化关系如何？1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处？1-5 静止液体是否存在粘滞性？为什么？1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为：常数；底部速度u=0，表面u=umax的斜直线；二次抛物线。则其切应力的垂线分布规律各是怎样的（作图说明）？1-8 液体压缩时，其质量和密度各有无变化？影响（或K）变化的因素有哪些？1-9 引入连

2、续介质假设有何实际意义？1-10 何谓理想液体？理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何？在自然界中存在理想液体吗？第二节 计 算 题1-1 体积为2.5m3，重量为17.1kN的液体，其容量、密度各为若干？1-2 某液体的密度为13600kg/ m3，运动粘滞系数为1.1410-7/s，求动力粘滞系数。1-3 已知水的动力粘滞系数=0.00129Pas，求其运动粘滞系数。1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体，上板固定，下板在=1.5N/的切应力作用下，以u=0.3m/s的速度平移，两板间距=1mm，求液体的粘滞系数和。1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图，沿着涂有

3、润滑油的斜面等速下滑，油的动力粘滞系数=0.1225Ns/，油层厚t=0.1cm，木板的接触面积A=0.25，求木板的下滑速度u。1-6 某滑动轴承如计1-6图，轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm，间隙t=0.1cm，当轴的转速n=210rpm时，内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4Nm，求。1-7 当压强由240kN/增至 300kN/时，液体的体积缩小0.025%，求该液体的体积弹性系数。1-8 证明：压缩系数，并求若使水的密度增加时的压强增值（=4.1810-10/N）。第三节 公 式 提 要一、体体的密度、容重及两者间的关系1）密度 （1-1）2）容量= （1-2）3）容重与密度之间

4、的关系 （1-3）上述三式中 质量，kg； 体积，m3； 重量，N。二、牛顿内摩擦定律T=A（或=） （1-4）式中 T流层间的内摩擦力，N； 动力粘滞系数，NS/或Pas； A两流层间的接触面积，； 、粘滞切应力和流速梯度。三、压缩系数（或弹性系数K） = （1-5）式中 压缩系数，/N； 压强变化时体积的改变量。第二章 水 静 力 学第一节 思 考 题2-1 静水压强有哪两个特性（要求用自己的语言来表达）？2-2 “等压面必为水平面”，这种说法对吗？试给出等压面为水平面的条件。2-3 静水中某点的绝对压强为39.2kN/，试分别用kgf/cm2、at、mH2O、mmHg和Pa表示其相对压强

5、。该点是否存在真空？菲存在，则真空高度为若干？*2-4 某地当地大气压为101.3kPa，此时测得水中某点的绝对压强为99kPa，该点存在真空吗？为什么？水力学中对当地大气压是如何考虑的，此时该点的情况又如何？2-5 基本议程z+=C中，压强p是相对压强还是绝对压强？或二者均可？为什么？2-6 绘制静水压强分布图的理论依据是什么？试说明它们在绘图中的具体作用？2-7 绘制静水压强分布图的主要目的何在？2-8 静水压强分布图应绘成绝对压强分布图还是相对压强分布图？为什么？2-9 “因弧形闸门沿水深各点静水压强尾端的连线为光滑曲线，故此时静水压强与水深成非线性关系”对吗？为什么？2-10 圆柱形容

6、器如思1-10图，AC面上的压强分布图及顶面、底面上的静水总压力应如何求？（动）2-11 当液体处于相对平衡时，作用于自由面上任一点的重力与惯性力的合力有何特点？2-12 两容器置于桌面上，容器自重、底面积和高度均相等，容积不等，盛满水时，两容器底面上的静水总压力及桌面上所受的力相等吗？为什么？2-13 使用图解法和解析法求静水总压力时，对受压平面的形状各有无限制？为什么？ 思 2-10 图 2-14 挡水面积为A的平面闸门，一侧挡水，若绕过其心C的水平轴任转a角，其静水总压力的大小、方向和作用点各是否变化？为什么？ 2-15 “只有当受压面为水平面时，压力中心才与受压面的形心相重合”对吗？试

7、举例说明。 2-16 矩形平面闸门AB，当上下游水位均上升h至虚线位置时，思2-16图示的两种情况下，闸门上的静水总压力及作用点是否改变？为什么？ 2-17 若弧形闸门上下游有水，但水位不相等时，应如何确定闸门的铅直投影面Ax及水平分力Px? 2-18 组成压力体的面有哪些？如何确定铅直分力Pz的方向及其作用线的位置？（动）2-19 液体相对平衡时其压强的分布规律与静止时压台的分布规律是否相同？为什么？（动）2-20 若某水箱作水平匀加速直线运动，其底面上的压强分布和总压力与水箱静止时比较有无改变？为什么？2-21 浮体的平衡稳定条件是什么？当 和=时，浮体各处于什么状态?第二节 计 算 题2

8、-1 求当a分别为60和90时，计2-1图中各点的压强。2-2 求计2-2图示各点的相对压强和绝对压强。2-3 试计算并标出2-3图示各点的位置水头、压强水头和测压管水头（po=0.05at）。2-4 试求计2-2图中A、B两点的真空值和真空高度。 2-5 求计2-5图示密闭容器的表面压强p0（已知=8.90kN/, =133.28 kN/，且不计空气重量）。2-6 计2-6图中压力表读数为0.55at，求容重y1。 2-7 两相领贮液容器如计2-7图，求h1为若干。2-8 计2-8图中真空表读数为1kN/，h为多少？2-9 连通器如计2-9图，活塞面积A2=2A1=0.07，求物重G为若干。

9、2-10 试求计2-10图中测压管A、B、C的液面高程及测压管D的水银面高差h为若干。2-11 试求计2-11图示两容器形心处的压强差值。2-12 两贮水容器如计2-12图，已知h1=0.5m，h2=0.7m，z=1.5m，=6.38kN/m3，=31.20Kn/，求压强PB。2-13 绘出计2-13图中注有字母的挡水面上的静水压强分布图。2-14 已知计2-13图（a）中AB与水平的夹角为60,h1= h2=2.0m，BC段长3.0m，试分别求出AB、BC和CD各部分挡水面上的单宽静水总压力。 2-15 自动翻板闸门如计2-15图，按h超过1m时闸门应自动打开设计，不计闸门自重门轴摩擦，则转

10、轴的安装位置应在何处？2-16 某水箱泄水底孔上装有一5050m可绕A铰转动的正方形平面闸门，如计2-16图，不计滑轮B和转轴A处的摩擦力及闸门自重，求启门力F。2-17 某水箱的一侧装有可绕铰c转动的矩形闸门如计2-17图，门宽b=0.8m，不计铰的摩擦和闸门的自重，求当a=45时绳索的拉力为多少。2-18 计2-18图示的闸门，宽为2m，可绕铰B转动，试求A点所承受的水平力为若干。2-19 一小型挡水坝如计2-19图，求1m长坝体所引起的地基约束反力（已知1m长坝体自重为25.4kN）。 2-20 矩形平面闸门如计2-20图，门宽b=6m，试按每根黄梁受力相等的条件在闸门上布置3根横梁。2

11、-21 引水管进口装一直径为2m的圆形平面闸门如计2-21，求闸门上的总压力及作用点位置。2-22 渠堤下一直径为0.8m的引水管，闸门与门槽间的摩擦系数=0.3，闸门重206N，求启门力（计2-22图）。2-23 绘制计2-23图中各指定柱面上的压力体部面图及水平压力的压强分布图。2-24 已知计2-13（c）图所示的u形渡槽h=1.5m，R=1m，求BC段1m长度上的静水总压力及方向。2-25 计2-23图（a）所示的圆弧形闸门，R=4m，=67.5，h=6m，门度 b=3m，A，O点位于同一水平面内，求闸门上总压力的大小、方向及作用点。 2-26 计2-26图示的弧形闸门，门宽b=4m，

12、试求：闸门上的静水总压力及其方向；水平分力与铅直分力对o点之矩。 2-27 一圆柱形压力容器如计2-27图，当输水管阀门关闭时，压力表读数为1.1at（相对压强），求半球形顶面AB上所受静水总压力的大小。2-28 计2-27图示的水箱壁上圆孔直径d=0.5m，球形活塞直径D=0.6m，a=0.2m，求活塞上的静水总压力及方向。2-29 直径为D，长为L的圆柱，不计圆柱重量，在计2-29图示的平衡状态下，试证：D=2-30 一充满水的圆管如计2-30图，管中水重为G，证明沿AB剖分时，作用在左右两部分管壁上的静水总压力均为：P= （动）2-31 计2-31图示小车以a=4.2 m/S 的加速度沿

13、a=20的斜坡向上运动，求小车运动时水面的倾角。（动）2-32 一圆筒如计2-32图， 内径0.8m， 高1m，筒内盛满水，求圆筒以6r/s绕z轴等角速旋转时从筒内溢出的水量及相对平衡后O和B的压强。2-33 输水管自动关闭装置如计2-33图，管径d=2cm，当止水压盖关闭管口时，管口压强p=29.4N/cm2，1=8cm，D=14cm，不计杠杆及浮球重，若当水刚淹没浮球时管口自动关闭，求应为若干。2-34 一长20m，宽12m，重7056N的矩形断面平底浮码头，重心C在对称轴上且距离0.5m，求浮码头的吃水深度并校核其稳定性。第三节 公 式 提 要一、重力作用下液体的平衡1）重压强的计算（相

14、对平衡也适用） = +h （2-1）2）单位势能的守恒关系 Z+=C （2-2）上述二式中、分别为点压强和表面压强； h点在自由液面以下的铅垂深度； Z、分别为单位位能和单位压能； C常数。3）绝对压强与相对压强之间的关系 pab=pa+pr1 （2-3）4）真空值 = = （2-4）以上两式中 、和分别为绝对压强、大气压强和相对压强。以后除作说明外，“压强”均指相对压强，并用表示；真空值。二、等压面（包括自由面）方程1）重力作用时Z=C 或 h=C (2-5)（动）2）重力与直线惯性力共同作用时tg= （2-6）（动）2）重力与离心惯性力共同作用时Z=C （2-7）式（2-6）、式（2-7）

15、中坐标系的取法及各符号的意义可参见（计2-31图）和（计2-32图）三、重力作用静止液体的总压力1）矩形平面上的总压力（图解法） （2-8）2）任意平面上的总压力（解析法）大小 （2-9）作用点 yD=yc+ (2-10)3)曲面上的总压力大小 P= （2-11）方向 a=arctg （2-12）以上五式中 S压强分布图的面积，N/m； b矩形受压面的宽度； yD、yc 总压力作用点及受压面形心距x轴（受压面与自由液面的交线）的距离； lc 受压面绕其平行于x轴的形心轴的惯性距； px=hcAx总压力的水平分力，Ax为曲面的铅直投影面积；pz=V总压力的铅直分力， 为压力体的体积。四、浮力及浮

16、体的稳定1）浮力 P=Pz= （2-13）2）浮体的稳定平衡条件 e （2-14）其中 = （2-15）以上三式中 浮体所排开液体的体积； e偏心距； 浮面对其纵轴的惯性矩。第三章 液流运动的基本原理第一节 思 考 题 3-1 判别下列说法正确与否，并说明理由。（1）“只有当水流质点的运动要素不随时间变化的液流才是恒定流”。（2）“只有当过水断面上各点的实际流速均相等时，水流才是均匀流”。3-2 流线有哪些特性？实际水流中存在流线吗？引入流线概念的意义何在？3-3 试给予制恒定流时计3-19图 及计3-23图所示边界条件下的流线图。3-4 “渐变流断面上各点的测压管高度等于常数”，此说法对否？

17、为什么？3-5 压力管流在什么情况下，其过水断面上各点的z和分别等于常数？3-6 在例3-3图中，若当阀门K逐渐关闭时，对断面1-1和2-2是否满足连续性议程A11= A22？为什么？*3-7 一末端射入大气的水平管道，若射流出口后的一段水流，流线接近平行，那么该流段内的过水断面仍为渐变流断面吗？断面上各点的z+是否仍为常数？为什么？*3-8 “底坡与水平面间的夹角为的明渠均匀流或渐变流，因其断面上压强的分布规律与静水压强的分布规律相同，故断面上任一水深为h的点上压强P=y h，”对吗？为什么/3-9 均匀流过水断面上，各点单位重量液体的实际势能是否为常数？各点单位重量液体的实际机械能是否为常

18、数？请分别说明理由。3-10 拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、靠拢，还是张开？为什么？3-11 水流由等径斜管的高处A流向低处B。讨论压强出现以下三种情况的可能性：（a）pApB；（b）pA=pB；(c) pApB，并说明出现某种情形叶，其能量转化的形式。断面平均流速会沿程增大吗？3-12 用文德里流量计量测管中流量Q，当Q不变时，文德里流量计上比压计的读数h是否随文德里管的轴线与水平面的夹角不同而异？为什么？3-13 设水流流过水泵获得的单位能量和流过水轮机失去的单位能量分别为H1和H2，试分别出水泵和水轮机进、出口断面间的能量方程。3-14 设有一水平压力管

19、流，当不考虑水头损失影响时，其测压管水头线沿程下降、上升或水平的条件各是怎样的？（动）3-15 相对运动的能量方程式（3-6）与一般形式的能量方程式（3-4） 比较，有何不同之处？3-16 恒定总流的动量方程中，哪些是矢量？中一般包括哪些力？3-17 在应用恒定总流的动量方程时，为什么说不必考虑水头损失？这是否意味着动量方程中不必考虑粘滞性对水流运动的影响？为什么？3-18 为什么能量方程和动量方程在应用时均要求断面为渐变流断面？这是否意味着若选择急变流断面能量方程和动量方程均不成立？请说明理由。3-19 由动量方程求得的力若为负值时说明什么问题？待求未知力的大小有无关系？应用中应如何选取脱离

20、体？*3-20 试根据动量定理，导出有流量加入或分出时的动量方程。第二节 计 算 题3-1 如计3-1图所示的管流，已知断面A-A处的流速分布为u=（ro2-r2），圆管半径ro=3cm，r1=2cm，且A-A断面中心点处的流速umax=0.15m/s，试求：1）总流量；2）小管段的断面平均流速1。3-2 有一矩形断面溢洪道，底宽b=25m，泄流量Q=150m3/s，当已知某断面处的平均流速=2.5m/s，求该断面的水深。3-3 试推证矩形过水断面明渠中的单宽流量 。3-4 水轮机直锥形尾水管如计3-4图，断面1-1与2-2处的管径分别为d1=100cm，d2=300cm，出口水深h=25cm

21、，求出流量Q=5 m3/s时，断面1-1和2-2处的平均流速1及2。3-5 某河段在枯水期由江心滩地将其分为左、右两汊道如计3-5图。现根据水文测验得到下列资料：在断面A-A处左河道过水断面面积为2500，断面平均流速为0.97m/s；右河道过水断面面积为3400 ,断面平均流速为0.62m/s。求：左、右汊道的分流量及总流量；各汊道的分流量占总流量的百分比（分流比）。3-6 处于海拔高度36.00m处于的水流，已知其压强为350kN/，平均流速为18.5m/s，问该水流单位重量水体的总机械能为若干？3-7 如计3-7图所示的压力水管,小管直径=20cm,A断面形心点处的压强为0.74at；大

22、管直径=40cm，B点处的压强为0.4at，大管断面平均流速=1m/s。求A、B两断 面间的总水头差；水流流向。3-8 计3-8图示为一变径压力管流，已知 =30cm， = 25cm ， = 20cm，忽略水头损失，试求：流量及A、B和C各点的压强；绘制测压管水头线。3-9 一密闭盛水容器如计3-9图，侧壁接一直径为5cm的圆管，管长l=6m，H=5M，读得h=0.4m，出流时总水头损失为3.4m，求管道的流量。3-10 计3-10图所示为一水轮机直锥形尾水管。已知AA断面的直径 dA=0.6m。流速A=6m/s，B-B断面的直径dB=0.9m，且压强按静水压强规律分布，水头损失，求：当y=5

23、m时AA断面处的真空值；当允许真空高度为5.2m H2O时，AA断面距下游水面的高度y。3-11 如计3-11图所示的喷射泵，喷嘴进口断面的直径d1 =5m，压强p1 =0.9at，出口断面的直径d2 =1cm时，不计水头损失，若通过的流量Q=1.35L/s，求竖管中液面的升高值。3-12 某厂生产用水旨水管道如3-12图所示，直径为50cm，当阀门全关时，压力表读数为343kN/，阀门开启后，保持恒定流，压力表读数降为345kN/。设压力表前段的水头损失为8.5m H2O，求管中流量。3-13 计3-13图表示一安装在压力管道上的压差式毕托管，已知管径d=30cm，h=40cm，=7.8kN

24、/m3，求A处的点流速A。3-14 在直径d=15cm的水管上装有一水银压差计式毕托管如计3-14图。若已知A-A断面的平均流速与该断面中心点处的最大流速间的关系为=0.8umax，水银面高差h=65mm，求管中流量。3-15 铅直放置的90输水弯管，装有一水银压差计如计3-15图，直径d1=30cm，d2=25cm，弯管段的水头损失hj=0.55，流量Q=120L/s，求水银压差计中的水银面高差h。 3-16 计3-16图示的管道过渡段，d1=30cm，d2=100cm，流量为0.06m3/s，不计1-1、2-2两断面间的水头损失。问：若流水自上向下流，且断面1处压力计的读数为57N/cm2

25、，水银面高差h及断面2处的压力计读数为若干？若水流自下向上流，且断面2处压力计的读数为57N/cm2，其水银面高差h及断面1处的压力计读数又为若干？3-17 上题中，如果管道自上向下输油，且已知h=10cm，油的容重为8.82kN/m3，试求流量。 3-18 一竖直放置的文德里流量计如计3-18图，d1=20cm，d2=10cm，水银压差计的读数h=6cm，忽略两断面间的水头损失，求流量为若干。3-19 计3-19图为一恒定水箱，底部接一铅直输水管，管径d1=10cm，末端收缩管嘴出口直径d2=5cm，若不计水头损失，试求管中流量A、B、C、D各点的压强。3-20 水从A水箱经B水箱流和C水箱

26、（如计3-20图示）。A、C两水箱水位不变，其差值为10m，水头损失hwAB=5.75，hwBC=5. 5，管径d1=25cm，d2=20cm，忽略各水箱中的动能影响。求：流量；AB两水箱的水位差h。 3-21 某抽水系统如计3-21图所示，流量Q=40L/s，管径d=20cm，水头损失hw吸=1.2m，若限制吸水管末端断面中心点处的真空值不超过0.68at，该抽水机的最大安装高度hsmax 应为多少？3-22 某水箱的水深为z，拟在水箱底部连接一管嘴。现考虑两种措施，即：连接一进口直径为D、长为L的圆锥形管嘴或连接一直径为D、长为L的圆柱形管嘴（见计3-22图示）。水箱面积远大于管嘴面积，忽

27、略水头损失，设水箱水位恒定，试比较两种措施下，断面1和断面2处平均流速的大小，并说明哪种措施流量大。 3-23 一度宽为2.7m的矩形断面平底明渠如计3-23图示，在某断面处渠底抬高0.3m，抬高前水深为1.8m，抬高后水深降低0.12m，设水头损失hw1-2=0.35，试求其过流量为若干。 （动）3-24 水轮机叶轮如计3-24图示。已知叶轮的外半径r1=30cm，内半径r2=12cm，叶片宽b1=8cm，b2=4cm，流量Q=0.5m3/s，动水压强P1=21.2N/cm2，P2=-5.14N/cm2，水头损失hw12=0.8m，求水流通过水轮机时为叶轮旋转所提供的动力和最大转速n。（提示

28、：设相对速度w为沿径向流入和流出，且忽略z1和z2之差） 3-25 一近似为矩形的河床上建有一溢流坝如计3-25图。已知河宽16m，且溢流坝与河床等宽，坝高P=2.5m，坝前水头H=1.5m，过坝流量Q=64m3/s，不计水头损失及坝面阻力，求下游收缩断面水深hc=0.8m时水流对坝体的水平总作用力。 3-26 计3-26图示为一铅直安装的管道，末端由六枚螺栓连接一喷嘴。已知管径D=26cm，喷嘴出口直径d=10cm，喷嘴长为0.5m，喷射流量为157L/s，不计水头损失，求每枚螺栓所受的拉力。3-27 一转弯角a=45管轴线位于同一水平面内的压弯管如计3-27图。直径D1=30cm，D2=2

29、5cm，1-1断面形心处的相对压强为36kN/，流量Q=150L/s，不计弯管段的水头损失，求固定此弯管所需要的水平力及其方向。3-28 计3-28图示为一水电站压力钢管渐变段。直径D和d、倾斜角及管中流量Q均为已知，且2-2图面形心处的本对压强为，设两断面形心间的铅直距离y恰好等于2-2断面形心处的压强水头，不计水头损失。试证明镇墩的水平反力。Rx=（提示：取= = =1） *3-29 引水槽尾部装有一直径为的圆柱形内延管嘴，管嘴为恒定大气出流（如计3-29图），设收缩断面c-c保持圆截面，其直径为，引水槽过水断面积为A1，且A1Ac。沿槽壁AB及DF上的压强分布可按静水压强分布规律考虑，不

30、计水头损失。试证明=。3-30 某输水管末端接一圆锥形扩散管如计3-30图，引入进入水箱，扩散管直径=25cm，D=50cm，扩散角=15水箱内水头H=4m，当流量Q=0.4m3/s时，求：= 时，水流作用在扩散管上的轴向力；若使轴向力为零，则水箱水面压强为多少（已知扩散管段的水头损失hwhj=0.9)。 *3-31 计3-31图示为一流动位于同一平面内的射流，冲击一端可绕铰链A转动的光滑平板。已知Q0=40L/s，L=1.2m，=60，且不计空气和板面阻力，忽略水头损失及平板自重。试求：分流比Q1/Q2；当平板处于平衡状态下，支撑力F=340N时，其相应的射流速度0为若干。第三节 公 式 提

31、 要一、恒定总流的连续性方程1）两断面间无流量汇入或分出的情况 1 A1=2 A2 （3-1）2）两断面间有流量汇入或分出的情况汇入 Q1+ Q2= Q3 （3-2）分出 Q1= Q2 +Q3 （3-3）上述式中 A过水断面面积； 、Q断面平均流速和流量； Q21-1和3-3两断面间汇入（或分出）的流量。二、能量方程1）恒定总流的能量方程 （3-4）式中z、和分别为单位位能、单位压能和单位功能，或相应地称之为位置水头、压强水头和流速水头；Z+单位势能，或称测压管水头；Z+单位总机械能，或称总水头；动能修正系数。2）有能量加入工分出的能量方程 （3-5）式中 H单位重量液体获得（取正号）或失去（

32、取负号）的能量。（动）3）相对运动的能量方程 （3-6）式中 W液体质点的相对速度； 液体质点的单位动能；液体质点的牵连速度；液体质点的单位惯性能。三、动量方程1）矢量式 （3-7）式中 、作用于脱离体上所有外力的矢量和及断面平均流速的矢量形式； 动量修正系数。2）投影式 （3-8） 式中 、作用在脱离体上所有外力在x、y、z三个方向投影的代数和；、和、和在x、y、z三个方向的投影。第四章 液流型态与水头损失第一节 思 考 题 4-1 产生液流阻力和水头损失的根源、条件和方式各是什么？4-2 雷诺数与哪些因素有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是加大还是减小？4-3

33、为什么要研究液流型态？试述流态转变的物理过程。4-4 实际工程中绝大多数水流为紊流，而理论上为什么又要研究层流的运动规律？4-5 有两根、及液体温度都相同的管道，一根输水，另一根输油，如果相等，Re、hf是否相等？如果Re相等，、是否相等？两管的是否相等？4-6 用流速仪测定某点流速时，在测点停留的时间有何要求？为什么？4-7 紊流研究中为什么要引入时均概念？紊流时，恒定流与非恒定流各是怎样定义的？4-8 瞬时流速，肪动流速、时均流速和断面平均流速的定义及其相互关系怎样？4-9 水头损失有哪些类型？产生的原因和影响因素是否相同？4-10 根据如何解释层流中，紊流粗糙区？与0=RJ、又有何区别与

34、联系？*4-11 0= RJ的意义是什么？它是如何导出来的？适用条件是什么？4-12 紊流中为什么存在粘性底层？其厚度与哪些因素有关？0对紊流分析有何意义？紊流沿断面法向分区和流态分区有何区别？4-13 如何确定管道的当量粗糙度？又如何根据当量粗糙度进行水力计算？4-14 d、一定的管道，其Re、是否一定？为什么？4-15 管道沿程水头损失系数如何测定？试设计其装置，并简述其原理。4-16 局部阻力系数与哪些因素有关？选用时应注意什么？突然扩大管道局部阻力系数的理论值与实测值有何关系？4-17 两等径均匀管流，液体的性质及管道中心点处的流速均相同，但管中断面流速分布规律分别为和，问两管的Re、

35、Q、0及沿断面的分布图是否相同？4-18 管径突变的管道，当其它条件相同时，若改变流向，在突变处所生产的局部水头损失是否相等？为什么？4-19 均匀流断面上各点实际的能量损失是否相等？理论上又是如何处理的？*4-20 边界层是如何形成的？什么是层流边界层？什么是紊流边界层？*4-21 边界层内是否一定是层流？影响边界层内流态的主要因素有哪些？第二节 计 算 题 4-1 某输水管管径为0.1m，流量为15.7L/s，水温为10，试判别管中流态；若流量水温不变，求流态转变时的管径。4-2 均匀管流，管径为3cm，水温为5，平均流速为8cm/s，试判别其流态并计算 50m管段上的测压管水头差；当管径

36、和液体性质不变时，若要改变流态，可采用哪些措施？4-3 如计4-3图所示的正方形管道和正方形渠道，边长均为1m，均匀流时水力坡度为0.001，水温为10，流量为1.0m3/sm，试求雷诺数和边界切应力。4-4 在d=25cm，l=20cm的水平钢管上输送p=920kg/m3，=2cm2/s的原油，测得管段上压力下降0.21m油柱，求输送78.4kN原没所需的时间和r=5.5cm处的切应力。4-5 d=10cm的水平管道上以层流状态每小时均匀输送y=9.3kN/m3的原油，158KN，测得10m长管道压强降低5.5KN/，求原油的动力粘滞系数和运动沾滞系数以及输油功率损失N（提示：）。*4-6

37、宽浅矩形断面明渠如计4-6图，流速分布为，求证：；uy=0.4h=时，n=0.2。*4-7 若上题中，其流速分布为，欲用流速仪一次测出流速计算流值，问测点应放在什么深度上。4-8 某均匀输水铸铁管道，d=20cm，=0.8mm，水温为10根据莫迪图判别当流量分别为4.7L/s和110L/s时的管中流态。4-9 若上题管长=270m，用莫迪图计算水头损失和粘性底层的厚度。4-10 某矩形水槽，水流为均匀流，Q=1.2m3/s，h=0.6m，b=0.8m，n=0.0125，试求20m流段上的能量损失和底板对水流的总阻力。4-11 某粘土灌溉渠道，断面为梯形，边坡系数 m=1.5，n=0.0225，

38、b=3m，均匀流水深为2m，试分别曼宁公式和巴甫洛夫斯基公式计算谢才系数。若均匀流流量为30m3/s，推求渠底坡度（提示：均匀流水力坡度即渠底坡度）。4-12 U形输水渡槽如计4-12图，已知R=1m，h=1m，水流为均匀流，底坡为0.002，Q=8.9m3/s，求渡槽的糙率n为若干。4-13 实验装置如计4-13图。已知/ =4m，d=4cm，测得两测压管水头差为0.9m，2分钟流入量水箱的水体体积为0.3m3，试求管道的沿程阻力系数和糙率n。4-14 计4-14图示的输水管道，管径由5cm突变为10cm，当Q=1.18L/s时，水银压差计中高差h=6cm，求实际的局部阻力系数并与理论值比较

39、。4-15 突变管道，管径相差1倍，试证明在同一流量下，流向改变时，突然扩大的局部水头损失是突然缩小的局部水头损失的1.5倍。4-16 证明恒定管流当流速突然减小时必发生势能回升现象。4-17 如计4-17图所示的管流，流速由1突变为2，如分两次突变，中间取何值其局部水头损失最小，此时水头损失与一次突扩时的水头损失成何关系？ 4-18 例4-5图所示的管道，H=3.4m，d=0.1m，进口局部损失系数为0.5，当l=50m和l1=10m时两水银压差计中的高差h均为0.4cm，试求：管中流量；管道的和n；阀门的局部阻力系数。 4-19 如计4-19图所示的管道，从个很大的密闭水箱中引水，流入大气

40、，d=0.25m,n=0.012，进口局部阻力系数为0.5，底部水银压差计高差h=17cm，试求流量和管壁对水流的总阻力。4-20 输水管道如计4-20图。已知n = 0.014，d2 = 2d1 = 2d3 =0.2m，1=2=3=10m，h=6m，进口局部阻力系数为0.5，出口局部阻力系数为1，不计上下游流速水头的影响，试求：管中流量；小管与大管的水力坡度成何关系。4-21 A、B、C三个大水池（计4-2图），忽略各池中的流速影响，连接各池的水平输水管直径d=25cm，n=25cm，n=0.012，Q=98L/s, 1=73m, 2=30m，A池水位1=10.0m，试求B、C池中的水位2、

41、3。第三节 公 式 提 要一、沿程水头损失计算1）达西一魏期巴哈公式 (4-1)其中 （4-2）式中 沿程阻力系数；R、水力半径和湿周。2）谢才公式 （4-3）其中 （4-4）变数 （4-5）式中 C谢才系数，s；J、分别为水力坡度和流段长度；n糙率。二、均匀流切应力与水头损失的关系 （4-6）式中 、分别为总流表面及任意流层表面的切应力； R、R分别为产叫流及任意流层的水力半径。三、局部水头损失计算 （4-7）式中 局部阻力系数。第五章 有压管道中的恒定流第一章 思 考 题5-1 何谓长管和短管，这种分类有何实际意义？5-2 当边界条件要同时，简单短管自由出流与淹没出流的流量计算式中，其流量

42、系数值是否相同？为什么？5-3 两淹没管流：一流入水库，另一流入渠道，其它条件相同，其测压管水头线有何不同？5-4 如思5-4图所示的水箱，为增大流量，拟在出水和末端B处考虑两种措施：接一垂直管段；接一水平管段。问哪种措施可行？为什么？（提示：11 ，1为管段1上的沿程水头损失）。5-5 式中，K值反映了什么意义？5-6 某水箱底部接一铅直向下和等径管道，该管的流速和压强是否沿程变化？为什么？5-7 某水平管道如思5-7图。问在忽略；忽略；计入和三种情况下， 水流由A流向B与由B流向A比较，其流量各是否相等？为什么？（设两种流动的上游水头H相等）。5-8 复杂管道是否一定是长管？请举例说明。5

43、-9 其它条件一样，但长度不等的并联管道，其沿程水头损失是否相等？为什么？5-10 上题中，各管的流量及水流所损失的机械能总量是否相等？为什么？第二节 计 算 题5-1 恒定水箱接一输水钢管如计5-1图。已知：管径d=10cm，水平管与倾斜管的长度均为50m，h1=2m，h2=25m，=0.035，转折处的局部水头损失不计，试求：水平管段末端的真空值时，斜管上阀门的局部阻力系数；管中流量。 5-2 如计5-2图所示，虹吸管在H=6m水头下工作，管中A断面真空为7m水柱，通过流量Q=0.05m3/s。已知=4m，进口至A-A断面的长度1=100m，A-A断面至出口断面的长度2=60m，管路的沿程

44、阻力系数=0.034，进口底阀的局部阻力系数1=5，不计两转折处的局部水头损失。试求：管径d；斜管阀门的局部阻力系数2。 5-3 水从水箱沿着高=2m及直径d=40mm的铅垂管路流入大气中，如计5-3图所示。试建立管路起始断面中心点A的压强与箱内所维持的水深h之间的关系式，并求当箱内的水深为何值时A点的压强等于大气压强。设管中沿程阻力系数为常数，进口水头损失不计。5-4 上题中，设铅直管直径为d，水箱水深h不变，且管道出口流入大所中，试求流量和管长l的关系并指出的水深h为何值时流量不随管长而变化。设管中沿程阻力系数为常数，并忽略管路的进口水头损失。5-5 从具有已知压强2.5at的干管中接一总

45、长度l=45m的水平支管路充灌水池，如计5-5图示。管路上装有阀门。沿程阻力系数=0.16，试确定能保证在 时间=3s内充满体积V=36m3的水池之管路直径d。5-6 在下面密闭水箱内表面压强的作用下，水沿铅垂管路流到上面的开敞水箱中，管径d=25mm，管长=3m,h=0.5m，阀门的局部阻力系数=9.3，管壁粗糙度=0.2mm，流动处于阻力平方区。见计5-6图，试求当流量Q=0.0015m3/s时的为若干。5-7 如计5-7图所示的输水管道，已知作用水头H= 50m，D= 250mm， = 400m，喷嘴出口直径d=100mm，沿程阻力系数=0.02，喷嘴阻力系数=0.06，试求出口不装喷嘴

46、和装喷嘴两种情况下的流程Q和射流功率N各为多少（提示：射流功率）。 5-8 直径D=0.6m、总长=1500m的压力输水管道如计5-8图，其末端为一出品上径d=0.1m、阻力系数=0.04的喷嘴，作用水头H=250m，水流处于阻力平方区，管壁粗糙度=0.2mm，不计管路的局部水头损失，试求：管中流量及射流功率；若使断面K（该断面距管道进口450m）处保持相对压强=2at，其中h应为若干。5-9 如计5-9图所示，混凝土坝内有一泄水管，已知管长1=10m，2=2m，H=10m，D=50cm，沿程阻力系数=0.025，进口为嗽叭形，其后装一阀门，相对开度，试求：（管中流量；阀门后2-2断面的压强水

47、头。5-10 如计5-10图所示一过滤水池及冲洗水塔，当过滤池水时间较长后，滤料积垢较多，需将水塔中水放进过滤池底部反冲洗。已知；冲洗流量Q=0.5m3/s，冲洗管直径d=400mm，局部阻力系数，沿程水头损失系数0.024，塔中水深h=1.5m，弯管到过滤池的距离为 1.5m，要求进入过滤池前B断面的压强水头最小为5m ,试求出水塔的最小作用水头H为若干。5-11 某输水管如计5-11图。已知：Q=52.5L/s，d=200mm，n=0.125，1=3=60m, 2=180m，转变角，试求：作用水头H；定量计算并绘制管道的总水头线和测压管水头线。5-12 计算并绘制计4-21题的总水头线与测管水头线。5-13 如计5-13图所示，水泵提水灌溉，高程如图，管道均为正常钢管。吸水管长6m，直径250mm。设有带底阀的滤网，40弯头；压力管长70m，直径200m，设有逆止阀（=1.7），闸阀（=0.1），40弯头。水泵的总效率为0.7，流量0.05m3/s，泵进口处允许真空高度为6m水柱。求泵的安装高度、扬程及装机容量。5-14 如计5-14图所示，将水自水池抽至水