模拟练习题(水力学)

1、心之所向，所向披靡1.用如图所示装置测量油的密度，已知：h=74mm,hl=152mm,h2=8mm,求油的密度。解：设油密度为P，水银密度为P，水的密度为P,大气压为pa,贝y12pa+pg（.h+力1+力2）Pigh-Z=Pa+Pfh即力+仏+仏一乡仏=乡仏代人已知数据，计算得=0.82368,“=823.68kg/m3h3=220mmh3=220mm，求水深H。解：设水和水银的密度分别为P和P，当地大气压为pa，则Po=依+p叭Pq+PgH+力2）卩前3=pt两式相减，化简后算得H=纟（力3力1）心=2.48m=2480mni适当分析，作图等。3.有一金属套由于自重沿垂直轴下滑。轴与套间

2、充满u二3x10-5m2/s的油液,p=850kg/m3。套的内径D=102mm,轴外径d=100mm,套长L=250mm,套重100N。如图1所示，试求套筒自由下滑时的最大速度（不计空气阻力）。图1解：在沿运动方向对金属套进行受力分析。受重力和油液的摩擦阻力，摩擦阻力随着速度的增加而增加，当达到最大速度时两者相对有F=F。GT切力为AFddyA由于油液很薄，假设流速呈直线分布F=卩dUA=卩UA=upUmax2兀DLedyoo2由牛顿定律工F=ma=0ssuD得mg=upmax2兀Lo2mgo则有Umax=而页=JG4.底面积为0.4x0.45m2、高为0.01m的木板，质量为5kg，沿着涂

3、有润滑油的斜面向下作等速运动，如图1所示。已知木块运动速度u=lm/s,油层厚度0=0.1mm,由木块所带动的油层运动速度呈直线分布，试求油的粘度。解：在沿运动方向对木块进行受力分析。重力在该方向的分力为mgsin,du切力为F=-TA=卩Adyduu因为呈直线分布F=卩A=卩Adyo由牛顿定律工F=ma=0ss得mgsin0-卩UA=0omgosin0则有卩=0.0105PasAu墙宽b=5m，墙宽b=5m，水深H=6m,求挡水墙受到的压力及其作5.筑有图示的挡水墙，解：挡水墙受到的总压力为：P=yhA=丫BH=9800 x3x5x6=882000nc25x65x63TTJH12c12作用点

4、位置为：h=h+肓=+=3+=4mDchA2H3x5x6cBH2宽b=1.5m宽b=1.5m，求总压力及其作用点。F=pgA=+=9800 x(l+|)xl.5x2=58800N=58.8kN/hyyx1.5X237.如图2圆柱体，其直径d=2m，左侧水深为h=d=2m,右侧水深h=d/2=lm。求12该圆柱体单位长度上所受到静水压力的水平分力与垂直分力。pp解：将柱体的受压面abed分成ab、be与cd三个部分，它们的压力体分别为abea（实）、bcaeb（虚）与edoe（虚）。三部分压力体合成后变成图示abedoa虚压力体。根据公式P=PghA，单位长度L=lm的圆柱体所受的水平分力xcx

5、Px=Pg(2hi)(Lhi)pg(1h2)(Lh2)+7kN根据公式P=PgV，铅垂分力zp31P=Pg（”X兀D2）=23.09kNz44作图、分析&如图所示的虹吸管泄水，已知断面1,2及2,3的损失分别为h=0.6v2/（2g）和w1,2hw2,3=0.5v2/（2g），试求断面2的平均压强。w2,32=200mm1(0)1=200mm1(0)12m3m3-LL-L3而v=v=v(因d=d=d),因此可对断面1,3写出能量方程解：取0-0，解：取0-0，列断面1，2的能量方程（取ai=a2=1）(a)0+0+0=-3+0+-+0.6-+0.5|(b)可得：&=r43m代入式（a代入式（a

6、）中得：9.图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64m2,长l=50m,两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为z1=0.2,Z2=0.5,Z3=1.0，沿程水力摩擦系数入=0.024,上下游水位差H=3m。求通过的流量Q?解：按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的计算断面建立能量方程H=h=（九+丫g）w4R2g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数R=0.2m,2g=0.2x2+0.5+1.0=1.9X将参数代入上式计算,可以求解得到v二4.16m/s,Q二vA二2.662m3/s即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s。10.为确定管道流量,常用如图所

7、示的文丘里流量计测量。它由渐变管和压差计两部分组成。压差计中的工作液体与被测液体相同。设已知管流流体为水,管径d,d及压差计的水头差Ah。则可确定通过的流量Q。解：取管轴0-0为基准面，测压管所在断面1,2为计算断面（符合渐变流），断面的形心点为计算点，对断面1,2写能量方程，由于断面1,2间的水头损失很小，可视0,取x=2:=1,得+洛=+熹+晶由此得：2g%_祝=1,得+洛=+熹+晶由此得：2g%_祝恋故可解得：因此：式中，K对给定管径是常量，称为文丘里流量计常数。实际流量：“一一文丘里流量计系数，随流动情况和管道收缩的几何形状而不同。11.如图所示，文丘里流量计管道直径d=200mm,喉管直径d2=100mm,水银差压计读数y=20mm,水银密度pm=13.6X103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q。解：列1-1，2-2断面的总流伯努利方程44z+厶+沁=z+厶+空1pg2g2pg2g取a-a=1,有12v2v221二2g(z,+)