1、水力学复习题目一、选择题 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）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 。2、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （D）A 层流区 ； B 紊流光滑区 ；C 紊流过渡粗糙区 ； D 紊流粗糙区 。3、液体中某点的绝对压强为 100kN/m2，则该点的相对压强为 （B ）A 1 kN/m2 B 2 kN/m2 C 5 kN/m2 D 10 kN/m24、长管的总水头线与测压管水头线 （A）A 相重合； B 相平行，呈直线；C 相平行，呈阶梯状； D 以上答案都不对。5、
2、渗流的达西公式只能适用于 （A）A 恒定均匀层流 B 恒定均匀紊流 C 恒定均匀流；D 非恒定流 。6、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （B） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.752.0 次方关系 。7、在平衡液体中，质量力与等压面 （C）A 重合； B 平行 ； C 正交。8、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 C 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 2 1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为 (B)A B 管高于 A 管； B A 管高于 B 管； C AB 两管同高。10、盛水容器 a 和 b
3、 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 2四、简答题 1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。v0=0v0=0测压管水头总水头线v0=0v0=02. 试述液体静力学的基本方程 及其各项的物理意义。zpgC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。：单位重量液体具有的压强
4、势能，简称压能。pgZ+ :单位重量液体具有的总势能。Z+ =C：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。pg3. 如图所示，一倒置 U 形管，上部为油，其密度 oil=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 A。解：根据元流伯努利方程，如图，有：pgAB2ABAp()pghoil()=(1-0.8)109823.=392Pa A29=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：若 或 2000，流动为层流Revdc230若 或 2000，流动为紊
5、流对于非圆管道，特征长度为水力半径 R，雷诺数，此时，相应的临界雷诺数为 575 和 500Rev或 500，流动为层流ec57或 500，流动为紊流ev若特征长度取为当量直径，则 仍为 2300 或 2000。Rec五、 图示圆弧形闸门 AB(1/4 圆), A 点以上的水深 H1.2m ，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=pcAx=74.48kN 铅垂分力 Py=V=85.65kN,静水总压力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tan= Py/Px=1.15 =49合力作用线通过
6、圆弧形闸门的圆心。六、图示一跨河倒虹吸圆管，管径 d0.8m ，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 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =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，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 gvRlhHw2)4(计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.105.0 ,m2.0/ dAR将参数代入上式计算，可以求解得到/sm.2 ,/s16.4 3vAQvHRO ABR即倒虹吸管内通过的流量为 2.091m3/s 。
7、七、某水平管路直径 d1=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=49kNm2，管路内流速 v1=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： sm034.1AvQs9.2Av对于喷嘴建立 x 方向的动量方程)(121xvQRpN 8.733水流对喷嘴冲击力: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 b1.5m ，槽长 L120m 。进口处槽底高程 Z1=52.1
8、6m，出口槽底高程 Z252.04m ，当槽中均匀流水深 h0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量 Q。 解： i=（ Z1-Z2）/L =0.001 m2 5.bhAm 94xm .0Rs/61216nCd1v1P1x2211Rv=C(Ri)0.51.46m/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 ，渐变段长 L=10m，渐变段中水体重o30量 G=2KN，进水管直径 ，流速 ，形心点相对压强水头 水柱md2.01sV/1 mp50/1高，出水管直径 ，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力 和 。.2 xRy解：， smVd/4)/(122s
9、mAVQ/0314.1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：取 gpzgpz22121，6.9430sin16.950o得 水柱，即 mp24/2 22/5.38mKNp而 ， 1/8.KN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 和 ， （水流方向xRy为 x 轴，与水流方向垂直为 y 轴）x 方向大的动量方程：取)(30sin1221 VQRGApx 12Rox 0/)4(03.5.078.541.49 KN9.5y 方向的动量方程： 03cosGRy 73.186.2水流对管壁的作用力与 和 大小相等，方向相反。 xR
10、y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 ，闸门开mH8度 ，闸下游水深 ，闸门宽度 ， （闸门垂向收缩系数 ，堰me5.2mht5.4mb8625.0流的流量系数 ，闸孔出流的流量系数 ） ，不计行进流速，试求：3.0 e/1.06（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。Lxy1122H e 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 smgHbeQ /2.1368.95.28)31.06.(2 mhc5.0sq/317/ghqcc 42.5)163.890.173.81(2
11、.)8(22 由于 ，所以闸孔为自由出流，假设正确。 t（2）mqhk 09.38/.17/3232由于 ，所以出闸水流为急流，又 ，所以下游河道为缓流kckth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 。二 者 相 差 一 个 大 气 压 强 ，真 空 及 真 空 度
12、： 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 表 示 ，例 1 一铅直矩形闸门，已知 h1=1m， h2=2m，宽 b=1.5m，求总压力及其作用点。例 1：已知：0zyxut求：t 0 时，A（1，1）点流线的方程。解： tydtx积分：ln(x+t)=-ln(-y+t)+C (x+t) (-y+t)=C当 t0 时，x1，y1，代入上式得： C1所以，过 A（1，1）点流线的方程为： xy1例 2、伯努利方程式的应用实例例 21 : 一般水力计算问题有一喷水装置如图示。已知 h10.3m ，h 21.0m ，h 32.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度 h（不计水头损失） 。解： 以 33 断面为基准面，列 11、33 两断面的能量方程：
