1、2014西南大學(xué)水力學(xué)作業(yè)答案第一次作業(yè)單選題圖示為一水平彎管，管中流量不變，在過水?dāng)嗝鍭A內(nèi)外兩側(cè)的1、2兩點處各裝一根測壓管，則兩測壓管水面的高度h1與h2的關(guān)系為A： h1>h2 B： h1=h2  C： h1<h2  D： 不定參考答案：C判斷題矩形面板所受靜水總壓力的作用點與受壓面的形心點 O重合   參考答案：錯誤 單選題圓管紊流中的上臨界雷諾數(shù) （ ）   A：是紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鲿r的雷諾數(shù)  

2、B：是層流和紊流的主要判別參數(shù)  C：等于2300  D：對流態(tài)判別作用不大  參考答案：D 判斷題恒定不可壓縮流體運動在三個坐標(biāo)方向的線變形速度之和為零。   參考答案：正確 1、如圖所示：水箱一側(cè)接一串聯(lián)管道，已知末端管徑d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，則水箱出流量Q為 0.357 m3/s。 2、水平射流流量為Q、以速度v射向固定平板，則射流對平板的水平作用力F為 F=Qv (方向水平向右)。3、明渠均勻流的力學(xué)特征是重力沿流程的分量=邊壁摩阻力。4、圓

3、管層流沿程水頭損失系數(shù)的計算公式為64/Re。5、有一水平分叉管中液流流動如圖示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各斷面形心位于同一水平面內(nèi)，取1=2=3，忽略水頭損失，則22斷面的形心點壓強p2與11斷面形心點壓強p1的關(guān)系為 等于 。6、圖示容器內(nèi)液面壓強p0為 1.113×105 Pa。 7、當(dāng)管道尺寸及粗糙度一定時，隨著流量的加大，紊流流區(qū)的變化是 光滑區(qū)過渡粗糙區(qū)粗糙區(qū) 。8、紊流過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植急葘恿鬟^水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植?均勻 。9、作層流運動的牛頓流體，其層間切應(yīng)力為 u/y 。1、0.357 2、F=Qv (方向水平向右)3、重力沿流程的分量=

4、邊壁摩阻力4、64/Re5、等于6、1.113×1057、光滑區(qū)過渡粗糙區(qū)粗糙區(qū)8、均勻9、u/y 第二次作業(yè)1、下列說法中，正確的說法是 （B ） A：理想不可壓均質(zhì)量重力流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃訒r，沿流線總機械能守恒 B：理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常流動時，沿流線總機械能守恒 C：理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動時，沿跡線總機械能守恒 D：理想可壓縮重力流體作非定常流動時，沿流線總機械能守恒2、恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。（錯）3、水的動力粘度隨溫度的升高而 （B）A：增大B：減小C：不變D：不定 4、牛頓流體具有 （B）A：擴散并充滿整個容器的特性B：在任何切應(yīng)力作

5、用下不能維持靜止?fàn)顟B(tài)的特性 C：實際上絕對不可壓縮的性質(zhì)D：切應(yīng)力與運動狀態(tài)無關(guān)的性質(zhì)5、水深相同的靜止水面一定是等壓面。 （錯誤） 6. 層流均勻流斷面動量修正系數(shù)為 (錯誤) 論述題：測 壓 管 水 頭 線總 水 頭 線v0=01、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。2、繪出圖中的受壓曲面AB上水平分力的壓強分布圖和垂直分力的壓力體圖。3、圖示圓弧形閘門AB(1/4圓), A點以上的水深H1.2m，閘門寬B=4m，圓弧形閘門半徑R=1m，水面均為大氣壓強。確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向。 解：水平分力 Px=pc×Ax=74.48kN 鉛垂分力 Py

6、=×V=85.65kN,靜水總壓力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tana= Py/Px=1.15 a=49°合力作用線通過圓弧形閘門的圓心4、圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為 A=0.64 m2，長 l =50 m，兩個 30。折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水力摩擦系數(shù)=0.024，上下游水位差 H=3m。求通過的流量 Q ? 解： 按短管計算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程 計算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù) 將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到 即倒虹吸管內(nèi)通過的流量

7、為2.091m3/s 。 5、如圖從水箱接一橡膠管道及噴嘴，橡膠管直徑D=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm，水頭H=5.5m，由水箱至噴嘴出口的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p=4.9N/cm2。行近流速v00，取動能、動量修正系數(shù)均為1。（1）計算通過管道的流量Q；（2）如用手握住噴嘴，需要多大的水平力？方向如何？ 解：（1）通過流量以噴嘴出口中心所在水平面為基準(zhǔn)面00，選取水箱內(nèi)接近管道入口滿足漸變流條件的11斷面、噴嘴出口處的22斷面及橡膠管與噴嘴接頭處的33斷面。對11與22列能量方程： （2）手握住噴嘴需要的水平力橡膠管流速對噴嘴段33與22間水體

8、列水平方向的動量方程：P2=0答：用手握住噴嘴需要的握力為187.8771N，方向水平向左。第三次作業(yè)1、在正常工作條件下，在孔口外接一個相同管徑的管嘴，作用水頭相同時，管嘴比孔口出流量(A：大)2、若明渠水力最優(yōu)矩形斷面的水深為1.2m，其寬度為（D： 2.4m）填空、計算明渠均勻流的公式是：v=C（RJ）½ 、理想液體與實際液體的主要區(qū)別是_有無粘滯性_、只受重力作用，靜止液體中的等壓面是_水平面_。、圓管層流實測管軸上流速為4m/s，則斷面平均流速為 2 m/s 。、在鉛直管道中有密度=800kg/m3的煤油向下流動，管道直徑d=20cm，裝有兩個壓力表讀數(shù)分別為p1=196k

9、Pa，p2=392kPa，假設(shè)管中流速不變，不計水頭損失，兩壓力表高差H的長度應(yīng)為 25 。、某液體的動力粘度=0.005PaS，密度=850Kg/m3，則其運動粘度 5.88*10-6 m2/S 。、水在直徑為1cm的圓管中流動，流速v=1m/s，運動粘=0.01cm2/s，雷諾數(shù)= 10000 ，水流為 紊 流。、根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為短管_和_長管。答：1、v=C（RJ）½ 2、有無粘滯性3、水平面4、2 m/s5、256、5.88*10-6 m2/S7、10000 ，紊流8、短管、長管3.明渠水力最優(yōu)斷面的水力半徑R （A）A：等于水深的一半；B：等于底

10、寬的一半；C：等于水面寬度的一半；D：等于濕周的一半4.已知水流的沿程水力摩擦系數(shù)l只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于（D）A：層流區(qū)B：紊流光滑區(qū)C：紊流過渡粗糙區(qū)D：紊流粗糙區(qū) 5.長管的總水頭線與測壓管水頭線（A）A：相重合B：相平行，呈直線C：相平行，呈階梯狀D：以上答案都不對 6.在同一瞬時，流線上各個流體近質(zhì)點的速度方向總是在該點與此流線（A）A：重合B：相交C：相切D：平行 7.下列說法中，正確的說法是（B） A：理想不可壓均質(zhì)量重力流體作定?；蚍嵌ǔＡ鲃訒r，沿流線總機械能守恒 B：理想不可壓均質(zhì)重力流體作定常流動時，沿流線總機械能守恒 C：理想不可壓均質(zhì)重力流體作非定常流動時

11、，沿跡線總機械能守恒 D：理想可壓縮重力流體作非定常流動時，沿流線總機械能守 第四次作業(yè)1.粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。（對）2.園管中層流的雷諾數(shù)必然大于000。（錯）論述題1、簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。答：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)=f1（Re）；過渡區(qū)=f2（Re，/R）；粗糙區(qū)=f3(/R)，紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。 2、"均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答：這種說法是錯誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對于空間而言，即運動要素沿流程不

12、變，而恒定流是相對于時間而言，即運動要素不隨時間而變。兩者判別標(biāo)準(zhǔn)不同。3、簡述明渠均勻流的形成條件和特征。答：明渠均勻流的形成條件：根本（力學(xué)）條件：重力沿流向的分量=邊壁摩阻力具體條件：.水流應(yīng)為恒定流；.流量沿程不變；.渠道必須是長而直的棱柱形順坡渠道；.糙率n沿程不變；.渠道中無建筑物的局部干擾。明渠均勻流的水力特征為：.等深流動：h1=h2=h；.等速流動：V1=V2=V；.總水頭線 / 水面線 / 渠底線，J=Jp=i。3.有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=（B）A：8 B：4 C：2 D：1 4.按是否考慮液體的粘滯性，可將液體分為(D)A：牛頓液體與非牛頓液體； B

13、：連續(xù)液體與非連續(xù)液體 C：可壓縮液體與不可壓縮液體 D：理想液體與實際液體 5.水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。(錯)6.漸變流過水?dāng)嗝嫔细鼽c的測壓管水頭都相同。（對）7.液體中某點的絕對壓強為100kN/m2，則該點的相對壓強為（B）A： 1 kN/m2 B：2 kN/m2 C：5 kN/m2 D：10 kN/m2第五次作業(yè)論述題1、流線和跡線的區(qū)別和聯(lián)系是什么？答：（1）區(qū)別：跡線是單個液體質(zhì)點在某一時段內(nèi)不同時刻的流動軌跡線；流線是同一瞬時由連續(xù)的一系列液體質(zhì)點所構(gòu)成的流動方向線。（2）聯(lián)系：恒定流時，流線與跡線重合。2、簡述過水?dāng)嗝嫔蠁挝恢亓苛黧w的平均總機械能E（斷面總能）與斷

14、面比能e的區(qū)別與聯(lián)系。答：（1）基準(zhǔn)面不同斷面總能E：是以某一個水平面為基準(zhǔn)面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面可任取，但同一題目必須是同一基準(zhǔn)面；斷面比能e：是以斷面最低點所在的水平面為基準(zhǔn)面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面不能任意選取，且一般情況下同一題目不同的過水?dāng)嗝婊鶞?zhǔn)面不同。 （2）沿流程變化率不同E沿流程總是減小，即 恒小于零； e則可以沿流程上升、下降或不變，即 可>0，<0，=03、何為連續(xù)介質(zhì)模型？水力學(xué)研究中引入連續(xù)介質(zhì)模型的可行性和必要性是什么？答：連續(xù)介質(zhì)模型：假設(shè)液體是一種充滿其所占據(jù)空間的毫無空隙的連續(xù)體。引入可能性：水力學(xué)所研究的，是液體

15、在外力作用下的機械運動，而不研究其微觀運動。在常溫下，水相鄰分子間的距離與我們所要研究的液流特征尺度相比是極其微小的。引入必要性：有了連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，就可以擺脫分子運動的復(fù)雜性，在研究液體的宏觀運動時，就可以將液體視為均勻的連續(xù)體，其每個空間點和每個時刻都有確定的物理量，且都是空間和時間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。這樣，我們就可以運用連續(xù)函數(shù)的方法來分析液體的平衡和運動的規(guī)律。4、簡述明渠均勻流的形成條件和特征。答：明渠均勻流的形成條件：根本（力學(xué)）條件：重力沿流向的分量=邊壁摩阻力具體條件：.水流應(yīng)為恒定流；.流量沿程不變；.渠道必須是長而直的棱柱形順坡渠道；.糙率n沿程不變；.渠道中無建筑物的局部干擾。

16、明渠均勻流的水力特征為：.等深流動：h1=h2=h；.等速流動：V1=V2=V；.總水頭線 / 水面線 / 渠底線，J=Jp=i。5、簡述雷諾數(shù)Re、弗勞德數(shù)Fr的物理意義。答：（1）雷諾數(shù)的力學(xué)意義：表征慣性力作用與粘性力作用的對比；（2）弗勞德數(shù)的力學(xué)意義：表征慣性力作用與重力作用的對比；（3）弗勞德數(shù)的能量意義：表征斷面平均動能的二倍與斷面平均勢能的比值。6、何為長管？何為短管？答：是根據(jù)管路中沿程水頭損失加流速水頭與局部水頭損失所占的比重分為長管、短管。（1）長管：水頭損失以hf為主，(局部損失和速度水頭)在總損失中所占比重很小，可忽略不計或可按hf的百分?jǐn)?shù)計算的管道。（2）短管：局部

17、損失和速度水頭在總損失中占有一定的比重，計算時不能忽略的管道。7、正常工作條件下，作用水頭、面積相同的孔口和圓柱型外管嘴的出流能力是否相同？為什么？答：正常工作條件下，作用水頭、面積相同的孔口和圓柱型外管嘴的出流能力不同，管嘴出流大于孔口出流，其原因是圓柱型外管嘴的收縮斷面處出現(xiàn)真空，加大了出流能力。1、答：（1）區(qū)別：跡線是單個液體質(zhì)點在某一時段內(nèi)不同時刻的流動軌跡線；流線是同一瞬時由連續(xù)的一系列液體質(zhì)點所構(gòu)成的流動方向線。（2）聯(lián)系：恒定流時，流線與跡線重合。2、答：（1）基準(zhǔn)面不同斷面總能E：是以某一個水平面為基準(zhǔn)面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面可任取，但同一題目必須是同一基準(zhǔn)

18、面；斷面比能e：是以斷面最低點所在的水平面為基準(zhǔn)面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面不能任意選取，且一般情況下同一題目不同的過水?dāng)嗝婊鶞?zhǔn)面不同。 （2）沿流程變化率不同E沿流程總是減小，即恒小于零； e則可以沿流程上升、下降或不變，即可>0，<0，=03、答：連續(xù)介質(zhì)模型：假設(shè)液體是一種充滿其所占據(jù)空間的毫無空隙的連續(xù)體。引入可能性：水力學(xué)所研究的，是液體在外力作用下的機械運動，而不研究其微觀運動。在常溫下，水相鄰分子間的距離與我們所要研究的液流特征尺度相比是極其微小的。引入必要性：有了連續(xù)介質(zhì)假設(shè)，就可以擺脫分子運動的復(fù)雜性，在研究液體的宏觀運動時，就可以將液體視為均勻的連續(xù)體，其每個空間點和每個時刻都有確定的物理量，且都是空間和時間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。這樣，我們就可以運用連續(xù)函數(shù)的方法來分析液體的平衡和運動的規(guī)律。4、答：明渠均勻流的形成條件：根本（力學(xué)）條件