吴持恭版水力学-第二章-思考题答案

'第二章2.1“恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”等三个概念是如何定义的？它们之间有么联系？渐变流具有什么重要的性质？恒定流：如果在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变，这种水流称为恒定流。非恒定流：如果在流场中有任何一个运动要素是随时间而改变的，这种水流称为非恒定流。均匀流：当水流的流线为相互平行的直线时，该水流称为均匀流。非均匀流：当水流的流线不是相互平行的直线，该水流称为非均匀流。渐变流：当水流的流线虽然不是相互平行直线，但几乎近于平行直线时称为渐变流。急变流：当水流的流线之间的夹角很大或流线的曲率很小，这种水流称为急变流。联系：恒定流和非恒定流均可以是均匀流或非均匀流，非均匀流中又包括渐变流和急变流。渐变流具有的重要性质：过水断面上的压强近似服从静水压强分布：2.2图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图（b）表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是否符合A1V1＝AaVa的连续方程？为什么？图2.2否，因水流均属非恒定流3 2.3能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么？（1）各项的几何意义：从几何观点，式中分别为位置水头、压强水头、流速水头和两断面间的水头损失。（2）各项的能量意义：分别代表单位重量液体的平均位能、平均压能、平动能和能量损失。2.4关于水流去向问题，曾有以下一些说法如“水一定是从高处向低处”，“水是由压力大的地方向压力小的地方流”，“水是由流速大的地方向流速小的地方流”这些说法对吗？试用基本方程式论证说明。都不对。由能量方程知：任一断面的总机械能是由位能、压能和动能三部分组成的，它们间可相互转化，但不能分割。水流总是从总机械能大的1-1断面流向总机械能小的2-2断面，其差值用来克服两断面间的总水头损失。2.5什么叫总水头线和测压管水头线？水力坡度和测压管坡度？均匀流的测压管水头线和总水头线的关系怎样？各断面总能量值连接起来的曲线或直线称总水头线，把各断面的值的点连接起来的线称测压管水头线。总水头线沿流程的降低值与流程长度之比称为水力坡度，即或。测压管水头线沿流程的降低值与流程长度之比称为测压管坡度，即均匀流时，总水头线与测压管水头线是相互平行的直线。2.6总流的动量方程式为＝Q（－），试问：（1）中都包括哪些力？3 （2）如果由动量方程式求得的力为负值说明什么问题。（1）包括动水压力、粘滞力、固体边壁对水流的反作用力、重力及惯性力。（2）说明假设未知力的方向与实际方向相反。3'