水力学复习题目.docx

'水力学复习题目、选择题(A)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(D)2、已知水流的沿程水力摩擦系数九只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于A层流区；C紊流过渡粗糙区3、液体中某点的绝对压强为紊流光滑区紊流粗糙区A1kN/mC5kN/m100kN/m2,则该点的相对压强为B2kN/m2D10kN/m2(B)(A)A相重合；C相平行，呈阶梯状；5、渗流的达西公式只能适用于A恒定均匀层流B恒定均匀紊流6、紊流粗糙区的水头损失与流速成B相平行，呈直线;D以上答案都不对。C恒定均匀流；D非恒定流。A一次方关系;B二次方关系;1.75〜2.0次方关系。(A)(B)4、长管的总水头线与测压管水头线A重合;B平行；C正交。(C)7、在平衡液体中，质量力与等压面8、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数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22.>P1，则A、B两测压管中的液面必为(B)C 10、盛水容器a和b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）Apa>PbBpaik1.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。总水头线vo=04、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。5、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（各渠段均充分长，各段糙率相同）KK测压管水vo=0vo=0vo=0 Z+—:单位重量液体具有的总势能。g题27图2.试述液体静力学的基本方程z+—=C及其各项的物理意义。；g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。-p:单位重量液体具有的压强势能，简称压能。：gZ+—=C:静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。g3.如图所示，一倒置U形管，上部为油，其密度Poii=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Wa。解：根据元流伯努利方程，如图，有：Pa」APb一,五。Pb-Pa=(：g-：oilg)h=(1-0.8)1039.80.2=392Pa…2392■1000=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：4fvd-、………若Re=一Rec=575或500,流动为紊流v若特征长度取为当量直径，则Rec仍为2300或2000。五、图示圆弧形闸门AB（1/4圆），A点以上的水深H=1.2m,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=pcXAx=74.48kN铅垂分力Py=丫xV=85.65kN,静水总压力P2=Px2+Py2,P=113.50kN,tana=Py/Px=1.15a=49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。六、V图示一跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,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11=0.2,2=0.5,I3=1。，沿程水头损失系数入=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,立能量方程对上下游渠道内的计算断面建2v2g计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数R=—=d/4=0.2m,=0.220.51.0=1,9将参数代入上式计算，可以求解得到3.v=4.16m/s,Q=vA=2.091m/s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/so 七、某水平管路直径di=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=49kN,m2,管路内流速vi=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1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程:得喷嘴流量和出口流速为：Q=ViAi=0.0031m4^v2=99.9mS对于喷口f建立x方向的动量方程p1A1-R=-：Q(V2x-v1x)R=p3A3-：Q(v2-v3)=187.8N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b=1.5m,槽长L=120m。进口处槽底高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m,当槽中均匀流水深=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。解：i=(Z1-Z2)/L=0.001A=bh=2.55m2x=b2h=4.9m_A__R=—=0.52mx111C=-R6=64.06m2/snv=C(Ri)0.5=1.46m/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日=30°,渐变段长L=10m,渐变段中水体重量G=2KN,进水管直径d1=0.2m,流速V1=1m/s,形心点相对压强水头p1/y=50m水柱高,出水管直径d2=0.1m,不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力Rx和Ryo解：..2...V2=(d1/d2)2V|=4m/s,Q=V1Al=0.0314m3/s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:、，2、，2P1；M.P2.12V2z1~~Z—z2-~取5-口2―12g2g220+50=10Msin30°+塔,19.619.6得P2/y=44.23m水柱，即p2=9.8M44.23=433.5KN/m2而p1=9.8X50=490KN/m2,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Rx和Ry,(水流方向为x轴，与水流方向垂直为y轴)x方向大的动量方程：PiA—P2A-Gsin300-Rx=PQ(B2V2—PM)取B1="=1Rx=p1A—p2A2—Gsin30°—：：Q(V2-V1)=4900.0314-433.50.00785-20.5-10000.0314(4-1)/1000=15.93—3.4-1-0.9=10.9KNy方向的动量方程：Ry-Gcos300=0Ry=Gcos300=20.866=1.73KN水流对管壁的作用力与Rx和Ry大小相等，方向相反。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H=8m,闸门开度e=2.5m,闸下游水深=4.5m,闸门宽度b=8m,(闸门垂向收缩系数与=0.625,堰流的流量系数m=0.34,闸孔出流的流量系数N=0.60-0.18e/H),不计行进流速，试求：(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。 ht解:(1)由于e/H=2.5/8=0.3125<0.65,所以为闸孔出流假定为自由出流Q=-be...2gH=(0.6-0.180.3125)82.5.19.68=136.2m3/shc=ze=0.6252.5=1.563m_3.q=Q/b=17.03m/smhc：4(182工一1厂等(1817.0317.039.81.5633一1-由于ht.h；,所以闸孔为自由出流，假设正确。(2)hk=3：q2/g=3.117.032/9.8=3.09m由于hchk,所以下游河道为缓流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I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P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。I二者相差一个大气压强，p=p一九真空及真空度：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，大小用外表示，压强。相对玉强基准A点相对反强■_-B戊其空后强A点给对压强B点绝对算强(X例1一铅直矩形闸门，已知hi=1mh2=2m宽b=1.5m,求总压力及其作用点。 F=PcA~r，51+~2)-bh2=9800x(1+2)x1.5x2=53aMM=58.阮N-1-X1.5X23(瓦+学),物W例1:[Ux=xt1s所以水击属于直接水击。c1015阀门未关闭前管中水的正常流速为:V0啜=4m/s于是所产生的最大水击压力为p=：（乂=100010154=4.06106Pa'