水力学第三版课后答案.docx

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水力学第三版课后答案

【篇一：

[工程流体力学（水力学）]__禹华谦1-10章习题解答】

．20℃的水2.5m3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？

[解]温度变化前后质量守恒，即?

1v1?

2v2又20℃时，水的密度?

998.23kg/m380℃时，水的密度?

971.83kg/m3?

v2?

1v1

2.567m93?

则增加的体积为?

v2?

v1?

0.0679m3

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度?

增加15%，重度?

减少10%，问此时动力粘度?

增加多少（百分数）？

[解]?

（1?

0.15）?

原（1?

0.1）?

原

1.035?

原?

1.035?

原?

原1.035?

原?

原

0.035?

原?

原

此时动力粘度?

增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u?

0.002?

g（hy?

0.5y2）/?

，式中?

、?

分别为水的密度和动力粘度，h为水深。

试求h?

0.5m时渠底（y=0）处的切应力。

[解]?

0.002?

g（h?

y）/?

0.002?

g（h?

y）dy

当h=0.5m，y=0时

0.002?

1000?

9.807（0.5?

0）

9.807pa

[解]木块重量沿斜坡分力f与切力t平衡时，等速下滑

mgsin?

dudy

mgsin?

9.8?

sin22.62

u1a0.4?

0.45?

0.001

0.1047pa?

1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律?

绘出切应力沿y方向的分布图。

[解]

，定性dy

第二章流体静力学

2-1．一密闭盛水容器如图所示，u形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求容器液面的相对压强。

[解]?

p0?

pa?

pe?

p0?

pa?

gh?

1000?

9.807?

1.5?

14.7kpa

2-2．密闭水箱，压力表测得压强为4900pa。

压力表中心比a点高0.5m，a点在液面下1.5m。

求液面的绝对压强和相对压强。

[解]pa?

p表?

0.5?

p0?

pa?

1.5?

p表?

4900?

1000?

9.8?

4900pa?

p0?

pa?

4900?

98000?

93100pap0

2-3．多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。

图中高程的单位为m。

试求水面的绝对压强pabs。

[解]p0?

水g（3.0?

1.4）?

汞g（2.5?

1.4）?

水g（2.5?

1.2）?

pa?

汞g（2.3?

1.2）

p0?

1.6?

水g?

1.1?

汞g?

1.3?

水g?

pa?

1.1?

汞g

p0?

pa?

2.2?

汞g?

2.9?

水g?

98000?

2.2?

13.6?

103?

9.8?

2.9?

103?

9.8?

362.8kpa

2-4．水管a、b两点高差h1=0.2m，u形压差计中水银液面高差h2=0.2m。

试求a、b两点的压强差。

（22.736n／m2）

[解]?

pa?

水g（h1?

h2）?

pb?

水银gh2

pa?

pb?

水银gh2?

水g（h1?

h2）?

13.6?

103?

9.8?

0.2?

103?

9.8?

（0.2?

0.2）?

22736pa

2-5．水车的水箱长3m,高1.8m，盛水深1.2m，以等加速度向前平驶，为使水不溢出，加速度a的允许值是多少？

[解]坐标原点取在液面中心，则自由液面方程为：

z0?

axg

1.5m时，z0?

1.8?

1.2?

0.6m，此时水不溢出2gz9.8?

0.6

3.92m/s2

1.5

2-6．矩形平板闸门ab一侧挡水。

已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深hc=2m，倾角?

=45?

，闸门上缘a处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。

试求开启闸门所需拉力。

当x?

[解]作用在闸门上的总压力：

pca?

ghc?

1000?

9.8?

39200n

作用点位置：

yd?

yc?

2.946m?

ycasin45?

1sin45?

hl22

ya?

1.828m

sin?

2sin45?

lcos45?

p（yd?

ya）

p（yd?

ya）39200?

（2.946?

1.828）

30.99kn

lcos45?

cos45?

[解]左侧水作用于闸门的压力：

hh1

fp1?

ghc1a1?

g1?

2sin60?

右侧水作用于闸门的压力：

hh2

fp2?

ghc2a2?

g2?

2sin60

1h11h2

fp1（x?

）?

f（x?

）p2

3sin60?

hh11h1h2h21h2

g1?

b（x?

）?

b（x?

）

2sin60?

3sin60?

2sin60?

3sin60?

1h11h22

h12（x?

）?

h（x?

）2?

3sin603sin601210.42

22?

（x?

）?

0.4?

（x?

）

3sin60?

0.795m

门的作用力及方向

[解]水平分力：

h3.0

fpx?

ghcax?

1000?

9.81?

44.145kn

压力体体积：

[h（

h12?

h）?

h]?

（）sin45?

28sin45?

312?

[3?

（?

3）?

3]?

（）?

sin4528sin45?

1.1629m3

铅垂分力：

fpz?

gv?

1000?

9.81?

1.1629?

11.41kn

【篇二：

水力学课后计算题及答案解析】

>第一章绪论

1-1．20℃的水2.5m，当温度升至80℃时，其体积增加多少？

[解]温度变化前后质量守恒，即?

1v1?

2v2又20℃时，水的密度?

998.23kg/m380℃时，水的密度?

971.83kg/m3?

v2?

1v1

2.5679m3?

则增加的体积为?

v2?

v1?

0.0679m3

1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度?

增加15%，重度?

减少10%，问此时动力粘度?

增加多少（百分数）？

[解]?

（1?

0.15）?

原（1?

0.1）?

原

1.035?

原?

1.035?

原

原1.035?

原?

原

0.035

原?

原

此时动力粘度?

增加了3.5%

1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u?

0.002?

g（hy?

0.5y）/?

，式中?

、

分别为水的密度和动力粘度，h为水深。

试求h?

0.5m时渠底（y=0）处的切应力。

[解]?

0.002?

g（h?

y）/?

002?

g（h?

y）dy

当h=0.5m，y=0时

0.002?

1000?

9.807（0.5?

0）

9.807pa

速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚1cm，斜坡角22.62（见图示），求油的粘度。

[解]木块重量沿斜坡分力f与切力t平衡时，等速下滑

mgsin?

9.8?

sin22.62

a0.4?

0.45?

0.001

0.1047pa?

1-5．已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律?

性绘出切应力沿y方向的分布图。

[解]

，定dy

1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。

已知导线直径0.9mm，长度20mm，涂料的粘度?

=0.02pa．s。

若导线以速率50m/s拉过模具，试求所需牵拉力。

（1.o1n）

[解]?

dl?

3.14?

0.8?

10?

20?

10?

5.024?

10?

5m2

fr?

u50

0.02?

5.024?

10?

1.01n?

3h0.05?

1-7．两平行平板相距0.5mm，其间充满流体，下板固定，上板在2pa的压强作用下以0.25m/s匀速移动，求该流体的动力粘度。

[解]根据牛顿内摩擦定律，得

dudy

0.25?

10pa?

0.5?

1-8．一圆锥体绕其中心轴作等角速度?

16rad

旋转。

锥体与固定壁面间的距离?

=1mm，

用?

0.1pa?

s的润滑油充满间隙。

锥体半径r=0.3m，高h=0.5m。

求作用于圆锥体的阻力矩。

（39.6n〃m）

[解]取微元体如图所示

微元面积：

da?

dl?

切应力：

cos?

du?

dy?

阻力：

dt?

da阻力矩：

dm?

dt?

dm?

rdt?

第二章流体静力学

2-1．一密闭盛水容器如图所示，u形测压计液面高于容器内液面h=1.5m，求容器液面的相对压强。

[解]?

p0?

pa?

pe?

p0?

pa?

gh?

1000?

9.807?

1.5?

14.7kpa

2-2．密闭水箱，压力表测得压强为4900pa。

压力表中心比a点高0.5m，a点在液面下1.5m。

求液面的绝对压强和相对压强。

[解]pa?

p表?

0.5?

p0?

pa?

1.5?

p表?

4900?

1000?

9.8?

4900pa?

p0?

pa?

4900?

98000?

93100p0pa

2-3．多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。

图中高程的单位为m。

试求水面的绝对压强pabs。

[解]p0?

水g（3.0?

1.4）?

汞g（2.5?

1.4）?

水g（2.5?

1.2）?

pa?

汞g（2.3?

1.2）

p0?

1.6?

水g?

1.1?

汞g?

1.3?

水g?

pa?

1.1?

汞g

【篇三：

武大水力学习题第3章水动力学基础】

>1、渐变流与急变流均属非均匀流。

（）

2、急变流不可能是恒定流。

（）

3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。

（）

4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。

（）

5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。

（）

6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。

（）

7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。

（）

8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。

（）

9、总流连续方程v1a1=v2a2对恒定流和非恒定流均适用。

（）

10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。

（）

11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。

（）

12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。

（）

13、液流流线和迹线总是重合的。

（）

14、用毕托管测得的点流速是时均流速。

（）

15、测压管水头线可高于总水头线。

（）

16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。

（）

17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。

（）

18、恒定总流的能量方程z1+p1／g+v12／2g=z2+p2／g+v22／2g+hw1-2，式中各项代表（）

（1）单位体积液体所具有的能量；

（3）单位重量液体所具有的能量；

（2）单位质量液体所具有的能量；（4）以上答案都不对。

19、图示抽水机吸水管断面a─a动水压强随抽水机安装高度h的增大而（）

（1）增大

（2）减小（3）不变（4）不定

20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为（）

（1）h1＞h2

（2）h1＜h2（3）h1=h2（4）无法确定

21、对管径沿程变化的管道（）

（1）测压管水头线可以上升也可以下降

（3）测压管水头线沿程永远不会上升

（2）测压管水头线总是与总水头线相平行（4）测压管水头线不可能低于管轴线

22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属（）

（1）恒定均匀流

（2）非恒定均匀流（3）恒定非均匀流（4）非恒定非均匀流

23、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应（）

（1）逐渐升高

（2）逐渐降低（3）与管轴线平行（4）无法确定

24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是（）

（1）互相平行的直线；

（2）互相平行的曲线；（3）互不平行的直线；（4）互不平行

的曲线。

25、液体运动总是从（）

（1）高处向低处流动；

（2）单位总机械能大处向单位机械能小处流动；

（2）压力大处向压力小处流动；（3）流速大处向流速小处流动。

26、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有u形管水银差计，判定压差计中水银液面为

（）

（1）a高于b；

（2）a低于b；（3）

定高低。

a、b齐平；（4）不能确

27、恒定总流动量方程写为_______________________,方程的物理意义为

______________________________________________________________________________________

____________。

28、恒定总流能量方程中，hw的能量意义是

__________________________________________________。

它的量纲是

______________________________。

29、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强_________零。

（填写大于、等于或小于）如在小孔处装一测压管，则管中液面将________。

（填写高于、或低于）小孔的位置。

30、恒定总流能量方程中，v2／2g的能量意义为

______________________________________________,它的量纲是_____________。

31、水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程______________，动水压强沿程______________。

32、图示分叉管道中，可以写出单位重量液体的能量方程的断面是_____________________________，不能写出单位重量液体的能量方程的断面是___________________________________。

位动能为

___________________________________。

34、图示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。

当闸门关闭时，a、b两点压强pa与pb的关系为_____；

当闸门全开时，a、b两位于均匀流段，其关系为___________________。

35、应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_________断面，但二断面之间可以存在_______流。

36、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长100m，若水头损失为0.8m，则水力坡度为___________。

37、图示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。

已知h1=1m，h2=3m。

若不计水头损失，

则管道出口流速为________________。

38、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。

管1中为理想液体，管2中为实际液体。

当两管流量

qv1=qv2时，则两根测压管的液面高差h1与h2的比较是__________________。

40、用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用

____________________________的特征，计算______________________________________。

42、某平底矩形断面的河道中筑一溢坝，坝高a=30m，坝上水头h=2m，坝下游收缩断面处水深hc=0.8m，溢流坝水头损失为hw=2.5（vg），vc为收缩断面流速。

不计行近流速v0。

（取动能及动量校正系数2

均为1）求水流对

单宽坝段上的水平作用力（包括大小及方向）。

（4874.6kn）

43、从水箱中引出一喷管，喷管喷出的射流冲击着置于斜面上的重物g。

如果要使重物保持静止，问水箱中水面相对于喷管出口的高度h是多少?

（已知值如图所示）。

（水箱中水面保持不变，不计喷嘴进口局部水头损失，重物在斜面上按无摩擦计，动能动量校正系数均取1，喷管沿程水头损失系数为?

。

）（h?

gsin?

2）

（h?

1.875m；d2=14.14cm）

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