西南大学水力学Word文件下载.docx

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4

2

1

（10.0分）3. 

按是否考虑液体的粘滞性，可将液体分为

牛顿液体与非牛顿液体；

连续液体与非连续液体

可压缩液体与不可压缩液体

理想液体与实际液体

判断题

（10.0分）4. 

园管中层流的雷诺数必然大于２000。

正确

错误

（10.0分）5. 

渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

（10.0分）6. 

粘滞性是液体产生水头损失的内因。

（10.0分）7. 

水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

论述题

（10.0分）8. 

1、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

2、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？

为什么？

3、简述明渠均匀流的形成条件和特征。

4、 

直径为d1＝700mm的管道在支承水平面上分支为d2＝500mm的两支管，A－A截面压力为70kN/m2，管道中水的体积流量为Q＝0.6m3/s，两支管流量相等。

（1）不计压头损失，求支墩受水平推力；

（2）压头损失为支管流速压头的5倍，求支墩受水平推力。

不考虑螺栓连接的作用

5、高压水管末端的喷嘴如图，出口直径d＝10cm，管端直径D＝40cm，流量Q＝0.4m3/s，喷嘴和管道以法兰连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少

6、求水流对1m宽的挑流坎AB作用的水平分力和铅直分力。

假定A、B两截面间水重为2.69kN，而且截面B流出的流动可以认为是自由射流。

（4分）

答案：

通过尼古拉兹实验可以发现：

在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；

在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；

在紊流光滑区λ=f1（Re）；

过渡区λ=f2（Re，<

!

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<

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）；

粗糙区λ=f3（<

），紊流粗糙区又称为阻力平方区。

这种说法错误的。

均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。

当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。

（6分）

答：

明渠均匀流的形成条件：

根本（力学）条件：

重力沿流向的分量=边壁摩阻力（<

）

具体条件：

1.水流应为恒定流；

2.流量沿程不变；

3.渠道必须是长而直的棱柱形顺坡渠道；

4）糙率n沿程不变；

5）渠道中无建筑物的局部干扰。

明渠均匀流的水力特征为：

1）等深流动：

h1=h2=h；

2）等速流动：

V1=V2=V；

3）总水头线//水面线//渠底线，J=Jp=I。

明渠水力最优断面的水力半径R

等于水深的一半；

等于底宽的一半；

等于水面宽度的一半；

等于湿周的一半。

已知水流的沿程水力摩擦系数l只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于

层流区

紊流光滑区

紊流过渡粗糙区

紊流粗糙区

长管的总水头线与测压管水头线

相重合

相平行，呈直线

相平行，呈阶梯状

以上答案都不对

在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线

重合

相交

相切

平行

下列说法中，正确的说法是

理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒

理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒

理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒

理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒

若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m，其宽度为 

（ 

）

0.6m

1.2m

1.8m

2.4m

在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量

大

小

相等

不定

1、已知速度场为 

（m/s），求（2，3，1）点的速度和加速度。

2、已知速度场为 

（m/s），求τ＝2秒时，位于（2，2，1）点的速度和加速度。

3、已知速度场为。

求τ＝1时，过（0，2）点的流线方程。

4、水流经180°

弯管自喷嘴流出，如管径D＝100mm，喷嘴直径d＝25mm，管道前端测压表读数M＝196.5kN/m2，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。

假定螺栓上下前后共安装四个，上下螺栓中心距离为175mm，弯管喷嘴和水重为150N，作用位置如图。

牛顿流体具有

扩散并充满整个容器的特性

在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性

实际上绝对不可压缩的性质

切应力与运动状态无关的性质

水的动力粘度随温度的升高而

增大

减小

不变

下列说法中，正确的说法是（　　）

恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

水深相同的静止水面一定是等压面。

层流均匀流断面动量修正系数为２

1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

2、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。

3、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。

4、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64m2，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ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。

求通过的流量Q?

5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hw=0.5m。

用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。

行近流速v0≈0，取动能、动量修正系数均为1。

（1）计算通过管道的流量Q；

（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？

方向如何？

6、已知矩形闸门高h＝3m，宽b＝2m，上游水深h1＝6m，下游水深h2＝4.5m，求：

（1）作用在闸门上的总静水压力；

（2）压力中心的位置。

7、一圆柱形闸门，长＝10m，直径D＝4m，上游水深h1＝4m，下游水深h2＝2m，求作用在该闸门上的静水总压力的大小与方向。

10.0分）1. 

圆管紊流中的上临界雷诺数（）

是紊流转变为层流时的雷诺数

是层流和紊流的主要判别参数

等于2300

对流态判别作用不大

一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为

h1>

h2

h1=h2

h1<

H2<

span>

矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合

恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。

主观填空题

1、如图所示：

水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为0.3571m3/s。

2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为F=ρQβv（方向水平向右）。

3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。

4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为　　

。

5、有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p2与1—1断面形心点压强p1的关系为p2=p1。

6、图示容器内液面压强p0为9800Pa。

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。

8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。

9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为

10.0分）6. 

1、

上下两块平行圆盘，直径均为d，间隙厚度为δ，间隙中液体的动力粘度为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩M的表达式。

2、

一圆锥体绕其中心轴作等角速度ω＝161/s旋转，锥体与固定壁面间的距离δ＝1mm，用μ＝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。

3、有一块30×

40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·

s，求平板所受的阻力。

4、两高度差