单位水力学习题上Word文件下载.docx

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1-5两个平行边壁间距为25mm，中间为粘滞系数为μ=0.7Pa·

s的油，有一的平板，在距一个边壁6mm的距离处以的速度拖行。

设平板与边壁完全平行，并假设平板两边的流速分布均为线性，求拖行平板的力。

1-6一底面积为40×

45cm2的矩形平板，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，斜面倾角θ=22.62º

，如图所示。

已知平板运动速度u=1m/s，油层厚，由平板所带动的油层的运动速度是直线分布。

试求润滑油的动力粘滞系数。

题1-6图

2-1一封闭水箱自由面上气体压强p0=25kN/m2，h1=5m，h2＝2m。

求A、B两点的静水压强。

题2-1图

2-2已知某点绝对压强为80kN/m2，当地大气压强pa=98kN/m2。

试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。

2-3如图所示为一复式水银测压计，已知，，，，。

试求水箱液面上的绝对压强＝？

题2-3图

2-4某压差计如图所示，已知HA=HB=1m，ΔH=0.5m。

求：

。

题2-4图

2-5利用三组串联的U型水银测压计测量高压水管中的压强，测压计顶端盛水。

当点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0水平面上。

当最末一组测压计右支水银面在0-0平面以上的读数为时，求点的压强？

题2-5图

2-6盛同一种液体的两容器，用两根U形差压计连接。

上部差压计内盛密度为的液体，液面高差为；

下部差压计内盛密度为的液体，液面高差为。

求容器内液体的密度（用，，，表示）。

题2-6图（图中A、B分别换为、）

2-7画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图

（f）

题2-7图（（f）中左端水面下加，并取掉）

2-8画出下列图中各标有文字曲面上的压力体图，并标出笔直压力的方向。

题2-8图（请排两行，各4个）

2-9水闸两侧都受水的作用，左侧水深3m、右侧水深2m。

试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置（用图解法和解析法分别求解）。

2-10试求承受两层液体的斜壁上的液体总压力（以1m宽计）。

已知：

，，，，。

2-11一弧形闸门AB，宽b=4m，圆心角θ＝45°

，半径r=2m，闸门转轴恰与水面齐平。

求作用于闸门的静水压力及作用点。

题2-9图题2-10图题2-11图

2-12两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。

球形堵头半径Ｒ=1m，测压管读数h=200mm。

（1）水位差ΔH；

（2）半球形堵头的总压力的大小和方向。

题2-12图

2-13求作用在如图所示宽4m的矩形涵管闸门上的静水总压力及压力中心。

题2-13图

2-14圆弧门如图所示。

门长2m。

（1）求作用于闸门的水平总压力及其作用线位置。

（2）求笔直总压力及其作用线位置。

题2-14图

2-15有一直立的矩形自动翻板闸门，门高H为3m，如果要求水面超过门顶h为1m时，翻板闸门即可自动打开，若忽略门轴摩擦的影响，问该门转动轴0-0应放在什么位置？

题2-15图

2-16如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径d=1m，闸门与水平面成

倾角并铰接于B点，闸门中心点位于水下4m，门重G=980N。

当门后无水时，求启门力T（不计摩擦力）。

题2-16图

2-17为校核图中所示混凝土重力坝的稳定性，对于下游无水和有水两种情况，分别计算作用于单位长度坝体上水平水压力和铅直水压力。

题2-17图

2-18一弧形闸门，门前水深

为3m，

为

，半径

为4.24m，试计算1m宽的门面上所受的静水总压力并确定其方向。

题2-18图

2-19直径

=3.0m的圆柱堰，长6m。

求作用于圆柱堰的总压力及其方向。

3.1恒定二维流动的速度场为

，其中

秒-1。

（1）论证流线方程为

；

（2）绘出C＝0、1及4m2的流线；

（3）求出质点加速度的表达式。

3.2试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？

（1）

（2）

3.3圆管中流速为轴对称分布（如图），

，

是距管轴中心为

处的流速。

若已知

，求通过圆管的流量Q及断面平均流速。

习题3-3图

3.4水流从水箱经管径分别为

的管道流出，出口流速

求流量及其它管道的断面平均流速。

习题3.4图

3.5直径为150mm的给水管道，输水管为980.7KN/h，试求断面平均流速。

[1.59m/s]

3.6如图铅直放置的有压管道，已知d1=200mm，d2=100mm，断面1-1处的流速v1=1m/s。

求

（1）输水流量Q；

（2）断面2-2处的平均流速v2；

（3）若此管水平放置，输水流量Q及断面2-2处的速度v2是否发生变化？

（4）图a中若水自下而上流动，Q及v2是否会发生变化？

习题3.6图

3.7已知某流场的流速势为

为常数，试求

及

3.8对于

的平面流动，

为常数。

试分析判断该流动：

（1）是恒定流还是非恒定流？

（2）是均匀流还是非均匀流？

（3）是有旋流还是无旋流？

3.9已知流速分布为

试判别流动是否有势。

3.10已知

，试求该流动的速度势函数和流函数。

4-1在一管路上测得过流断面1-1的测压管高度

为1.5m，过流面积A1为0.05m2；

过流断面2-2的面积A2为0.02m2；

两断面间水头损失

管中流量Q为20l/s；

z1为2.5m，z2为2.6m。

试求断面2-2的测压管高度

（提示：

注意流动方向）。

题4-1图

4-2如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A1=0.05m2，A2=0.03m3，A3=0.04m2，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v0≈0），当不计管路的水头损失时，试求：

（1）出口流速v3及流量Q；

（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。

题4-2图

4-3在水塔引出的水管末端连接一个消防喷水枪，将水枪置于和水塔液面高差H为10m的地方，如图所示。

若水管及喷水枪系统的水头损失为3m，试问喷水枪所喷出的水最高能达到的高度h为多少？

（不计在空气中的能量损失）。

题4-3图

4-4如图一管路，A、B两点的高差Δz＝1m，点A处直径dA=0.25m，压强pA=7.84N/cm2，点B处直径dB=0.5m，压强pB＝4.9N/cm2，断面平均流速VB＝1.2m/s。

判断管中水流方向。

题4-4图

4-5如图所示平底渠道，断面为矩形、宽b=1m，渠底上升的坎高P=0.5m，坎前渐变流断面处水深H=1.8m，坎后水面跌落△Z=0.3m，坎顶水流为渐变流，忽略水头损失，求渠中流量Q。

题4-5图

4-6在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh为20cm，已知水管直径

为10cm，喉部直径

为10cm，当不计水头损失时，求通过流量Q。

题4-6图

4-7为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d为15cm的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q为多少？

在虹吸管顶部s点处的压强为多少？

题4-7图

4-8水流通过如图所示管路流入大气，已知：

U形测压管中水银柱高差

水柱，管径

，管嘴出口直径

，不计管中水头损失，试求：

管中流量Q。

题4-8图

4-9如图所示分叉管路，已知断面1-1处的过水断面积

，高程

，流速

，压强

2-2断面处

，3-3断面处

，1-1断面至2-2和3-3断面的水头损失分别为3m和5m，试求：

2-2断面和3-3断面处的流速v2和v3；

2-2断面处的压强p2。

题4-9图

4-10如图所示为嵌入支座内的一段输水管。

管径d1=1.5m，d2=1m，支座前断面的相对压强p1=400kN/m2，管中通过流量Q＝1.8m3/s。

若不计水头损失，试求支座所受的轴向力？

题4-10图

4-11水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB为15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管之间的夹角θ为60°

已知通过的流量Q为0.1m3/s，A端中心处相对压强pA为120kN/m2，若不计水头损失，求水流对弯管的作用力？

题4-11图

4-12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断面压强为70kN/m2，管道流量Q＝0.6m3/s，两支管流量相等：

（1）不计水头损失，求支墩所受水平推力。

（2）水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩所受水平推力。

不考虑螺栓连接的作用。

题4-12图

4-13一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面，两端输入流量

，相应断面动水压强

=20kPa，

=15kPa，两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径

=0.3m，

=0.2m，

=0.15m，

试求交叉处水流对管壁的作用力（忽略摩擦力不计）。

题4-13图

4-14一平板闸门宽b为2m，当通过流量Q为8m3/s时闸前水深h为4m，闸孔后收缩断面水深hC为0.5m，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。

题4-14图

4-15如图溢流坝，上游断面水深h1=1.5m，下游断面水深h2=0.6m，略去水头损失；

求水流对2m坝宽（垂直纸面）的水平作用力。

注：

上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m3，g=10m/s2。

题4-15图

4-16如图所示为闸下底板上的消力墩，已知：

跃前水深

，跃后水深

，墩宽

，试求：

水流对消力墩的作用力。

题4-16图

4-17两平行板间的层流运动（图题4-17），上下两平行平板间充满了粘度为

的不可压缩流体，两平板间距离为

下板固定，上平板以速度

相对于下平板运动，并带动流体流动；

取

轴方向与平板运动方向一致，

轴垂直于平板，坐标原点位于两板中间。

此时，水流速度只有

方向的分量

，而且

，在其余两轴上的速度分量为零。

试用纳维－斯托克斯方程式求两平行板间的层流运动的流速表达式。

图4-17两平行板间的层流

5-1.圆管直径

，管中水流流速

，水温

，

（1）试判别其液流型态；

（2）若流速与水温不变，管径改变为

，管中水流型态又如何？

（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，管直径为多大？

5-2．圆管直径

，试判别其液流型态，并求液流型态变化时的流速。

5-3．断面为矩形的排水沟，沟底宽

，水深

，试判别其液流型态？

5-4.某油管输送流量

的中等燃料油，其运动粘滞系数

保持为层流状态的最大管径

？

5-5．有一管道，已知：

半径

层流时水力坡度

，紊流时水力坡度

（1）管壁处的切应力

（2）离管轴

处