水力学各章习题..

一、选择题

1．按连续介质的概念，流体质点是指（ ）

A .流体的分子； B. 流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 2．作用在流体的质量力包括（ ）

A. 压力； B. 摩擦力； C. 重力； D. 惯性力。 3．单位质量力的国际单位是：（ ） A . N ； B. m/s； C. N/kg； D. m/s2。

4．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（ ）

Ａ. 切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率；C. 切应力和剪切变形。 5．水的粘性随温度的升高而（ ） A . 增大； B. 减小； C. 不变； D，无关。 6．气体的粘性随温度的升高而（ ） A. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变； D，无关。 7．流体的运动粘度υ的国际单位是（ ） Ａ. m2/s ；B. N/m2 ； C. kg/m ；D. N·s/ｍ2 8．理想流体的特征是（ ）

Ａ. 粘度是常数；B. 不可压缩；C. 无粘性； D. 符合pV=RT。 9．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（ ） Ａ.

120000； Ｂ.

110000；Ｃ.

14000 。

10．水力学中，单位质量力是指作用在（ ）

Ａ. 单位面积液体上的质量力； Ｂ. 单位体积液体上的质量力； Ｃ. 单位质量液体上的质量力； Ｄ. 单位重量液体上的质量力。 11．以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ）

Ａ. 粘性是流体的固有属性；Ｂ. 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度

Ｃ. 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；Ｄ. 流体的粘性随温度的升高而增大。

12．已知液体中的流速分布µ－y如图所示，其切应力分布为（ ） Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数； Ｃ. τ＝ky (k为常数)。 13．以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（ ） Ａ. 液体微团比液体质点大；Ｂ. 液体微团包含有很多液体质点； Ｃ. 液体质点没有大小，没有质量；Ｄ. 液体质点又称为液体微团。 14．液体的汽化压强随温度升高而（ ） Ａ. 增大； Ｂ. 减小；Ｃ. 不变；D,无关 15．水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（ ） Ａ. 牛顿液体模型； Ｂ. 理想液体模型； Ｃ. 不可压缩液体模型；Ｄ. 非牛顿液体模型；Ｅ. 连续介质模型。

16．以下哪几种流体为牛顿流体（ ）

Ａ. 空气；Ｂ. 清水；Ｃ. 血浆； Ｄ. 汽油； Ｅ. 泥浆。

二、计算题

uy1、平板面积为 40cm×45cm,厚度为 1.0cm，质量 m=5kg，沿着涂有厚度=1.0mm油的斜面向下作等速运动， 其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布，斜 坡 角 θ= 22.62°=0.3846(见 图 示)，试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数  (油的密度ρ＝950 kg/m3)。 u



课后习题p10：1-4,1-10,1-12,1-13

第2章 水静力学

一、选择题

1．静止液体中存在（ ）

Ａ. 压应力；Ｂ. 压应力和拉应力；Ｃ. 压应力和切应力；Ｄ. 压应力 、切应力和拉应力；

2．相对压强的起量点是 （ ）

A. 绝对真空； B. 1个标准大气压； C. 当地大气压； D. 液面压强。 3．金属压力表的读数是（ ）

A. 绝对压强 ； B. 相对压强 ； C. 绝对压强加当地大气压强； D. 相对压强加当地大气压强。 4．绝对压强pabs、相对压强p 、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是（ ） A. pabs=p+pv ； B. p=pabs+pa ； C. pv=pa－pabs 。

1

空气5．在密闭的容器上装有U形水银测压计（如图）， 其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（ ） A. p1=p2=p3 ； B. p1>p2>p3 ；C. p19．完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心重合？（ ） A. 45o倾斜；B．60o倾斜；C．水平；D. 铅直。 10．完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心最远？（ ）

A. 45o倾斜；B．60o倾斜；C．水平；D. 铅直。

11．一封闭容器盛以水，当其从空中自由下落时（不计空气阻力），其单位质量力为

A. 0 ；B. -g ； C. mg ；D. –mg 。

12．一封闭容器盛以水，在地球上静止时，其单位质量力为 A. 0 ；B. -g ； C. mg ；D. –mg 。

13．一列火车在水平直道上匀速行使时，车内的流体所受的单位质量力为 A. 0 ；B. -g ； C. mg ；D. -mg 。 14.选择下列正确的等压面: ( )

A . A  A B. B  B C. C  C D. D  D

15.压力中心是 ( )

A. 淹没面积的中心 ； B. 压力体的中心 C. 总压力的作用点 D. 受压面的形心

16.平衡液体中的等压面必为( )

A. 水平面； B. 斜平面 ； C. 旋转抛物面 ；D. 与质量力相正交的面 。 17.图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是 ( )

2

A. a ; B. b ; C. c ; D. d

18.欧拉平衡微分方程 ( ) A. 只适用于静止液体； B. 只适用于相对平衡液体； C. 不适用于理想液体； D.理想液体和实际液体均适用。 19.容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为 ( )A. a B. b C. c D. d

20.液体某点的绝对压强为 58 kPa ，则该点的相对压强为

A. 159.3 kPa ； B. 43.3 kPa ； C. -58 kPa D. -43.3 kPa 。 21.图示的容器 a 中盛有重度为 1 的液体，容器 b中盛有密度为 1和2 的两种液体，则两个容器中曲面 AB 上 压力体及压力应为 ( ) (a) 压力体相同，且压力相等； (b) 压力体相同，但压力不相等； (c) 压力体不同，压力不相等； (d) 压力体不同，但压力相等。

二、判断题

1、相对压强必为正值。 ( )

2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。( )

3.静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心

4.二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点( )

3

5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为。则该平面上的静水总压力P=gyDAsin。(yD 为压力中心D的坐标， 为水的密度，A 为斜面面积)

第2题 第5题 第9题

6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度 b，长度L及倾角均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。

7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。

9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B两点静水压强不等，水银液面一定会显示出 h 的差值。 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 三、绘图计算题

1．绘出图中曲面上的的压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。

2. 图示一倒U形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度（即比重）s10.9的油。倒U形管顶部为相对密度spA98KN/m220.8的油。已知左管内A点的压强

，试求右边管内B点的压强。

4

3. 有 一 盛 水 的 开 口 容 器 以 的 加 速 度3.6m/s2 沿 与水 平 面 成

30o 夹 角 的 斜面 向 上 运 动， 试 求 容 器中 水 面 的 倾 角.

4.矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。已知闸门长l=3m，宽b=2m，形心点水深hc=3m，倾角α=45°，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力FT。

hc A B α

5. 一曲面的形状为 3/4 个圆柱面，半径 R=0.8 m，宽度(垂直于纸面)为1 m。圆心位于液面以下h=2.58 m，如图所示。容器中盛有密度为 1=816 kg/m3的液体，其深度 h1=0.98 m，其下为密度2=1000 kg/m3的液体。

(1) 绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 (2) 求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。 （

Pz33.58 kNPx15.68 kN；

；P37.06 kN ；.97）

5

课后习题P36-39,2-5,7,10,12,14,16,17,18,22（绘图），23，

第3章 水动力学基础

一、判断题

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。

二、选择题

1、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； (2) 单位质量液体所具有的能量； (3) 单位重量液体所具有的能量； (4) 以上答案都不对。 2、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

6

3、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

4、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 (2) 测压管水头线总是与总水头线相平行

(3) 测压管水头线沿程永远不会上升 (4) 测压管 水头线不可能低于管轴线

5、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

6、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 7、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。 8、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。

9、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 ( )

7

(1) A高于B； (2) A低于B； (3) A、B齐平； (4) 不能确定高低。

三、填空题

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

________________________________________________________________________。

2、恒定总流能量方程中，hw的能量意义是________________________________。它的量纲是______________________________。

3、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。 4、恒定总流能量方程中，v2／2g的能量意义为_________________________ _______,它的量纲是 _____________。

5、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______________。

6、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___________________________________。

7、某过水断面面积A＝2m2,通过流量qv＝1m3／s，动能修正系数α＝1.1，则该过水断面的平均单位动能为___________________________________。

8、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___________________。

8

9、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。

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

11、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________________。

12、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__________________。

13、图示为一等直径水平管道，水头为H。若整个水头损失为hw，α＝1，则管道A、B、C三个断面的流速分别为 vA=_____________， vB=___________， vC=________________。

9

14、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______________________________________。

四、计算题

1、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A、B两点的流速(如图)。已知油的重度ρg＝8000N／m3。求uA及uB。

(取毕托管流速系数μ＝1) （uA2.42m/s,uB2.27m/s）

2、图示为铅直放置的一文丘里管。已知d1=20 cm，d2=10 cm，z=0.5 m，水银

压差计读数h=2 cm。若不计水头损失，求流量qv。(取动能校正系数为1) （0.018m3/s）

3、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径D=250 mm，d=200 mm，弯角θ=60°。若弯管进口压力表读数p1=2.5 N／cm2，p2=2.0 N／cm2。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1) （R 1503.07 N ；51.070）

10

4、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直放置的平板上，如图所示。已知喷嘴直径d=25 mm，射流与平板垂线间的夹角θ=60°，射流流速v1=5 m／s。不计摩擦阻力，取动量校正系数为1。求：(1)平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力；(2)当平板以u=2 m／s的速度与水流相同方向运动时，射流作用在平板上的垂直力。 （6.13N；2.12N）

第4章 水流阻力与水头损失

一、判断题

1、紊流光滑区的沿程水头损失系数  仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。

3、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 4、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 5、临界雷诺数随管径增大而增大。

6、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 7、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 8、管道突然扩大的局部水头损失系数  的公式是在没有任何假设的情况下导出的 9、公式gRJ 即适用于管流，也适用于明渠水流。

10、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 11、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 12、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。

11

13、恒定均匀流中，沿程水头损失hf总是与流速的平方成正比。 14、粘性底层的厚度沿流程增大。

15、阻力平方区的沿程水头损失系数 与断面平均流速 v 的平方成正比。 16、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 17、紊流的脉动流速必为正值。

18、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 19、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 20、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。

21、当雷诺数 Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 二、选择题

1、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而

⑴ 增大 ； ⑵ 减小 ； ⑶ 不变 ； ⑷ 不定 。 2、紊流的断面流速分布规律符合

 1 对数分布； 2 椭圆分布  3  抛物线分布  4  直线分布 。 3、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而  1  增大 ；  2  减小 ；  3  不变 ；  4  不定 。 4、其它条件不变，液体雷诺数随温度的增大而

 1  增大  2  减小 ；  3  不变 ；  4  不定 。 5、谢才系数 C 与沿程水头损失系数  的关系为

 1  C与成正比；2C与1成正比3C与2成正比；4C与1成正比。

6、A、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A管为热水，B管为冷水，则两管流量  

 1  qvA > qvB ;  2  qvA ＝ qvB ;  3  qvA < qvB ；  4 不能确定大小 。

7、圆管紊流附加切应力的最大值出现在

 1  管壁 ；  2  管中心  3  管中心与管壁之间 ；  4  无最大值 。

8、粘滞底层厚度  随 Re 的增大而

 1  增大 ；  2  减小 ； 3  不变 ；  4  不定 。

9、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力的相互关系如下，如

0果沿程阻力系数也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下：   1   2   3   4 

0圆 0圆 0圆 0圆

 <  <

0方 0方 0方 0方

 <  <

0矩 0矩 0矩 0矩

，qv圆  ，qv圆 < ，qv圆 < ，qv圆 

qv方 qv方 qv方 qv方

 < < 

qv矩 qv矩 qv矩 qv矩

； ； ； 。

12

10、圆管均匀层流与圆管均匀紊流的

 1  断面流速分布规律相同 ；  2  断面上切应力分布规律相同 ；

 3  断面上压强平均值相同 ；  4  水力坡度相同 。 11、紊流内部结构分区的判别参数是

 1  管壁绝对粗糙度 ；  2  管壁相对粗糙度 ；  3  粘滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比 ；  4  雷诺数 。 12、图示两管道的管长 L 、管径 d 、流量 qv 及水温均相同，但测压管 水面差 h1 >h2 ,则两管糙率 n1 与n2 的关系为 

 1  n1 > n2；  2  n1 < n2 ；  3  n1 = n2 ；  4  无法确定 。

13、谢才系数 C 的量纲是：  1 

L ；  2 

1LT21 ；  3 

1LT12；  4  无量纲量。

14、如图A、B二种截面管道，已知二管长度相同，通过流量相同，沿程水头损失系数相同，则二管道的沿程水头损失

 1 hfA  hfB；  2 hfA  hfB；  3 hfA  hfB ；  4 尚不能确定大小。

16．水在垂直管内由上向下流动，相距Ｌ的两断面间测压管水头差为h，则两断

面间沿程水头损失hf为  

1．hf=h ；2．hf=h+L；3．hf=Ｌ-h 。

17．圆管流动过流断面上的切应力分布为：  

1．在过流断面上是常数；2．管轴处是零，且与半径成正比； 3．管壁处为零，向管轴线性增大；4．抛物线分布。 18．在圆管紊流中，过水断面流速分布符合  

1．均匀规律；2．直线变化规律；3抛物线规律；4．对数曲线规律。 19．在圆管层流中，过水断面流速分布符合  

1．均匀规律；2．直线变化规律；3．抛物线规律；4．对数曲线规律。 20．半圆形明渠，半径r0=4m，水力半径为  

13

1．4m； 2．3m； 3．2m ；4．1m 。

21．变直径管流，细断面直径为d1，粗断面直径为d2=2d1，粗、细断面雷诺数的关系是  

1．Ｒe1=0.5Re2；2．Ｒe1=Re2；3．Ｒe1==1.5Re2;；4．Re1=2Re2。 22．圆管层流，实测管轴线上的流速为４m/s。则断面平均流速为   1． 4m/s ； 2．３.２m/s ； 3．2m/s ；4．2.5m/s 。 r23．圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数λ  

1．与雷诺数Ｒe有关；2．与管壁相对粗糙度Δ／d有关； 3．与Re和Δ／d有关；4．与Re和管长l 有关。

26．理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为  

1．零；2．粘性切应力τ1；3．惯性切应力τ2 ；4．τ1＋τ2。

27．实际液体在紊流状态，其流层间的切应力为  

1．零；2．粘性切应力τ1；3．惯性切应力τ2；4．τ1＋τ2。 28．在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为  

1．时间平均流速u ; 2．脉动流速u' ；3．断面平均流速v ；4．u+u'。 29．所谓的工业管道当量粗糙高度是指：  

1．和工业管道粗糙高度相同的尼古拉兹粗糙高度；2．和尼古拉兹粗糙高度相同的工业管道粗糙高度；3．和工业管道λ值相同的尼古拉兹粗糙高度；4．和工业管道粗糙区λ值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度； 三、填空题 2、圆管沿程水头损失系数  的影响因素分别是：层流 ＝f  

紊流光滑区Ⅲ ＝f  紊流过渡区Ⅳ ＝f   紊流粗糙区Ⅴ ＝f  

3、水流临界雷诺数可以作为判别流动形态的准则数。圆管流的临界雷诺数Re=_________________，明槽流的临界雷诺数 Re=_________________。

4、在紊流光滑区，沿程水头损失系数  与相对粗糙度无关的原因是______________________________________________________________.。

四、计算题

o1、有一圆管，在管内通过ν=0.013cm/s的水，测得通过的流量为40cm3/s,在管长25m的管段上测得水头损失为2cm，试求该圆管内径d。

14

2、有一梯形断面的排水沟，底宽b70cm，断面的边坡系数为1：1.5（如图示）。当水深h40cm，断面平均流速5.0cm/s，水温为200C，试判别水流流态。如果水温和水深都保持不变，问断面平均流速减到多少时水流方为层流？

1 1.5 h b

3、流速由 v1 变为 v2 的突然扩大管道，为了减小水头损失，可分为两次扩大，如图所示。问中间段流速 v 取多大时，所产生的局部水头损失最小？比一次扩

大的水头损失小多少？

4、水箱水深H，底部有一长为L，直径为d的圆管（见图）。管道进口为流线形，进口水头损失可不计。管道沿程阻力系数设为常数。若H，d，给定。（1）试求管路起始断面A处的压强。

（2）H等于多少，可使A点压强为大气压。 （3）试求管中平均速度。

15

第5章 有压管流

一、判断题

1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。( )

2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。

3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动

5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同

6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等

7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。 ( ) 二、选择题

1、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为 hf1 ,管 2 的沿程水头损失为 hf2 。则 hf1与hf2 的关系为

A hf1 ＞ hf2； C hf1 = hf2 ； D 无法确定。 B hf1 ＜hf2 ；

2、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 （ ）。

A a管； B b管； C c管； D 无法确定。

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3．图示两根完全相同的长管道．只是安装高度不同，两管的流量关为（ ） Ａ．Ｑ1<Ｑ2 ；Ｂ．Ｑ1>Ｑ2 ；Ｃ．Ｑ1=Ｑ2 ；Ｄ．不定。 4．A、B两节点连接并联管段1、2、3，则A、B两节点间的水头损失为（ ） Ａ．hfAB=hf1+hf2+hf3; Ｂ．hfAB=hf1+hf2; Ｃ．hfAB=hf2+hf3; Ｄ．hfAB=hf1=hf2=hf3。 5．长管并联管道各并联管段的（ ） A.水头损失相等; B.．水力坡度相等; C．总能量损失相等; D．通过流量相等。

三、填空题

1、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程______________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。

2、图示为一串联管段恒定流。各管段流量qv1 、qv2、 qv3 的关系为 ______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为____________________________________________________________。

3、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在_____________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在_______________________，若v2≠0，测压管水头线应_____________________________________________________________下游水面。

四、绘图计算题

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1、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。

2、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

第6章 明渠流动

一、判断选择题

1、渐变流一定是缓流，急变流一定是急流

2、棱柱形明渠中形成 b2 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr 沿程减小 3、b2 型水面曲线是发生在

(1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流

(3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流 4、在明渠渐变流中 ( ) (1)总水头线一定平行于底坡线 (2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致 (4)水面线与底坡线平行 5、发生水跃的充分必要条件是 (1)从层流过渡到紊流 (2)从陡坡过渡到缓坡 (3)从缓流过渡到急流 (4)从急流过渡到缓流 6、已知某水闸下游收缩断面水深 hc0 = 0.6 m (相应的跃后水深 hc0 = 3.5 m) ,临界水深 hk = 1.6 m，下游河道水深 t = 1.4 m ,则闸下将发生

(1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流 7、明渠中发生c1、c2、c0、c’ 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr

18

(1)小于1 (2)等于1 (3)大于1 (4)无法确定

8、有两条梯形断面渠道 1和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡 i1 > i2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为

(1)h01 > h02 (2)h01 < h02 (3)h01 = h02 (4)无法确定

9、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽 b1 > b2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为

(1)h01大于h02 (2)h01小于h02 (3)相等 (4)无法确定

10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1 > n2，则其均匀流水深h01 和 h02 的关系为

(1)h01大于 h02 (2)h01小于 h02 (3)相等 (4) 无法确定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽 b 与均匀流水深 h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 (1) b1 =4 m ， h01 =1m

(2) b2 =2 m ， h02 = 2m

(4) b4 = 2.67 m ， h04 = 1.5m

(3) b3 = 2.83 m ， h03 = 1.414m 二、填空题

1、b1型水面曲线发生在____坡上，其水流属于_____流。曲线的特征是_____________________________ ______________________________。

2、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同( n1 > n2)。它们的正常水深h01 ___h02 ;临界水深 hk1 ___hk2 。

3、水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。

4、水跃是水流从_____流过渡到_____流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是____________。

5、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量 Es 沿程增大；发生____型水面曲线时，Es 沿程减小。(各举一例)

6、若明渠均匀流水深 h0 =3m，相应流量的临界水深hk=1.5m，则弗劳德数Fr的范围为_________________。若流量不变，糙率 n 增大，则Fr ______。 7、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同 (n1 < n2)。则其正常水深 h01 和 h02 的比较是__________，临界水深hk1和 hk2 的比较是____________,临界底坡ik1和 ik2 的比较是 _______ _______。

19

8、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程 d h/d s =(i-J )/(1-Fr2)表示水深 h 沿程变化规律，其分子反映水流的___________________，分母反映水流的____________________________。

9、平底棱柱形明渠的水跃的前后水深以 h 和 h 表示，则有水跃函数关系式_________________________。

10、明渠水流的弗劳德数 Fr 表示水流的_____力与_____力作用之比，可作为判别流态的标准，当水流为急流时，_____力作用为主，Fr ______，当水流为缓流时，_____力作用为主，Fr ______。

三、作图计算题

1．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)

2、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)

20

第7章 堰流

一、判断题

1、当 H=2 m，δ=1.6 m，如图所示的的建筑物为实用堰

2、只要下游 水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流

二、选择题

1、平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深 hc0 小于下游水跃的跃前水深 h1，则下游水跃的型式为

(1) 远离式水跃 (2) 临界式水跃 (3) 淹没式水跃 (4)无法判断

三、填空题

1、宽顶堰的总水头 H0=2 m，下游水位超过堰高度 hy=1.0 m，此种堰流为_______________出流。

2、影响宽顶堰流量系数 m 值的主要因素为_________________________和________________________。

3、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为_______________的堰流，当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为________________的堰流。

4、对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深 ht< h”c时，发生________________水跃；当 ht > h”c 时，发生_______________水跃；当 ht=h”c 时，发生_________________水跃。

四、分析

1.图示3个实用堰，它们的堰型、堰上水头H、上游堰高、堰宽及上游条件均相同，而下游堰高及下游水深不同，试判断它们的流量是否相等，并说明理由。

21

第1章 绪论 答案：

一、1.D 2.C、D 3.D 4.B 5.B 6.A 7.A 8.C 9.A 10.C 11.D 12.B 13.D 14.A 15.B、C、E 16.A、B、D

1、解： 木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑

du

mgsinTA dymgsin59.8sin22.62

u1

A0.40.450.001

0.1047Pasμ=0.1047 Pa·s ；ν=1.102×10-4m2/s

第2章 水静力学 答案： 一、选择题

1.A 2.C 3.B 4.C 5.C 6.B 7.C 8.B 9．C 10.D 11.A 12.B 13.B 14.C 15.C 16、D 17、C 18、 D 19、B 20、D 21、B 二、判断题 1、 (  ) 2、(  ) 3、(  ) 4、(  ) 5、(  ) 6、(  ) 7、(  ) 8、(  ) 9、(  ) 10、(  ) 三、绘图计算题

1、解:

22

N

N

2、解:

取N-N面为等压面,列等压面方程

P

A水

g(h1h2)PBs1gh1s2gh2则有：

PBPA 水g(h1h2)s1gh1s2gh2981

9.807(3015)1020.99.807301020.89.8071510297.412

KPa3. 解：由 液 体 平 衡 微 分 方 程

dp(xdxydyzdz)在 液 面 上 为 大 气 压，

dp0 acos300dx(gasin300)dz0将 以 上 关 系 代 入 平 衡 微 分 方 程， 得： acos300dx(gasin300)dz0 dztanacos300

dxgasin3000.2691504． 解:

hc A B α 水对闸门的的作用力大小为： FPghcA10009.8073(32)176526pa176.5Kpa

13233 水作用力的作用点为D点：yIcDyc124.42

ycAsin45323

sin45

设所需拉力为FT，则水的作用力和拉力分别对A点取力矩 ，有FADFcos45 PTAB 即：FP(yDOA)FTABcos45则有：176.5(2.475(hcl

sin45)FTlcos45223

解得： FT139.52KN 5. （1）

(2)

先求水平分力，由于只有上半部分的水平分3/4半圆柱下半部分左右对力 PxPCA称，水平分力相互抵消R2)，L)1gh12g(hh1(R；

8169.8070.9810009.807(2.580.980.4)(0.81)15686N15.68 kN再求铅直分力，，由已作出的压力体可知Pz1g(Rh1l)2g(hh1)Rl2g34R2l348169.807(0.80.981)10009.807(2.580.98)0.8110009.80733.60kN总压力 ：P0.812Px2Pz237.06 kN ；arctanPzPx.97

第3章 水动力学基础 答案

一、判断题

1、 ( √ ) 2、( × ) 3、 ( × ) 4、 ( √ ) 5、 ( × ) 6、(×) 7、(×) 8、(√) 9、(×) 10、(√) 11、(√) 12、(√) 13、(×) 14、(√) 15、(×) 16、(×) 二、选择题

1、(3) 2、(2) 3、(3) 4、( 1 ) 5、( 3 ) 6、( 4 ) 7、( 1 ) 8、( 2 ) 9、( 2 ) 三、填空题

1、FQ'2v2'1v1 其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变化。

2、液流从总流断面1流到断面2时单位重量液体的机械能损失的平均值。其量纲是长度。

24

3、小于；低于。 4、总流过水断面上平均单位动能；长度。 5、不变；减小。 6、1─1与3─3和1─1与 2─2 ； 2─2与 3─3。 7、0.014m。 8、pA= pB； pA＞ pB。 9、渐变流/均匀流；急变。 10、0.008 m。

11、8.85 m／s（列容器自由液面和大气出流断面的能量方程）。 12、h2 ＞ h1 。 13、vA＝ vB ＝ vC＝2g(Hhw)（能量方程+连续性方程）。

14、渐变流断面上 z + p／ρg ＝C； 动水压强或动水总压力。

四、计算题

1．解：设与A点在一条流线上的点为M点，且M点距离自由水面高为hm,h1=30cm,则列M点和A

点的能量方程

pM1vM2g2pA2vA2vmpApM ，则： 2g2gpApMh

2而

pA0水gh1水ghm， pM0水ghm，则有 所以有：uA2gh29.8070.302.42ms ；

设与B点在一条流线上的点为N点，且N点距离自由水面高为hN,h2=20cm则列N点和B点的能量方程

pN1vN2g2pB2vB2g ，则： 2pBpN2vN2而

2gpB0油gh pBpN水g（h1-h2)水ghN， pN0水ghN，则有 80000.298070.19807

油gh2水g(h1h2)0.263uB2g0.2632.27ms

N

2．解: 以喉管2断面为基准面,列1-1,2-2 断面的能量方程：

25

p2

2v22g2zp121v12g2 （1）

p2p1(1v12g22v22gz)由连续性方程： v1A1v2A2d2v1d1 （2） 10.1v2v2v240.222对测压管，设左侧测压管内水银面到2断面处高为z，N-N面为等压面，得 p2z13.6hp1zzhp2p1zh13.6h0.50.0213.60.020.248m(水柱） （3）将式（2）、（3）代入（1）式，令0.248v12121，得2g(4v2)2g2

0.5v10.573m/sQA1v114d10.018m23/s3．解：水流对弯管的作用力F，可通过弯管对水流的反力R来求，F=-R。设入口为1断面，出口为2断面。

v1A1v2A2根据连续性方程可得：

d2v1d1 （1） 0.2v2v0.v220.2522

p2对1-1，2-2断面列能量方程：

2v22g42p1221v12g22.01098071v2g2.510980741v12g2 （2）

v12.63m/s联立（1）、（2）式，可得：v24.12m/s 取弯管内的水流为研究对象，列动量方程：

p1A1p2A2cosRx0Q(v2cosv1) 0p2A2sinRy0Q(v2sin0)

26

1142422.510D2.010dcos60RX1.010000.129(4.12cos602.63)4402.01041d2sin60R1.010000.129(4.12sin600)y4得：Rx984.5N，Ry1004.3N

R1405.8 N ；arctg

RRy45.57

°

x4．解：平板静止不动以及平板以速度u向右运动的控制体、坐标系及截面上的流动参数分别如图所示。平板受力总是与板的法线同向。计算中不计重力和粘性影响。

（1）平板静止不动时，不计重力影响的伯努利方程：

pv22gconst控制体的过流截面的压强都等于

当地大气压pa，因此，v0v1v2，再由连续性方程得， v0A0v1A1v2A2，A0A1A2

考虑总流的动量方程FQv在x和y方向的投影式：

流出Qv流入

x方向：0v1A1v1v2A2v2v0A0v0sin y方向：F0v0A0(v0cos) 这样得到平板所受的冲击力为：

Fv0A0cos10005同时得到过流面积的关系; A122142(2510A0，A3)cos606.13N 1sin2A0

21sin2 (2) 当平板以速度U向右运动，坐标实际是一个动坐标，，在动坐标上观察到的流动是定常的。可知： 射流截面积认为A0，但截面上的速度为v0-u，显然，截面A1和A2上的速度也是v0-u，y方向的动量方程是：F(v0u)A0cos1000(52)

2214(25103)cos602.2N

2 27

第4 章 水流阻力与水头损失 答案

一、判断题

1、 2、  3、 4、  5、 6、 7、 8、  9、10、() 11、() 12、 13、 14、 15、 16、 17、  18、 19、 20、  21、 二、选择题 1、（3）2、1 3、2 4、1 5、4 6、3 7、3 8、2 9、1 10、2 11、3 12、1 13、2 14、3 16、1 17、2 18、419、（3）20、（3）21、422、（3）23、（3） 26、1 27、428、4294 三、填空题

2、层流 ：＝f Re；紊流光滑区 ：＝f  Re；紊流过渡区：＝f Re,

r0 ；紊流粗糙区：＝f r0

3、Rec=

vcrd; Rec=

vcrR。

4、粘滞底层厚度比绝对粗糙度 大得多，粘滞底层把壁面粗糙完全掩盖，以致壁面粗糙对水流运动不起影响作用。

四、计算题

1．解：假设圆管内为层流流态，则有 Re,Reldv2vdRe4Qldv2hf2g2g32lvgd2又 v128lvQd2hfgd4则 d128lvQ4gh-34128250.01310440106

f3.149.80.02 22.810校核 vvd4Qm440102366d23.1422.81060.098m/sRe0.09822.8101.310

1718.82300(层流） 2．（Vmax=0.21cm/s）

3、v12(v1v2)；h=

j21(v1v2)[] 22g2 只有一次扩大局部水头损失的一半

28

4、解：

(1) 设A断面上的压强p对液面及A断面了伯努利方程，则A2hvp2A,即vhpAa)2g2g （对A断面和管出口断面列伯努利方程，再将上式pAv2Alllh (b)d2gdlpd由此可得

lhd1hp1Ald1ldld1

(2)A处压强 为大气压,即pA表压强为零，于是由上h10d即hd时，pA表压强为零。(3)由(a)式和（b)是联立，消去pA/,则2hvlv2l2gd2g2即 1lv

d2ghlv2ghl1ld

29

v2代入，则2g式可得

第5章 有压管流 答案

一、判断题

1、(×) 2、 (√) 3、 (√) 4、 (×) 5、 (×) 6、(√) 7、(×) 二、选择题

1、C 2、A 3、C 4、D 5、A 三、填空题

1、上升；下降。 2、qv1 ＝ qv2 ＝ qv3 ; v1 ＜ v2 ＜ v3 3、出口断面中心；下游水面；低于。

四、计算题 1、

2、

第6章 明渠流动

一、判断选择题

1、 () 2、 () 3、 (4) 4、 (3) 5、 (4) 6、 (4) 7、(3) 8、(2) 9、(2) 10、(1) 11、 (3)矩形水力最佳断面宽深比b=2h 二、填空题

1、缓坡；缓流；水深沿流减小的降水曲线，上游以 N-N 线为渐近线，下游与C-C 线垂直。 2、> ; = 。 3、缓；急；临界水深。 4、急 ； 缓； 减小。

5、(急流，断面比能曲线下肢，h减小，ES增大)b2 ；（缓流，断面比能曲线上肢，h减小，ES减小） b1 6、0< Fr <1；减小。

7、h01 < h02; hk1 = hk2； ik1 < ik2 8、不均匀程度；缓急程度。

30

。 

9、 θ( h )=θ ( h ) 10、惯性；重； 惯性；>1.0； 重力; <1.0

三、作图计算题 1．

2．

第7章 堰流答案

一、判断题

1、 (√) 2、 (×) 二、选择题 1、 (1) 三、填空题

1、自由。 2、堰的进口型式；堰高与水头之比。3、无侧收缩；有侧收缩。 4、远离(驱)式；淹没式；临界式。 四、分析

1.解答：因为3个实用堰堰上水头、上游堰高、堰宽及上游条件均相同，所以流量系数相同，而下游水深只有高过堰顶，并产生淹没式水跃时才能影响过堰流量。所以3个实用堰泄流量相同。

31