武大水力学习题水静力学
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第二章:水静力学 一:思考题2-1.静水压强有两种表示方法,即:相对压强和绝对压强2-2.特性(1)静水压强的方向与受压面垂直并指向手压面;(2)任意点的静水压强的大小和受压面的方位无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强都相等. 规律:由单位质量力所决定,作为连续介质的平衡液体内,任意点的静水压强仅是空间坐标的连续函数,而与受压面的方向无关,所以p=(x,y,z)2-3答:水头是压强的几何意义表示方法,它表示h 高的水头具有大小为ρgh 的压强。
绝对压强预想的压强是按不同的起点计算的压强,绝对压强是以0为起点,而相对压强是以当地大气压为基准测定的,所以两者相差当地大气压Pa.绝对压强小于当地大气压时就有负压,即真空。
某点负压大小等于该点的相对压强。
Pv=p'-pa2-4.在静水压强的基本方程式中C g p z =+ρ中,z 表示某点在基准面以上的高度,称为位置水头,g p ρ表示在该点接一根测压管,液体沿测压管上升的高度,称为测压管高度或压强水头,g p z ρ+称为测压管水头,即为某点的压强水头高出基准面的高度。
关系是:(测压管水头)=(位置水头)+(压强水头)。
2-5.等压面是压强相等的点连成的面。
等压面是水平面的充要条件是液体处于惯性坐标系,即相对静止或匀速直线运动的状态。
2-6。
图中A-A 是等压面,C-C,B-B 都不是等压面,因为虽然位置高都相同,但是液体密度不同,所以压强水头就不相等,则压强不相等。
2-7.两容器内各点压强增值相等,因为水有传递压强的作用,不会因位置的不同压强的传递有所改变。
当施加外力时,液面压强增大了Ap∆,水面以下同一高度的各点压强都增加Ap∆。
2-8.(1)各测压管中水面高度都相等。
(2)标注如下,位置水头z,压强水头h,测压管水头p.图2-82-9.选择A2-10.(1)图a 和图b 静水压力不相等。
因为水作用面的面积不相等,而且作用面的形心点压强大小不同。
第一章绪论第一题、选择题1.理想液体是( B )(A)没有切应力又不变形的液体;(B)没有切应力但可变形的一种假想液体;(C)切应力与剪切变形率成直线关系的液体;(D)有切应力而不变形的液体。
2.理想液体与实际液体最主要的区别是(D )A.不可压缩;B.不能膨胀;B.没有表面张力;D.没有粘滞性。
3.牛顿内摩擦定律表明,决定流体内部切应力的因素是(C )A动力粘度和速度B动力粘度和压强C动力粘度和速度梯度D动力粘度和作用面积4.下列物理量中,单位有可能为m2/s的系数为(A )A. 运动粘滞系数B. 动力粘滞系数C. 体积弹性系数D. 体积压缩系数6.影响水的运动粘度的主要因素为( A )A.水的温度;B.水的容重;B.当地气压; D.水的流速。
7.在水力学中,单位质量力是指(C )A、单位面积液体受到的质量力B、单位面体积液体受到的质量力C、单位质量液体受到的质量力D、单位重量液体受到的质量力8.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( B )A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s第二题、判断题1.重度与容重是同一概念。
(√)2.液体的密度ρ和重度γ不随温度变化。
(×)3.牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)4.黏滞力随相对运动的产生而产生,消失而消失。
(√)5.水的粘性系数随温度升高而减小。
(√)7.一般情况下认为液体不可压缩。
(√)8.液体的内摩擦力与液体的速度成正比。
(×)9.水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。
(×)10.静止液体有粘滞性,所以有水头损失。
(×)12.表面张力不在液体的内部存在,只存在于液体表面。
(√)13.摩擦力、大气压力、表面张力属于质量力。
第二章水静力学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。
( )5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为α。
则该平面上的静水总压力P=ρgy D A sinα。
(y D为压力中心D的坐标,ρ为水的密度,A 为斜面面积) ()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α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。
( )11、选择下列正确的等压面: ( )(1) A − A (2) B − B (3) C − C (4) D − D12、压力中心是( )(1) 淹没面积的中心; (2) 压力体的中心;(3) 总压力的作用点;(4) 受压面的形心。
13、平衡液体中的等压面必为( )(1) 水平面; (2) 斜平面; (3) 旋转抛物面; (4) 与质量力相正交的面。
14、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( )(1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。
15、欧拉液体平衡微分方程 ( )(1) 只适用于静止液体; (2) 只适用于相对平衡液体;(3) 不适用于理想液体; (4) 理想液体和实际液体均适用。
16、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 ( )(1) a (2) b (3) c (4) d17、液体某点的绝对压强为 58 kP a,则该点的相对压强为 ( )(1) 159.3 kP a; (2) 43.3 kP a; (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。
第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失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、紊流中存在各种大小不同的涡体。
4、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。
5、谢才公式既适用于有压流,也适用于无压流。
6、''yuxuρτ-=只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。
7、临界雷诺数随管径增大而增大。
8、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。
9、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。
10、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。
11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。
11、不论是均匀层流或均匀紊流,其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。
12、公式gRJρτ=即适用于管流,也适用于明渠水流。
13、在逐渐收缩的管道中,雷诺数沿程减小。
14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。
15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。
16、恒定均匀流中,沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。
17、粘性底层的厚度沿流程增大。
18、阻力平方区的沿程水头损失系数λ与断面平均流速 v 的平方成正比。
19、当管径和流量一定时,粘度越小,越容易从层流转变为紊流。
20、紊流的脉动流速必为正值。
21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。
22、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。
23、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。
24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。
25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。
26、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。
27、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。
28、按普朗特动量传递理论,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。
第一章导论1、体积模量K 值越大,液体越容易压缩。
( )2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。
( )3、水流在边壁处的流速为零,因此该处的流速梯度为零。
( )4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( )(1)水的温度; (2)水的容重;(3)当地气压; (4)水的流速。
5、理想液体是()(1)没有切应力又不变形的液体;(2)没有切应力但可变形的一种假想液体;(3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体; (4)有切应力而不变形的液体。
6、A、B为相邻两液层,A层流速大于B层流速。
则A层对B层的切应力τ1_____________ B层对A 层的切应力τ2 。
其中τ1 的方向与流向__________,τ2 的方向与流向______________。
7、单位质量力的量纲为__________________;运动粘度的量纲为 _______________;动力粘度的量纲为 ____________________。
8、物体在外力作用下产生 _______________,在除去外力后能恢复原状消除变形的性质,称为_______。
9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线,如图示,则其切应力分布τ~y为_______________________ 分布,切应力最大值在 _________________处。
10、水力学中最基本的、贯穿始终的假定是 ________________________假定。
11、图为管道过水断面水流流速分布图,从其对应部位取出水体A,则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向。
12、平板面积为 40×45cm2,厚度为 1.0cm,质量 m=5kg,沿着涂有厚度δ=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,则油的粘度μ=______________,ν=__________________ (油的密度ρ=950 kg/m3)。
第六章6-1解: 由6-1-3式⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=⨯⨯=====⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛==m l Q s h ms k s s m d d n cd k f 06.24300055.00265.00265.0114.66.046.0013.0184188220622035.25.25.26161πππ 6-2解: 由6-1-4式⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧======25.022220125.0025.022220Re 22Re 1Re 28d g l Q l Q s h g d s k d g d g s f ππππλ 6-3解:查表6-1-1,取经济流速为s m 0.1由式6-2-7 mm m v Q d 25025.005.044==⨯==ππ6-4解:由式6-2-8,取2.5=km H kQ d 81.21000.302.57373=⨯==6-56-6解:s m d Q A Q v 415.1150.0025.04422111=⨯⨯===ππ m g v 102.0221= s m d Q A Q v 037.2125.0025.04422222=⨯⨯===ππ m g v 212.0222= m g v g v g v h j 1045.02150.0125.015.021.025.022222221=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=∑m g v d l g v d l h f 62.6212.0125.075032.0102.0150.012503.0222222221111=⨯+⨯⨯=+=∑λλ%6.1016.0==∑∑fj hh∑==m h H f 62.6长 m h H gv H f j 94.6222=++=∑∑短6-7解:s m A Q v 83.1711== m g v 22.16221=s m A Q v 456.422== m g v 013.1222=s m A Q v 92.733== m g v 20.3223=m g v g v g v g v g v h j 45.212100.0005.0125.0100.0075.0121.0225.025.021222322232321=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++⨯⨯+=∑ m g v g v g v h f 07.282075.05032.0210.05.1032.0205.02032.0232221=++⨯⨯==∑m g v h h H f j 72.52223=++=∑∑6-8解:s m v 82.3=s m g gH A dLQ 3231225.05.015002.024.224121=+⨯++⨯⨯⨯⨯=+=∑πζλ6-9解:()7.56014.04116161===R n c 0244.07.568.98822=⨯==c g λ ()s m g gz A d LQ 3200.2183.025.011520130244.0124121=⨯+++++⨯⨯⨯⨯=+=∑∑πζλs m v 546.2= m g v 33.022=列进口至3—3能量方程()31222000-++-+=++w v s h g v h h()()m gv g v d L L g v h s 12.633.0183.025.033024.01722183.05.022722222122=⨯⨯++⨯+-=⨯+-+--=λ6-10解:w Mh gv p z g v p z +++=++222222211γγ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=++∑∑d l g v λζ2001408.9200922s m v 81.1= s m Av Q 3128.0==6-11解:(1)C 管 fc MM M h p z H z ++=+γm h H z p z fc MMM 7.946.1936.0800025.0101002=⨯⨯-+=-+=+γ(2)A 管 fA MM h p z z ++=γgv A26.0800025.07.941002⨯⨯+= s m v A 77.1=, s m A v Q A A 350.0== s m v C 0.3=, s m A v Q C C 385.0==s m Q Q Q C A B 335.1=+= , s m AQ v BB 77.4==, (3)B 管fB B MM h z p z +=+γm z B 9.556.1977.46.0800025.07.942=⨯⨯-=6-12解: (1)吸水管 s m s m d Qv 2.1955.04211<==π吸w p h gv pz +++=++20002γ034.179.8867.012.0001735.03.03.50⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=v s()mQl s gv h h g v pz j f p 65.5211.662022=-+-=----=∑吸吸γ (2)上、下游列方程 s m s m d Qv 2.17.14222>==π 压吸w w m h h z z H ++-=+12037.40001735.03.020==d s()m gv g v h j 18.0221.1210011102222==++=。
第二章 水静力学水静力学(Hydrostatics )是研究液体处于静止状态时的力学规律及其在实际工程中的应用。
“静止”是一个相对的概念。
这里所谓“静止状态”是指液体质点之间不存在相对运动,而处于相对静止或相对平衡状态的液体,作用在每个液体质点上的全部外力之和等于零。
绪论中曾指出,液体质点之间没有相对运动时,液体的粘滞性便不起作用,故静止液体质点间无切应力;又由于液体几乎不能承受拉应力,所以,静止液体质点间以及质点与固壁间的相互作用是通过压应力(称静水压强)形式呈现出来。
水静力学的主要任务是根据力的平衡条件导出静止液体中的压强分布规律,并根据其分布规律,进而确定各种情况下的静水总压力。
因此,水静力学是解决工程中水力荷载问题的基础,同时也是学习水动力学的基础。
§2-1 静水压强及其特性1.静水压强的定义ΔA ,作用在该面积上的压力为ΔP ,则当ΔA 无限缩小到一点时,平均压强A P ∆∆/便趋近于某一极限值,此极限值便定义为该点的静水压强(Hydrostatic Pressure),通常用符号pdA dP A P p A =∆∆=→∆0lim(2-1) 静水压强的单位为2/m N (Pa(帕))[][]21--=T ML p 。
2.静水压强的特性静水压强具有两个重要的特性:(1)静水压强方向与作用面的内法线方向重合。
在静止的液体中取出一团液体,用任意平面将其切割成两部分,则切割面上的作用力就是液体之间的相互作用力。
现取下半部分为隔离体,如图2-1所示。
假如切割面上某一点M 处的静水压强p 的方向不是内法线方向而是任意方向,则p 可以分解为切应力τ和法向应力p n 。
从绪论中知道,静止的液体不能承受剪切力也不可能承受拉力,否则将平衡破坏,与静止液体的前提不符。
所以,静水压强唯一可能的方向就是和作用面的内法线方向一致。
(2)静水压强的大小与其作用面的方位无关,亦即任何一点处各方向上的静水压强大小相等。
水力学考试试题一、选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,水静力学基本方程描述的是以下哪种情况?A. 水流的速度分布B. 水流的压强分布C. 水流的能量转换D. 水流的动量守恒2. 在水平管流中,流速最大的地方通常是:A. 管道中心B. 管道入口C. 管道出口D. 管道壁附近3. 根据连续性方程,当水流通过一个收缩断面时,以下说法正确的是:A. 流速增加,流量不变B. 流速增加,流量减少C. 流速减少,流量增加D. 流速减少,流量不变4. 达西-韦斯巴赫方程用于描述:A. 水流的压强损失B. 水流的速度变化C. 水流的能量损失D. 水流的体积损失5. 以下哪项不是水头损失的原因?A. 管道的粗糙度B. 管道的弯曲C. 管道的直径D. 流体的粘滞性6. 根据伯努利方程,以下哪项是错误的?A. 总水头线沿流线是水平的B. 能量线沿流线可以倾斜C. 流速增加会导致压强降低D. 水位上升会导致压强增加7. 在水力学中,雷诺数是用来描述:A. 水流的速度B. 水流的稳定性C. 水流的密度D. 水流的压强8. 以下哪种情况下,水流的惯性力可以忽略不计?A. 快速流动的河流B. 缓慢流动的河流C. 海啸D. 洪水9. 水力梯度线与能量梯度线之间的关系是:A. 总是平行B. 总是相交C. 可以重合D. 没有固定关系10. 在水力学中,弗劳德数是用来描述:A. 水流的粘性影响B. 水流的惯性影响C. 水流的压缩性D. 水流的表面张力影响二、填空题(每题2分,共20分)11. 水力学中的连续性方程表明,在没有质量损失的情况下,_______。
12. 当水流通过一个宽阔的渠道时,水深增加会导致流速_______。
13. 在水力最佳流态下,管道的摩阻损失可以通过_______公式来计算。
14. 根据能量守恒原理,水流的总机械能_______沿流线守恒。
15. 水流的临界雷诺数大约是_______,超过这个值水流会从层流转变为紊流。
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1021、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。
水力学(水静力学)-试卷2(总分:58.00,做题时间:90分钟)一、填空题(总题数:4,分数:8.00)1.填空题请完成下列各题,在各题的空处填入恰当的答案。
(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 解析:2.欧拉液体平衡微分方程的力学意义_________。
(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:处于平衡状态的液体中表面力(压强)的变化率和单位质量力(X,Y,Z)之间的关系,哪一方向有质量力的作用,哪一方向就有压强的变化,哪一方向不存在质量力的作用,哪一方向就没有压强的变化)解析:3.静水压强的两个特性是______,_________。
(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:静水压强的方向与作用面的内法线方向重合,即垂直指向作用面(不能受拉,没有切力)、静水压强的大小与其作用面的方位无关,同一点处各方向上的静水压强大小相等)解析:4.等压面的特性是_________。
(分数:2.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:(正确答案:等压面即是等势面、等压面与质量力正交)解析:二、单项选择题(总题数:7,分数:14.00)5.单项选择题下列各题的备选答案中,只有一个是符合题意的。
0 绪论0.1 ρ=816.33kg/m 3 0.2 当y =0.25H 时Hu dy dum 058.1≈ 当y=0.5H 时Hu dy dum 84.0≈ 0.4 f = g0.5 h 的量纲为[L] 0.6 F f =184N0.7 K=1.96×108N/m 2 dp=1.96×105N/m 21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m 2 h=0.959m1.2 P B -P A =0.52KN/m 2 P AK =5.89KN/m 2 P BK =5.37KN/m 21.3 h 1=2.86m h 2=2.14m 内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m ,外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m 。
1.4 Pc=27.439KN/m 2 1.5 P M =750.68h KN/m 2 1.6 P 2-p 1=218.05N/m 21.7 γ=BA Br A r B A ++1.8 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P =0 1.9 W=34.3rad/s W max =48.5rad/s1.10 a=Lh H g )(2-1.12 当下游无水 P ξ=3312.4KN(→) P 2=862.4KN(↓)当下游有水 P ξ=3136KN(→) P 2=950.6KN(↓) 1.13 T=142.9KN1.14 当h 3=0时T=131.56KN 当h 3=h 2=1.73m 时 T =63.7KN 1.15 0-0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN L D =2.256m(压力中心距水面的距离) 1.17 P=567.24KN1.19 P =45.54KN 总压力与水平方向夹角φ=14º28´1.20 P ξ=353KN P ζ=46.18KN 方向向下 1.21 H=3m 1.22 δ=1.0cm 1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm 3/s V =7.5cm/s 2.2 h w =3.16m 2.3γ2p =2.35m2.4 P K 1=63.8KN/m 2 2.5 Q=0.00393m 3/s 2.6 Q=0.0611m 3/s 2.7 μ=0.985 2.8 Q=0.058m 3/s2.9 S 点相对压强为-4.9N /cm 2,绝对压强为4.9N/cm 2 2.10 V 3=9.9m/s Q=0.396m 3/s 2.11 R ξ=391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角β=37º8´ 2.13 R ξ=98.35KN(→) 2.14 R ξ=2988.27KN(→) 2.15 R ξ=1.017KN(←) 2.16 R ξ =153.26KN(→)2.17 α=2 34=β2.18 F=Rmv 22.19 Q=g 2μH 2.5 2.20 F=C d L222ρμ2.21 m p A44.2=γm p B44.4=γ2.22 Q 1=+1(2Q cos )α )c o s 1(22α-=QQ 2.23 R=2145KN α=54º68´ 2.24 m=3.12kg2.25 T 充=24分34秒 T 放=23分10秒3. 液流型态及水头损失3.1 d 增加,Re 减小 3.2 R e =198019.8>2000 紊流 3.3 R e =64554>500紊流 3.4 cm 0096.00=δ 3.5320=u v 当时v u x = h y m 577.0≈ 3.6 Q3min1654.0m =/s 20/24.33m N =τ3.7 当Q=5000cm 3/s 时,Re=19450紊流2.00=∆δ 光滑管区027.0=λ当Q =20000cm 3/s 时 Re=78200紊流775.00=∆δ 过渡粗糙区026.0=λ当Q =200000cm 3/s 时 Re=780000紊流1.70=∆δ 粗糙区 023.0=λ若l =100m 时Q =5000 cm 3/s 时 h f =0.006m Q=2000 cm 3/s 时 h f =0.09m Q =200000 cm 3/s 时 h f =7.85m 3.8 λ=0.042 3.9 n=0.011 3.10 ξ=0.29 3.11 Q=0.004m 3/s 3.12 ∆h=0.158m 3.13 Z=11.1m3.14 ξ=24.74 有压管中的恒定流4.1 当n=0.012时Q=6.51 m3/s 当n=0.013时Q=6.7m3/s当n=0.014时Q=6.3 m3/s4.2 当n=0.0125时Q=0.68 m3/s 当n=0.011时Q=0.74 m3/s当n=0.014时Q=0.62 m3/s=0.0268 m3/s Z=0.82m4.3 Qm ax4.4 当n=0.011时H=7.61 m 当n=0.012时H=7.0 m4.5 H t=30.331m=5.1m4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s hm axv=21.5m水柱高4.7 n取0.0125时HA4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s ∇=135.21m4.9 H=0.9m4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m=10.57KN/m24.13 Q=0.0105 m3/s PB4.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲=1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求5.8 当n=0.011时i=0.0026 ∇=51.76m当n=0.012时i=0.0031 当n=0.013时i=0.0036当n=0.014时i=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s<V允满足通航要求5.10 n=0.02 V=1.25m/s5.11 当n=0.025时b=7.28m h=1.46m当n=0.017时b=6.3m h=1.26m当n=0.03时b=7.8m h=1.56m5.12 h f=1m5.13 Q=4.6 m3/s5.14 Q=178.2m3/s5.15 h m=2.18m b m=1.32m i=0.000365.162∇=119.87m Q1=45.16m3/s Q2=354.84 m3/s6 明渠恒定非均匀流6.1 V w=4.2m/s Fr=0.212 缓流6.2 h k1=0.47m h k2=0.73m h01=0.56m> h k1缓流h02=0.8m> h k2缓流6.3 h k=1.56m V k=3.34m/s V w=5.86m/s h k > h0缓流V w>V缓流6.5 i K=0.00344> i缓坡6.7 L很长时,水面由线为C0、b0 b2型。
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。
( )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=gy D A sin。
(y D为压力中心D的坐标,为水的密度,A 为斜面面积) ()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。
( )11、选择下列正确的等压面: ( )(1) A A (2) B B (3) C C (4) D D 12、压力中心是( )(1) 淹没面积的中心; (2) 压力体的中心;(3) 总压力的作用点;(4) 受压面的形心。
13、平衡液体中的等压面必为( )(1) 水平面; (2) 斜平面; (3) 旋转抛物面; (4) 与质量力相正交的面。
14、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( )(1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。
15、欧拉液体平衡微分方程 ( )(1) 只适用于静止液体; (2) 只适用于相对平衡液体;(3) 不适用于理想液体; (4) 理想液体和实际液体均适用。
16、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( )(1) a (2) b (3) c (4) d17、液体某点的绝对压强为 58 kP a,则该点的相对压强为 ( )(1) 159.3 kP a; (2) 43.3 kP a; (3) -58 kP a (4) -43.3 kP a。
18、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 ( )(1) 压力体相同,且压力相等; (2) 压力体相同,但压力不相等;(3) 压力体不同,压力不相等; (4) 压力体不同,但压力相等。
19、有一倾斜放置的平面闸门,当上下游水位都上升 1 m 时〔虚线位置〕,闸门上的静水总压力。
( )(1) 变大; (2) 变小; (3) 不变; (4) 无法确定。
20、有一水泵装置,其吸水管中某点的真空压强等于 3 m 水柱高,当地大气压为一个工程大气压,其相应的绝对压强值等于( )(1) 3 m 水柱高;(2) 7 m 水柱高;(3) -3 m 水柱高;(4) 以上答案都不对。
21、液体中,测管水头 (z + p/g) 的能量意义是______________________。
22、液体中,位置高度z 的能量意义是_______________;压强高度p/g 的能量意义是_______________。
23、真空压强的最小值是__________________;真空压强的最大值是___________________。
24、比重为 0.81 的物体放入比重为 0.9 的液体中,则出露部分体积与总体积之比为__________________。
25、容器A、B分别以加速度a和等角速度运动,如图所示。
分别绘出液面下深度h处的等压面形状,并标明该等压面上任一质点的质量力F的方向。
26、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。
27、绘出图示圆柱体上水平压强分布图和压力体图。
并标出水压力铅直分力的方向。
28、三个圆球各充满液体后的测压管液面如图示,试绘出各球面的压力体图,并标出力的方向。
29、绘出图中AB曲面上水平压强分布图和压力体图,并标出水压力铅直分力的方向。
30、压力水箱上角装有一圆柱体压力表读数为 19.60 kPa,箱中盛满水。
试绘出作用于圆柱面ABC上的水平压强分布图和压力体。
31、有一圆柱形容器,顶部设一通气管,如图所示。
已知圆柱半径R=0.5 m,通气管中的水面与容器顶盖齐平。
容器以等角速度=2 s-1绕铅垂中心轴旋转,求容器顶盖的总压力P。
(N937.91P )32、一封闭容器如图所示。
容器中水面的绝对压强 p 0=91.5Pa 。
中间插入一两端开口的玻璃管。
当空气恰好充 满全管而不流动时, 求管伸入水中的深度 h 。
(0.663 m )33、在物体上装置一个直径很小的盛水 U 形管,以测定物体作直线运动的加速度(如图)。
若 L =0.3m ,h =0.15 m ,求物体的加速度 a 。
(=4.9 m/s 2)34、一等宽度折角形闸门,折角=120,如图所示可绕 A 轴转动,如图所受。
已知 L = 2 m 。
不计门重及摩擦力,求闸门开 始自动倾倒时的水深 h 。
(h=3.759 m )35、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 ,如图所受。
容器中盛有密度为 1=816 kg/m 3的液体,其深度 h 1=0.98 m ,其下为密度2=1000 kg/m 3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。
(kN 15.68P x ==; kN 33.58P z =;37.06 kN ;)36、盛有液体的容器以等加速度 a 垂直向上运动,如图所示。
试导出液体中任一点压强 p 的表达式。
(h gag p z a g p a )1()(++++-=ρρ)37、一容器左侧盛油,右侧盛水,上、下各接一水银压差计。
各液面标高如图所示。
已知油的密度=816 kg/m 3。
求容器顶部压差计液面高差h 。
(=0.2018 m )38、图示为一直径D 的圆球(不计重量)在密度分别为1和2的两种液体作用下处于平衡状态。
试导出D 与1,2,h 1,h 2之间的关系式。
( gg )gh gh (3D 211122ρ+ρρ-ρ=)39、一矩形水箱,箱中盛有液体,水箱沿倾斜角为的斜面以加速度a 向下滑动(如图)。
试确定箱内液体表面的形状。
(液面方程为0=g)z -sin a (x )cos (a θ+θ ;液面对水平面的倾斜角θθ=βasin -g cos a x z =tan )40、图示为一空心弯管,下端插入水中,其水平段长度R=30 cm。
当弯管绕铅直z轴作等角速度旋转时,管内水面上升至下游水面以上h=20 cm。
求角速度。
(6.6 rad/s)41、在石油库斜壁的圆孔上装有一直径D=1.2 m的半球形盖(如图)。
半球形盖中心O点在液面下的深度H=4 m。
斜壁与液面的夹角=30,石油的密度=900 kg/m3。
求螺栓a、b上的总拉力。
(42.70kN)42、杯式水银真空计如图所示。
已知杯的直径D=60 mm,管的直径d=6 mm。
杯顶接大气时,测压管液面读数为零。
杯顶封闭时,若测得测压管读数h=300 mm,求杯中气体的真空压强。
(=p40.384 kPa)43、用U形水银测压计测量A点的静水压强,其读数为h( mm ),如图所示。
令A点压强不变,若将U形管下将高度H( mm )。
则水银测压计读数放大为h+h( mm )。
试证明: h=H/13.1。
44、蜡块A沉浸在充满油和水的容器中,如图所示。
已知蜡块密度n=960 kg/m3,油的密度0=900kg/m3。
试确定蜡块沉没在水中和油中的体积占百分之几。
(V6.0V2=;V4.0V1=)45、在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体,如图所示。
由于圆柱体浸在液体中,必受到一个向上的浮力作用。
若摩擦力很小,在浮力产生的力矩的作用下,此圆柱体可绕O轴不停转动,这种说法对不对?为什么?46、二个置于水平面上的容器,一为圆柱形,一为圆锥形。
容器重量不计,水面均为大气压强。
当水深H 和底面积A 均相等时,问:(1) 容器底部所受的静水压强是否相等?(2) 底面所受的静水压力是否相等?(3) 桌面上受的压力是否相等?为什么?47、一圆锥形开口容器,下接一弯管。
当容器空着时,弯管上读数如图所示。
问圆锥内充满水后,弯管上读数为多少? (h=4.08m ,l=1.065m ) 48、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)9.0s 1=的油。
倒U 形管顶部为相对密度8.0s 2=的油。
已知左管内A 点的压强2A m /KN 98p =,试求右边管内B 点的压强。
(p B =97.4Kpa ) 49、一容器如图所示,当A 处真空表读数为22cm 汞柱高,求E 、F 两管中的液柱高21h ,h 值。
并求容器左侧U 形管中的值。
(h 1=126cm , h 2=600.8cm , h=80.9cm ) 50、 两液箱具有不同的液面高程,液体重度均为,用两个测压计连接如图,试证:212211'h h h h +γ+γ=γ51、密闭容器盛水如图,已知m 3h =,,m 2h ,m 5.2h A B ==求容器内点A ,点B 及液面上的相对压强及绝对压强,并求图中所示值。
(p A =-19600pa , p B =24500pa , p 0=-29400pa ;绝对压强: p A =78400pa , p B =122500pa , p 0=63600pa ;y=3m )52、如图所示为一铅直安装的煤气管。
为求管中静止煤气的密度,在高度差m 20H =的两个断面安装U 形管测压计,内装水。
已知管外空气的密度3a m /kg 28.1=ρ,测压计读数为mm 115h ,mm 100h 21==3)53、 试按图示复式水银测压计的读数计算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强。
已,m 3.2h ,m 2.1h ,m 5.2h ,m 4.1h ,m 3H 4321=====水银的相对密度6.13s =。
(362.8Kpa )54、如图所示为双液式微压计,A ,B 两杯的直径均为mm 50d 1=,用U 形管连接,U 形管直径mm 5d 2=,A杯内盛有酒精,密度31m /kg 870=ρ,B 杯内盛有煤油32m /kg 830=ρ。
当两杯上的压强差0p =∆时,酒精与煤油的分界面在0-0线上。
试求当两种液体的分界面上升到0‘-0’位置、mm 280h =时等于多少?(156.6Pa ) 55、一水箱装置如图,箱底高出地面m 3h 2=,箱中水深m 2h 1=,其表面压强以绝对压强计为0.7个工程大气压,要求:(1)以地面为基准面,求出A 、B 两点的单位位能与单位压能,并在图上标明; (2)以水箱中水面为基准面,求出A 、B 两点的单位位能与单位压能,并在图上标明。