第4章流动形态及水头损失
一、判断题
1、紊流光滑区的沿程水头损失系数λ仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。(y )
3、紊流中存在各种大小不同的涡体。(y )
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。( x )
5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。(y )
6、
'
'
y
u
x
uρ
τ-
=只能代表X 方向的紊流时均附加切应力。(x )
7、临界雷诺数随管径增大而增大。(x )
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。( y )
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。(x )
10、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的(x )
11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。( y )
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。( x )
12、公式gRJ
ρ
τ=即适用于管流，也适用于明渠水流。(x )
13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。(x )
14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。(x )
15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。(y )
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。( x )
17、粘性底层的厚度沿流程增大。(x )
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。(x )
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。(y )
20、紊流的脉动流速必为正值。(x )
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。(x )
24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。(x )
25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。(y )
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。( y )
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)15、( 3)16、(1) 17、(2) 18、(4)19、（3）20、（3）21、(4)22、（3）23、（3）24、(2) 25、(2) 26、(1) 27、(4)28、(4)29(4)
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、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。
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λ的关系为() (1 )C 与λ成正比；(2 ) C 与1/λ成正比(3 )C 与λ2 成正比；(4 ) C 与
λ
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 δ 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0τ的相互关系如下，如果沿程阻力系数λ也相等，
则三管道通过的流量的相互关系如下：( )
( 1 )
τ0圆 > τ0方 > τ0矩 ，q v 圆 > q v 方 > q v 矩 ； ( 2 )
τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； ( 3 )
τ0圆 > τ0方 > τ0矩 ，q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ； ( 4 ) τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ，q v 圆 > q v 方 > q v 矩 。
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 ) 121-T L ； ( 3 ) 2
11T L -； ( 4 ) [ 1] 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。
r
o
15、边界层的外边界线可看成是 ( )
( 1) 一条流线 ； ( 2) 一条迹线 ； ( 3) 有旋流动与有势流动的分界线； ( 4) 层流与
紊流的分界线。 ( )
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h f 为 ( )
(1)．h f =h √；(2)．h f =h+L ；(3)．h f =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r 0=4m ，水力半径为 ( )
(1)．4m ； (2)．3m ； (3)．2m ；(4)．1m 。
21．变直径管流，细断面直径为d 1，粗断面直径为d 2=2d 1，粗、细断面雷诺数的关系是 (
)
(1)．Ｒe 1=0.5Re 2；(2)．Ｒe 1=Re 2；(3)．Ｒe1==1.5Re 2;；(4)．Re 1=2Re 2。
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 。
23．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。
24．圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数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。
25．工业管道的沿程摩阻系数λ在紊流过渡区随雷诺数的增加而 ( )
(1)．增加；(2)．减小；(3)．不变；(4)．前三种情况都有可能。
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τ 2 ；(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
1、紊流附加切应力y x u u ''-=ρτ等号右端的负号是由于''u u x y ,的符号相反的机率很大，而τ取正
值__。
2、圆管沿程水头损失系数 λ 的影响因素分别是：层流 ：λ＝f (Re )；紊流光滑区 ：λ＝f
( Re )；紊流过渡区：λ＝f (Re, r 0? )；紊流粗糙区：λ＝f (r 0?)
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=___
Re c =νd v cr ; ___，明槽流的临界雷诺数 Re=___ Re c =νR v cr
____。 4、在紊流光滑区，沿程水头损失系数 λ 与相对粗糙度无关的原因是_粘滞底层厚度δ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。
__.。
5、紊流形态可分为三个流区，其判别标准是：光滑区 （4.00<δ? ); 过渡区 （64.00
<δ?< )；粗糙区 （60
>δ? ） 四、计算题
1、有一圆管，在管内通过ν=0.013cm/s 的水，测得通过的流量为40cm 3/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 。 ()()
层流）校核则又(23008.171810
3.1108.22098.0Re /098.0108.221
4.3104044 1022.8 02.08.914.3104010013.025128128 1284 322Re 642Re ,Re 6463
6
26
23-46444
2
2
22<=???===????==?=???????=====??=?===------νππππνλν
λvd s m d Q v m
gh lvQ d gd lvQ h d Q v gd lv g v d l g v d l h vd f f f
5、 比重0.85，ν=0.125cm 2/s 的油在粗糙度⊿=0.04mm 的无缝钢管中流动，管径d =30cm,
流量Q=0.1cm 3/s ，试判断流动状态并求：
（1）沿程阻力系数λ （2）粘性底层厚度δ （3）管壁上的切应力
Pa v mm
mm m d d d Q vd 89.43.01.048500233.0818)3(9.1898.110898.10233
.0339533.08.32Re 32.820.0233Re 0.31641Re 59565404.03002.222.2223203395310125.03.014.31.044Re 2
22030.25
7/8784
=??? ???????==≈=?=??====>=??
? ???=??? ???>=????==
=--πρλτλδλνπν壁面处的切应力
）粘性底层厚度
（）（式可得
态。根据光滑管紊流公故管中是光滑管紊流状光滑管上限 第5章 孔口、管嘴出流和有压管流 第8章 堰流
一、判断题
1、当 H =2 m ，δ=0.6 m ，如图所示的的建筑物为实用堰。
( Y )
2、当水头及其它条件相同时，薄壁堰的流量大于实用堰的流量。 ( X )
3、只要下游 水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。 ( X )
4、两个WES 型实用堰，堰高大于三倍水头，它们的设计水头不等，即d2d1H H ≠，但泄水
时d11H H =，d22H H =，则它们的流量系数 m 1=m 2。 ( Y )
5、无侧收缩与收缩的实用堰，当水头、堰型及其它条件相同时，后者通过的流量比前者大。 ( X )
二、选择题
1、锐缘平面闸门的垂向收综系数 'ε 随相对开度 H
e 的增大而 ( ) (1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定
2、当实用堰水头 H 大于设计水头 H d 时，其流量系数 m 与设计流量系数 m d 的关系是
( )(1) m =m d (2) m> m d (3) m< m d (4) 不能确定
3、平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深 h c0 小于下游水跃的跃前水深
h 1，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
4、有两个 WES 型实用堰(高堰)，它们的设计水头分别为 H 1=H d1，H 2=H d2，则它们的流
量系数 m 1 与 m 2 之间的关系为 ( )
(1) m 1 > m 2 (2) m 1 < m 2 (3) m 1=m 2 (4)无法确定
5、WES 型实用堰 (高堰)，当水头等于设计水头 H d 时，其流量系数 m 等于
( )
(1) 0.385 (2) 0.49 (3) 0.502 (4) 0.65
6、闸孔自由出流的流量公式为 ( 3 ) (1) 230v 2H g mnb q ε= (2) 23
0v 2H g mnb q σε= (3) )(20v e H g nbe q εμ'-= (4) )(20v e H g mnbe q ε'-=
7．在正常工作条件下，作用水头Ｈ、直径d 相等时，小孔口的流量Ｑ和圆柱形外管嘴的流量Qn 的
关系为
(1)．Ｑ>Ｑn ；(2)．Ｑ<Ｑn ；(3)．Ｑ＝Ｑn （4）不定
8．圆柱形外管嘴的正常出流条件是
(1)．L=(3-4)d , H 0>9m ； (2)．L=(3-4)d ， H 0<9m ；
(3)．L>(3-4)d , H 0>9m ；(4)．L<(3-4)d , H 0<9m 。
三、填空题
1、宽顶堰的总水头 H 0=2 m ，下游水位超过堰高度 h a =1.0 m ，此种堰流为__自由_出流。
2、图示 4 种管嘴出流中，出口流速最大的是_4_，流量系数最大的是__3_。
3、影响宽顶堰流量系数 m 值的主要因素为___堰顶的进口形式和上游堰高与堰前水头的比
值。
4、当堰的溢流宽度与渠道宽度相等时，称为__无侧收缩的堰流，当堰的溢流宽度小于上游
渠道宽度时，称为__有侧收缩___的堰流。
5、对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深 t< h c02时，发生________________水跃；当 t > h c02
时，发生____
___________水跃；当 t =h c02 时，发生_________________水跃。
6、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是闸孔出流受闸门影响，水面在闸门处不连续；堰
流不受闸门影响，水面连续。
四、计算题
1．水箱用隔板分A 、B 两室如图所示，隔板上开一孔口，其直径cm 4d 1=；在B 室底部装
有圆柱形外管嘴，其直径cm 3d 2=，已知m 5.0h ,m 3H 3==，水流恒定出流，试求：（1）
21h ,h ；（2）流出水箱的流量Q 。
1．解: (1) 从A 到B 的流动为孔口淹没出流，从B 的出流为管嘴出流，二者流量相等，则有：m
h h H h m h h g gh h H g A gh A 43.107.15.00.3 07.1)3(2)03.0(4
182.020.04410.62 )(2231211212112111=--=--==-?=?-=，解得：）（代入数值
ππμμ （2）水箱得出流量：
()s L s m gh A /56.3/00356.007.18.920.04 4
162.0232111==???=πμ
2．沉淀池长m 10L =，宽m 4B =，孔口形心处水深m 8.2H =，孔口直径mm 300d =（见图
示），试问放空（水面降至孔口顶）所需时间。提示：可按小孔口出流计算。
解：由题可知水面降至孔口处时所需时间为以起始水头作用下流出同体积水所需时间的2
倍，则有：
s gH A V
t 6908.28.92)3.0(4162.08
.24102222=???????==πμ
3． 在矩形断面灌溉渠道上，有一座无侧收缩薄壁堰，堰宽等于渠底宽b =3m,堰高p1=p2=0.8m,
堰下游渠道内水深h t =0.65m ，过堰流量Q=3m 3/s ，求堰上水头 H 。
解：
为所求的堰上水头
非常接近，所以，与假设值的粗算值算得
以粗算：设有关与水头流量系数：则根据题意无侧收缩，
所以为淹没出流因m H m m m H m g g b m Q H m P H m h P s t 63.045.0449.08
.063.00533.0407.0 0.6363.02345.00.3245
.0,H ,0533
..0407.01.0
,0.1.,00323200102===+===???? ?
??=???? ??==+===>εσ 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。
( x )
2、图示虹吸管中B 点的压强小于大气压强。 ( y
)
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。( y )
4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。( x )
5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。( x )
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。( y )
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。( x )
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h f1 ,管2 的沿程水头损失为h f2。则h f1与h f2 的关系为（）
A h f1 ＞h f2；
B h f1＜h f2；
C h f1 = h f2；
D 无法确定。
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。
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．并联长管１、２两管的直径相同，沿程
阻力系数相同，长度L2=3L1，通过的流量为（）
Ａ．Ｑ1＝Ｑ2；Ｂ．Ｑ1＝1.5Q2；
Ｃ．Ｑ1＝1.73Ｑ2；Ｄ．Ｑ1=3Ｑ２
5．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．h fAB=h f1+h f2+h f3;
Ｂ．h fAB=h f1+h f2;
Ｃ．h fAB=h f2+h f3;
Ｄ．h fAB=h f1=h f2=h f3。
6．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。7．并联管道（如图）, 阀门全开时各管段流量为Q1、Q2、Q3,
现关小阀门K,其他条件不变,流量变化为（）
A．Q1、Q2、Q3都减小；B. Q1、Q3减小Q2不变;
C.．Q1、Q3减小,Q2增大;
D. Q1不变,Q2增大,Q3减小。
8.长管作用水头H保持不变,出口由自由出流改为淹没出流后,管路流量（）
A.减小;
B.不变; C．增大; D．不一定。
9.长管的水力计算常采用比阻公式Ｈ=ALQ2；与比阻Ａ有关的参数包括（ b ）Ａ．管径d、管长Ｌ、管道摩阻系数λ；Ｂ. 管径d、管道的摩阻系数λ；Ｃ．管长Ｌ和管道摩阻系数λ；Ｄ．管径d、管长Ｌ和管道流量Q 。一、判断题
1、(×)
2、(√)
3、(√)
4、(×)
5、(×)
6、(√)
7、(×)
三、填空题
1、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程上升；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程下降。
2、图示为一串联管段恒定流。各管段流量q v1、q v2、q v3的关系为q v1 ＝q v2＝q v3。。各管段流速v1、v2、v3 的关系为v1＜v2＜v3
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断面中心，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下游水面；，若v2≠0，测压管水头线应_低于___下游水面。
四、绘图计算题
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。
3、有一虹吸管输水管道如图，虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为：l 1=13m ，l 2=20m ，
l 3=15m ，d =1.0m ，n=0.014，进出口的局部损失系数分别为0.5和1.0，折管处的局部损失系
数为0.183。(1)当上下游水面差为z=1.0m 时，虹吸管的输水流量为多少?(2)当虹吸管中的最
大允许真空值为h v =7m 时，虹吸管的最大安装高度为多少？
解：（1）由伯努力方程，取下游水面为基准面，列上、下游能量方程有：
()()s m v D Av Q s m v v D g a a n g
v g v d l z i i /0.2548.20.14
141/548.2 8
.92)108.020.15.01.01520130.024(1 0.0248,1-6002.0,014.0 223222522
2=??====??+++++?=====∑+∑=ππλπλλξλ得则：求得且）
教材表可由其中， （2）取上游断面和最大真空断面列能量方程有：
()。
即最大安装高度得代入数值，有，转折进口m m z z g
v z g
v d l l z z g p p a 6.1212.6,2183.025.00.12013024.017z 7m 22122122
211221≤-??? ???+++?+-≤-≤??? ??+++++-=-ξξλαρ
4、图示直径 400mm 的钢管(n =0.012)将水池 A 的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长l =40
m ，q v =200 l/s ， 管道上有 90。弯头(ξ=0.6)两个，阀门(全开ξ=0.12)一个，进口(ξ=0.5)，
出口(ξ=1.0)。求水池 A 与水池 B 的水面 高差H 。
解
()0.67 8
.9259.1)0.15.012.026.00.4400.024(H 0.0248,1-6196.0,012.0 /59.14.04
1 222
52222=?+++?+?======?=∑+∑=则：求得且）教材表可由其中，λπλλπξλD
g a a n s m Q v g v g v d l H i i 5、有一并联管道，由三支旧钢管组成，各管段的长度、管径分别为：l 1=1000m ，l 2=600m ，
l 3=1500m ，d 1=d 2=147mm ，d 3=198mm ，三支管道的总流量为Q =0.1m3/s 。试求三支管道的流
量及水头损失。
解:
m
alQ h h h h s
m Q s m Q s m Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q l a Q l a Q l a m s a m s a a mm d mm d d n f f f f 2.31025.010009.49/025.0,/032.0,/043.074.0,57.015008.106009.4910009.49212 1 14-6,/8.10,/9.49 1-6,198,147,016.0223213132333
2312322213212333222221116236221321=??==========?=?=?=++=========水头损失：）式，代入数值，有
）、（联立（）
（由连续性方程有）
（）得：
由式（得
查表又旧钢管粗糙系数
6、 如题图所示，水塔向B 、C 、D 三点供水，已知流量Q B =15l/s ，Q C =Q D =10l/s ，管径
d AB =199mm ，d BC =149mm ，d CD =99mm ，管长l AB =400m ，l BC =300m ，l CD =250m 。水塔地面高
程z M =20m ，供水点D 处地面高程z D =15m ，要求供水点D 处具有h =15m 的自由水头，试确
定水塔高度H 。
解：按铸铁管计算：查表6-1得
m
H Q l a H a a a i i
i i 09.29)1515(20375
,0.43,30.9312321=++=+===∑=代入数值得：根据题意：
( 29.09m )
第6、7章 明渠流动（均匀、非均匀）
一、判断选择题
1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( x )
2、棱柱形明渠中形成 S 2 型水面曲线时，其弗劳德数 F r 沿程减小。 ( )
3、S 2 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 h c0 = 0.6 m (相应的跃后水深 h c0" = 3.5 m) ,临界水深 h c
= 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M 3、S 3、H 3、A 3 型水面曲线时，其弗劳德数 F r ( )
(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 i 1 >
i 2 ,则其均匀流水深 h 01 和 h 02 的关系为 ( )
(1)h 01 > h 02 (2)h 01 < h 02
(3)h 01 = h 02 (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 b 1 >
b 2 ,则其均匀流水深 h 01 和 h 02 的关系为 ( )
(1)h 01大于h 02 (2)h 01小于h 02
(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
(3) b3 = 2.83 m ，h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ，h04 = 1.5m
12、矩形明渠水流中，断面单位能量E s与势能h 之比值E s/h =1.8时，水流的弗劳德数F r 为( )
(1) F r >1.0 (2) F r <1.0 (3) F r =1.0 (4) 不定
二、填空题
二、填空题
13、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。
14、> ; = 。15、缓；急；。16、急；缓；。
17、S2 ；M2 18、0< Fr <1；减小。19、急；缓
20、h01 < h02;h c1 = h c2；i c1 < i c2
21、不均匀程度；缓急程度。
22、
23、惯性；重；惯性；>1.0；重力; <1.0
1、M2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h c1 =_h c2。
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，跌坎处的水深等于临界水深。
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_减小__。
5、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量E s沿程增大；发生____型水面曲线时，E s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h c=1.5m，则弗劳德数F r的范围为_________________。若流量不变，糙率n增大，则F r ______。
7、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于____流，控制断面应选在上游；对于____流，控制断面应选在下游。
8、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h c1和h c2的比较是____________,临界底坡i c1和i c2的比较是_______ _______。
9、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程d h/d s =(i-J )/(1-F r2)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____________________________。
10、平底棱柱形明渠的水跃函数为__ J ( h )=yA q c
v gA +/2α ；
____,水跃的前后水深以 h ' 和 h " 表示，则有水跃函数关系式J ( h ' )=J ( h " )。
11、明渠水流的弗劳德数 F r 表示水流的惯性力与重力作用之比，可作为判别流态的标准，
当水流为急流时，_惯性力力作用为主，F r _》 1_，当水流为缓流时，重力力作用为主F r _
《 1。
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)
3．已知一长直渠道，其流量Q=5m 3/s ，断面平均流速v=1.4m/s ，边坡系数m=1.0，粗糙系
数n=0.025，求梯形水力最优断面尺寸及渠道底坡。
3．解
：()()()()32
3223222
222
1098.1699.057.35025.0699.011
.557.311.512157.1828.0397.1828
.157.3828.1828.1828.0828.0828.00.10.1121257.34
.15-?=???? ????=???? ??=====++=======+=+===-+=-+====AR nQ i m A
R m
m h b m h b m A h h h h h h mh b A h
b m m h
b m v Q A χχ
4．有一矩形断面渠道，宽度b =8，糙率n =0.020，流量Q=20m 3/s,求临界水深h c 和临界坡度
i c
()0054.0708
.02.4788.620 2.47/708.0,72.986.02888.686.0886.0,/5.2222
2226/12
32
2=??=======?+==?=====c c c c c c c
c c c c c R C A Q i n R C m
A R m m m A m
g q h s m b Q q 临界坡度χχα
第9章 渗流
一、判断题
1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 ( X )
2、达西定律既适用于层流渗流，又适用于紊流渗流。 ( X )
3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。 ( Y )
4在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。 ( X )
、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。 (x)
二、选择题
1、在均质各向同性土壤中，渗流系数 k ( )
( 1 ) 在各点处数值不同； ( 2 )是个常量； ( 3 )数值随方向变化 ； ( 4 )以上
三种答案都不对。
2、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关： ( )
(1) 上游水位(2) 渗流系数(3) 上下游水位差(4) 边界的几何形状
3、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速( )
(1) 加大(2) 减小(3) 不变(4) 不定
三、填空题
1、达西定律的表达式为___V=KJ____。符合达西定律的渗流其沿程水头损失h f与流速v 的1__次方成正比。
2、完全井与非完全井的区别是___是否达到不透水层_________________________________
水力学辅导材料6： 一、第6章明槽恒定流动（1） 【教学基本要求】 1、了解明槽水流的分类和特征，了解棱柱体渠道的概念，掌握明槽底坡的概念和梯形断面明渠的几何特征和水力要素。 2、了解明槽均匀流的特点和形成条件，熟练掌握明槽均匀流公式，并能应用它来进行明渠均匀流水力计算。 3、理解水力最佳断面和允许流速的概念，掌握水力最佳断面的条件和允许流速的确定方法，学会正确选择明渠的糙率n值。 4、掌握明槽均匀流水力设计的类型和计算方法，能进行过流能力和正常水深的计算，能设计渠道的断面尺寸。 5、掌握明渠水流三种流态（急流、缓流、临界流）的运动特征和判别明渠水流流态的方法，理解佛汝德数Fr的物理意义。 6、理解断面比能、临界水深、临界底坡的概念和特性，掌握矩形断面明渠临界水深h k 的计算公式和其它形状断面临界水深的计算方法。 【内容提要和学习指导】 这一章是工程水力学部分内容最丰富也是实际应用最广泛的一章。 本章有4个重点：明渠均匀流水力计算；明渠水流三种流态的判别；明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析和计算，这部分也是本章的难点；水跃的特性和共轭水深计算。学习中应围绕这4个重点，掌握相关的基本概念和计算公式。 这一讲我们讨论前2个问题，后面2个问题将放在第7讲讨论。 明渠水流的复杂性在于有一个不受边界约束的自由表面，自由表面能随上下游的水流条件和渠道断面周界形状的变化而上下变动，相应的水流运动要素也发生变化，形成了不同的水面形态。 6.1 明槽和明槽水流的几何特征和分类 （1）明槽水流的分类 明槽恒定均匀流 明槽恒定非均匀流 明槽非恒定非均匀流 明槽非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明槽非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明槽梯形断面水力要素的计算公式：
东南大学考试卷（B卷） 适用专业考试形式闭卷考试时间长度120分钟 一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (每小题2分, 共20分) 1、静止液体中同一点各方向的压强（） A、数值相等； B、数值不等； C、仅水平方向数值相等； D、铅直方向数值最大。 2、已知水流的沿程水力损失系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （） A、层流区； B、紊流光滑区； C、紊流过渡粗糙区； D、紊流粗糙区。 3、圆管紊流的断面流速分布规律符合（） A、直线分布； B、对数分布； C、抛物线分布； D、椭圆分布。 4、管径d=10mm，流量Q=20cm3/s，运动粘度ν=0.0101cm2/s，则管中水流属于 （） A、层流 B、紊流 C、渐变流 D、急变流 5、从力学角度看，佛劳德数Fr所表示的两种力的对比关系是（） A、惯性力与粘滞力； B、重力与粘滞力； C、惯性力与重力； D、压力与粘滞力。 6、A、B两根输水管道，其长度、糙率和管径都相同，则通过流量的关系为 A、Q A =Q B ； B、Q A >Q B ； C、Q A A、急变流 B、缓流 C、急流 D、层流 8、紊流粗糙区的水头损失与流速的（）成正比。（） A、1次方； B、2次方； C、1.75～2.0次方； D、3次方 9、发生水跃的充分必要条件是（） A、从层流过渡到紊流； B、从陡坡过渡到缓坡； C、从缓流过渡到急流； D、从急流过渡到缓流。 10、当底坡i及糙率n确定的情况下，水力最佳断面是（） A、湿周一定，面积最小的断面； B、面积一定，湿周最小的断面； C、最低造价的断面； D、最小糙率的断面。 二、是非题(正确的划“√”，错误的划“×”) (每题2分, 共20分) 1、理想液体就是不可压缩液体。（） 2、图中矩形平板上静水总压力的作用点位于受压面形心点O以下h/6处。 （） 3、圆管中层流的雷诺数必然大于2320。（） 4、棱柱体明渠的临界水深只与通过的流量、明渠断面形状及尺寸有关，而与渠道的纵坡无关。（） 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（） 6、在长管中，总水头线与测压管水头线重合。（） 7、缓坡上可以出现非均匀急流。（） 8、渐变流同一过水断面上各点的测压管水头近似相等。（） 9、若并联管道各支管的长度不同，则各支管的水头损失也不同。（） 10、圆管层流的流速分布要比紊流的流速分布均匀。（） 共9 页第2页 上计算水力学课的心得 水利水电学院水力学及河流动力学 胥慧1030201016 摘要：首先通过计算水力学这门课程的学习，联想到不规则的平面图形面积的求解；还简要说明了从中学到的内容，着重说明了离散的有关问题；最后阐述了自己对这门课程的几点意见。 关键词：面积，区域离散，控制方程离散，意见 1、不规则图形面积求解 上计算水力学这门课程时，我突然想起小时候学过对于一个边界形状不规则的平面图形面积问题的求解方法。当时是先把那个不规则的平面图形誊画在一个透明的玻璃板上，再把一张事先做好的1cm×1cm方格纸铺在玻璃板下边，先记录一下不规则图形里显示完整的小方格数目，对于不完整的小方格，正好满半个格算的两个算一个格，大于半个格计一个格，不满半个格的舍去，这样相加在一起就是这个不规则的几何图形的近似面积。同样的办法，再分别用0.5cm×0.5cm 的方格纸和0.1cm×0.1cm的方格纸对不规则图形面积进行计算。结果不言而喻，必然是用0.1cm×0.1cm的方格纸得到的近似解更接近真实解。通过缩短方格纸的边长，来实现接近真实解的方法。用类比的方法学习了计算水力学这门课。2、学到的内容 在以前的学习中我了解到，描述流体流动及传热等物理问题的基本方程为偏微分方程，想要得它们的解析解或者近似解析解，在绝大多数情况下都是非常困难的，甚至是不可能的，就拿我们熟知的Navier-Stokes方程来说，现在能得到的解析的特解也就70个左右。通过学习计算水力学这么课程，我知道对这些问题进行研究，可以借助于现在已经相当成熟的代数方程组求解方法，对于这种方法简单来说就是将连续的偏微分方程组及其定解条件按照某种方法遵循特定的规则在计算区域的离散网格上转化为代数方程组，以得到连续系统的离散数值逼 第 七 章 习 题 解 答 7-1 梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q = 10.5 m 3/s ，底宽b = 8.9 m ，边坡系数m = 1.5，正常水深h 0= 1.25 m ，糙率 n = 0.025，求底坡i 和流速v 。 解： A = 1.25×(8.9+1.5×1.25) = 13.47 m 2，χ= 8.9+2×1.25×25.11+= 13.41 m ， R = A /χ=1.005 m ，C = 1.0051/6/0.025 = 40.03 m 1/2·s ， K = ACR 1/2=540.57 m/3s i = (Q /K )2 = 0.000377， v = Q /A = 0.78 m/s 7-2 有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b = 2.2 m ，边坡系数m = 1.5，实测得流量Q = 8.11 m 3/s 时，均匀流水深h 0 = 2 m ，在1800m 长的顺直渠段水面落差Δh = 0.5 m ，求渠道的糙率n 。 解： i = J = J P = △h /L =1/3600， A = 2×(2.2+1.5×2 ) = 10.4 m 2， χ= 2.2+2×2×25.11+= 9.41 m ， R = A /χ= 1.105 m n = AR 2/3i 1/2/Q = 0.0228 7-3 一石渠的边坡系数m = 0.1，糙率n = 0.020，底宽b = 4.3 m ，水深h = 2.75 m ，底坡i = 1/2000，求流量和流速。 解：A = 2.75×(4.3+0.1×2.75 ) = 12.58 m 2，χ= 4.3+2×2.75×21.01+= 9.83 m R = A /χ= 1.28 m ，v = n i R 32=1.318 m/s ， Q = vA =16.58 m 3/s 7-4 直径为d 的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q 1~h/d 的关系式（Q 1为h/d = 1时的流量），并论证当充满度h/d 为多大时Q/Q 1达到最大值。 解： 圆管 3 235χ= n i A Q ， 满流时 3 213511χ= n i A Q ， )sin (82?-?=d A ，d ?=χ2 1 ， A 1 =πd 2 /4，χ1= πd ()[]313 213 51121 ?π=??? ? ??χχ??? ? ??=f A A Q Q ， ()()25sin ? ?-?=?f Q /Q 1取极值时， ()()()()[]?-?-?-?? ?-?=?'sin 2cos 15sin 3 4 f = 0 得到两个极值点： ?= 0为极小值点，Q /Q 1 = 0； ?= 5.278为极大值点，此时 ?? ? ?? ?-=2cos 121d h =0.938， Q /Q 1 =1.076 7-5 有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b = 3.3 m ，糙率n = 0.017，底 坡i = 0.001，当流量Q = 16 m 3/s 时，求水深h ，问流速是否超过2.0 m/s ？ 解： 试算，……，取h = 2.6 m ，A = 3.3×2.6 = 8.58 m 2，χ= 3.3+2×2.6 = 8.5 m ， 目录 绪论： (1) 第一章：水静力学 (1) 第二章：液体运动的流束理论 (3) 第三章：液流形态及水头损失 (3) 第四章：有压管中的恒定流 (5) 第五章：明渠恒定均匀流 (5) 第六章：明渠恒定非均匀流 (6) 第七章：水跃 (7) 第八章：堰流及闸空出流 (8) 第九章：泄水建筑物下游的水流衔接与消能 (9) 第十一章：明渠非恒定流 (10) 第十二章：液体运动的流场理论 (10) 第十三章：边界层理论 (11) 第十四章：恒定平面势流 (11) 第十五章：渗流 (12) 第十六章：河渠挟沙水流理论基础 (12) 第十七章：高速水流 (12) 绪论： 1 水力学定义：水力学是研究液体处于平衡状态和机械运动状态下的力学规律，并探讨利用这些规律解决工程实际问题的一门学科。 2 理想液体：易流动的，绝对不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，也没有表面张力特性的连续介质。 3 粘滞性：当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点见要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的粘滞性。可视为液体抗剪切变形的特性。（没有考虑粘滞性是理想液体和实际液体的最主要差别） 4 动力粘度：简称粘度，面积为1m2并相距1m的两层流体，以1m/s做相对运动所产生的内摩擦力。 5 连续介质：假设液体是一种连续充满其所占空间毫无空隙的连续体。 6 研究水力学的三种基本方法：理论分析，科学实验，数值计算。 第一章：水静力学 要点：（1）静水压强、压强的量测及表示方法；（2）等压面的应用；（3）压力体及曲面上静水总压力的计算方法。 7 静水压强的两个特性：1）静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面2）任一点静水压强的大小和受压面方向无关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。 8 等压面：1）在平衡液体中等压面即是等势面2）等压面与质量力正交3）等压面不能相交4）绝对静止等压面是水平面5）两种互不相混的静止液体的分界面必为等压面6）不同液体的交界面也是等压面 9 静水压强的计算公式：p=p0+ 10 绕中心轴作等角速度旋转的液体： 11 绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点计量的压强，称为绝对压强。 12 相对压强： 13 真空度：是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值， 14 压强的测量：测压管，U型水银测压计, 差压计 15 静止液体内各点，测压管水头等于常数， 16 作用在矩形上的静水总压力：（画图是考点）1）按一定比例，用线段长度代表改点静水压强的大小2）用箭头表示静水压强的方向，并与作用面垂直P37 17 静水总压力的计算：(为平面形心在点C液面下的淹没深度) （） 18 矩形，绕形心轴的面积惯矩：。圆形平面绕圆心轴线的面积惯矩 19作用在曲面上的静水总压力：，，, tan 20 沉体：如果质量力大于上浮力，物体就会下沉，直到沉到底部才停止下来，这样的物体称为沉体。 浮体：如果质量力小于上浮力，物体就会上浮，一直要浮出水面，且使物体所排开的液体的重量和自重刚好相等后，才能保持平衡状态，这样的物体我们称为浮体。（定倾中心要高于重心） 潜体：质量力等于上浮力，物体可以潜没于水中任何位置而保持平衡，这样的物体称为潜体。（重心位于浮心之下） 21 平衡的稳定性：是指已处于平衡状态的潜体，如果因为某种外来干扰使之脱离平衡位置时，潜体自身恢复平衡的能力。 水力学试题带答案 水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位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。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 水力学实训设计计算书 指导老师：柴华 前言 水力学是一门重要的技术基础课，它以水为主要对象研究流体运动的规律以及流体与边界的相互作用，是高等学校许多理工科专业的必修课。 在自然界中，与流体运动关联的力学问题是很普遍的，所以水力学和流体力学在许多工程领域有着广泛的应用。水利工程、土建工程、机械工程、环境工程、热能工程、化学工程、港口、船舶与海洋工程等专业都将水力学或流体力学作为必修课之一。 水力学课程的理论性强，同时又有明确的工程应用背景。它是连接前期基础课程和后续专业课程的桥梁。课程教学的主要任务是使学生掌握水力学的基本概念、基本理论和解决水力学问题的基本方法，具备一定的实验技能，为后续课程的学习打好基础，培养分析和解决工程实际中有关水力学问题的能力。水是与我们关系最密切的物质，人类的繁衍生息、社会的进化发展都是与水“唇齿相依、休戚相关”的。综观所有人类文 明，几乎都是伴着河、海而生的 通过学习和实训，应用水力学知识，为以后的生活做下完美的铺垫。 任务二：分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑高速水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面线。 任务三：绘制正常水位到汛前限制水位~相对开度~下泄流量的关系曲线；绘制汛前限制水位以上的水库水位~下泄流量的关系曲线。 任务四：溢洪道消力池深、池长计算：或挑距长度、冲刷坑深度和后坡校核计算 任务二：分析溢洪道水平段和陡坡段的水面曲线形式，考虑高速水流掺气所增加的水深，算出陡坡段边墙高。边墙高按设计洪水流量校核；绘制陡坡纵剖面上的水面线。 1.根据100年一遇洪水设计，已知驼峰堰上游水位25.20，堰顶高程18.70，堰底高程为17.45， 计算下游收缩断面水深h C， P=18.70-17.45=1.25m H=25.20-18.70=6.5m P/H=1.25÷6.5=0.19<0.8 为自由出流 m=0.32+0.171(P/H)^0.657 =0.442 设H =H，由资料可知溢洪道共两孔，每孔净宽10米，闸墩头为圆形，敦厚2米，边墩围半圆形，混凝土糙率为0.014.故查表可得： ζ 0=0.45 ζ k =0.7 ε=1-0.2（ζk+（n-1）ζ0）×H0/nb=0.92 H =（q/（εm（2g）^0.5））^2/3=6.77m E0=P+H0=6.77+1.25=8.02m 查表的：流速系数ψ=0.94 各具特色的的水力学总结 摘要： 水力学课程转眼间要结束了，在学习期间，我们困惑过、欣喜过、迷茫过，但最终我们知道了什么是水力学，水力学是讲什么的，我们为什么要学习水力学..... 但在结束的时候似乎我们每个人都找到了自己困惑的答案，我为自己能学习水力学而高兴，学习这门学科是自己终身的财富，我相信我绝不会从此丢掉水力学的，在课堂上学到的东西，终有一天会被实际证明的。同时向本书的编者，我国著名水力学专家、四川大学终身教授、中国共产党党员、水力学与山区河流开发保护国家重点实验室教授、博士生导师吴持恭先生表达我最崇高的敬仰之情，并祝愿他在天国幸福。我相信，我们会以吴老先生为榜样，寻着他的踪迹，坚持在水电事业的大道上，贡献自己的一份力量。 关键词: 水力学困惑欣喜感悟 作为本次的执笔者，来总结这篇意义非凡的论文，我感到万分高兴。首先我想先介绍一下我们对水力学的认识的变化过程，可能有很多不足望指教，之后再具体阐述。 我们刚接触她时感觉很有意思，我们竟然能够研究并利用世界上最多也最珍贵的水来为我们服务，并且通过人们一些所谓的智慧竟然能让桀骜不驯的水流为人类服务，修建水电站来提供我们需要的电力、修建灌溉工程来滋润我们的良田、修建水库来提供我们日常所需的水源等等，我们不得不佩服人类的伟大。如果我们真正想弄明白水流的性质，水力学是我们永远都迈不过去的坎。最感官的认识是“水力学”有女人的某些性质，有时让人捉摸不透，因此让我们带着一个急切的心情去想了解她，认识她，利用她。 刚接触她时我们有点急切，可接触她之后却发现原来水的性质竟然这么复杂，可以说人类要想真正完全弄懂她是不可能的，大自然的智慧是人类永远无法完全弄明白的的，因此我们对自然的心态应该是敬畏的，而不应该是征服，对水流也一样，我们不应该让水流完全按照人类的意愿行事，应该给水流一些自由的空间，这样我们才能从水那里获得更多，而被伤害的更少。因此学完之后，让我们带着敬畏的心情，来总结我们所学过的水力学知识吧！接下来就是我们各具特色的水力学总结： 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位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。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b 水力学 一、概念 1.水力学：是一门技术学科，它是力学的一个分支。水力学的 任务是研究液体（主要是水）的平衡和机械运动的规律及其 实际应用。 2.水力学：分为水静力学和水动力学。 3.水静力学：关于液体平衡的规律，它研究液体处于静止（或 相对平衡）状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。 4.水动力学：关于液体运动的规律，它研究液体在运动状态时， 作用于液体上的力与运动要素之间的关系，以及液体的运动 特性与能量转换等。 5.粘滞性：当液体处于运动状态时，若液体质点之间存在着相 对运动，则质点间要产生内在摩擦力抵抗其相对运动，这种 性质称为液体的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。 6.连续介质：一咱连续充满其所占据空间毫无空隙的连续体。 7.理想液体：就是把水看作绝对不可压缩、不能膨胀、没有粘 滞性、没有表面张力的连续介质。 8.质量力：通过所研究液体的每一部分质量而作用于液体的、 其大小与液体的质量与比例的力。如重力、惯性力。 9.单位质量力：作用在单位质量液体上的质量力。 10.绝对压强：以设想没有大气存在的绝对真空状态作为零点 计量的压强。p’>0 11.相对压强：把当地大气压Pa作为零点计量的压强。p 12.真空：当液体中某点的绝对压强小于当地压强，即其相对 压强为负值时，则称该点存在真空。也称负压。真空的大小用真空度Pk表示。 13.恒定流：在流场中任何空间点上所有的运动要素都不随时 间而改变，这种水流称为恒定流。 14.非恒定流：流场中任何空间点上有任何一个运动要是随时 间而变化的，这种水流称为非恒定流。 15.流管：在水流中任意取一微分面积dA，通过该面积周界上 的每一个点，均可作一根流线，这样就构成一个封闭的管状曲面，称为流管。 16.微小流束：充满以流管为边界的一束液流。 17.总流：有一定大小尺寸的实际水流。 18.过水断面：与微小流束或总流的流线成正交的横断面。 19.流量：单位时间内通过某一过水断面的液体体积。Q 20.均匀流：流线为相互平行的直线的水流 21.非均匀流：流线不是互相平行的直线的水流。按流线不平 行和弯曲的程度，可分为渐变流和急变流两种类型。 22.渐变流：当水流的流线虽然不是互相平行直线，但几乎近 于平行直线时称为渐变流（或缓变流）。所以渐变流的情况就是均匀流。 23.急变流：若水流的流线之间夹角很大或者流线的曲率半径 填空题（每空 1分，共30分） 1.水力学的研究方法之一－实验方法，包括、、。 2.液体的主要物理性质为、、、、。 3.计算平面上静止液体作用力的两种方法是、。 4.静止液体中压强的表示方法为、、。 5.描述液体运动的两种方法、。 6.液体运动的两种型态、。 7.当液体所受粘性力和惯性力为主要作用力时，需满足相似准则中的。 8.有压管路中水击分为、。 9.在棱柱形渠道的非均匀渐变流中，共有 种水面曲线。其中，顺坡渠道有种，平坡和逆坡渠道各有种。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为、、。 11.模型试验时原型和模型的相似可分为三类：、、。 12.要用实验方法解决一个水力学问题，应首先用 确定出各个变量之间的关系式，然后进一步通过模型试验，确定出问题的完整分析式。二．名词解释（每个 3分，共15分） 1.等压面 2.水头损失 3.水力最优断面 4.共轭水深 5.渗流系数 三．简答（共 20分） 1.什么是水力学？（5分） 2.水力学的任务及研究方法分别是什么？（6分） 3.水力学研究的两大基本规律及各自的研究内容？（4分） 4.实际液体恒定总流的能量方程的适用条件是什么？（5分） 四．计算（共 35分） 1.图示（图1）为一水箱，左端为一半球形端盖，右端为圆形水平盖板，已知h=0.8m，R=0. 3m。试求两端盖所受的总压力及其方向。（10分） 2.如图（图2）所示，A、B、C三个水箱由两段钢管相连接，经过调节使管中产生恒定流动。已知A箱和C箱的水位差H=15m,l 1 =60m,l 2 =40m,d 1 =300mm, d 2 =250mm,ζ 弯 =0.35；设流动处在粗糙区，用λ=0.11（K s /d） 0.25 计算，管壁K s =0.3mm。试求：①管中流量Q；②h 1 和h 2 值。（15分） 3.由水塔供水的输水管为三段铸铁管组成，各段比阻分别为s 01 =7.92х10 -6 s 2 /l 2 , s 02 =36.7х10 -6 s 2 /l 2 , s 03 =319х10 -6 s 2 /l 2 ,中段为均匀泄流管段（图3）。每米长泄出的流量q=0.15l/s。已知q 1 =20l/s，Q=10l/s, l 1 =350mm,d 1 =200mm; l 2 =250mm,d 2 =150mm; l 3 =150mm,d 3 =100mm。求需要的水塔高度（作用水头）。（5分） 4.图示(图4)为U型汞压差计,用于量测两水管中A和B点的压强差。已知h m =0.4m, A和B两点高差⊿ Z=2m。试求A和B两点的压强差。（选做题8分） 济南大学水力学试卷（ 1）答案 一、填空题（每个 1分，共30分） 1、原型观测、模型试验、系统试验 2、惯性、粘性、压缩性和热胀性、表面张力、汽化 扬州大学试卷（附答案） 水力学试题（B） 班级学号姓名成绩 一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1．液体动力粘滞系数μ的单位是（） A.m2/s B.（N. s）/m2 C.N/m2 D.Pa/s 2．流线与等势线的关系为（） A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定 3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（） A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡 4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1×h1 = 4m×1m，渠道二b2×h2 = 2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（） A.Q1 > Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.无法确定 5．管道发生水击现象时，其水流类型为（） A.有压、恒定均匀流 B.无压恒定非均匀流 C.有压、恒定非均匀流 D.有压非恒定流 6．水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（） A.下降 B.不变 C.上升 D.可上升，亦可下降 7．串联管道，无支流分出，则各管段的（） A.流量相等 B.切应力相等 C.沿程水头损失相等 D.水力坡度相等 8．粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而（） A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 9．圆管水流中的下临界雷诺数等于（） A.2000 B.1500 C.3000 D.5000 10．宽b = 2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m，其雷诺数之比Re1 / Re2为（） A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2 二、填空题（在空格中填写正确答案） （本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1 第一章 绪 论 (一)液体的主要物理性质 1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ； 2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。 描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦 定律 : 注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动 3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。 4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。 下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设 1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。 2．理想液体：忽略粘滞性的液体。 （三）作用在液体上的两类作用力 第二章 水静力学 水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。 （一）静水压强： 主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。 1．静水压强的两个特性： （1）静水压强的方向垂直且指向受压面 （2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关， 2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。 (它是静水压强计算和测量的依据） 3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式） p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头， p/γ—压强水头 （z+p/γ）—测压管水头 请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。 4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真 空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑ 相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。要求 掌握绝对压强、相对压强和真空度三者的概念和它们之间的转换关系。 1pa(工程大气压)=98000N/m 2=98KN/m 2 下面我们讨论静水总压力的计算。计算静水总压力包括求力的大小、方向和作用点，受压面可以分为平面和曲面两类。根据平面的形状：对规则的矩形平面可采用图解法，任意形状的平面都可以用解析法进行计算。 （一）静水总压力的计算 1)平面壁静水总压力 （1）图解法：大小：P=Ωb, Ω--静水压强分布图面积 方向：垂直并指向受压平面 作用线：过压强分布图的形心，作用点位于对称轴上。 静水压强分布图是根据静水压强与水深成正比关系 绘制的，只要用比例线段分别画出平面上俩点的静水压强，把它们端点联系起来，就是静水压强分布图。 （2）解析法：大小：P=p c A, p c —形心处压强 方向：垂直并指向受压平面 作用点D ：通常作用点位于对称轴上，在平面的几何中心之下。 求作用在曲面上的静水总压力P ，是分别求它们的水平分力P x 和铅垂分力P z ，然后再合成总压力P 。 （3）曲面壁静水总压力 1）水平分力：P x =p c A x =γh c A x 水平分力就是曲面在铅垂面上投影平面的静水总压力，它等于该投影平面形心点的压强乘以投影面面积。要求能够绘制水平分力P x 的压强分布图，即曲面在铅垂面上投影平面的静水压强分布图。 2〕铅垂分力：P z =γV ,V---压力体体积。 在求铅垂分力P z 时,要绘制压力体剖面图。压力体是由自由液面或其延长面,受压曲面以及过曲面边缘的铅垂平面这三部分围成的体积。当压力体与受压面在曲面的同侧，那么铅垂分力的方向向下；当压力体与受压面在曲面的两侧，则铅垂分力的方向向上。 3〕合力方向：α=arctg 下面我们举例来说明作用在曲面上的压力体和静水总 压力。 例5图示容器左侧由宽度为b 的直立平面AB 和半径为R 的1/4圆弧曲面BC 组成。容器内装满水，试绘出AB 的 压强分布图和BC 曲面上的压力体剖面图及水平分力的压强分布图，并判别铅垂作用力的方向, 铅垂作用力大 小如何计算？ 解：(1)对AB 平面，压强分布如图所示。总压力P=1/2 γH 2b ； (2)对曲面BC ，水平分力的压强分布如图所示， c p z =+γ x z P P d y d u μ τ= 判断题 正确的划“√”，错误的划“×” 绪论 1、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（） 2、在连续介质假设的条件下，可以不研究液体分子的运动。（） 3、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（） 4、流速梯度du/dy发生变化时，动力黏度不变的液体均属于牛顿液体。（） 5、流体质点指流体内的固体颗粒。（） 6、通常情况下研究液体运动时，可不考虑表面张力的影响。（） 7、对于不可压缩液体，动力黏度相等的液体，其运动黏度也相等。（） 8、体积模量K值越大，液体越容易压缩。（） 9、液体的内摩擦力与液体的速度呈正比。（） 10、牛顿液体是液体的切应力与剪切变形速度呈线性关系的液体。（） 11、水力学的研究对象只能是水。（） 12、无论是静止的还是运动的液体，都不存在切力。（） 13、牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。（） 14、凡是切应力与剪切变形速度不呈线性关系的液体，都是非牛顿液体。（） 15、液体表面的曲率半径越大，表面张力的影响越大。（） 16、在常温、常压下水的运动黏度比空气的运动黏度大。（） 17、两种不同种类的液体，只要流速梯度相等，它们的切应力也相等。（） 18、由于液体的质点很小，因此它实际上是指液体的分子。（） 19、在水力学问题的计算中都必须考虑液体的压缩性。（） 20、15℃时水的粘性比20℃时水的粘性大。（） 21、牛顿液体的内摩擦力只与流速梯度和接触面面积有关。（） 22、牛顿液体可以承受微小的切力而不变形。（） 23、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。（） 24、牛顿内摩擦定律表明液体的切应力与剪切变形的大小成正比。（） 25、液体切应力是液体的一种单位面积的面积力。（） 26、理想液体是自然界中存在的一种不具有粘性的液体。（） 27、液体和气体的运动黏度均随温度的升高而减小。（） 28、国际单位制中，1个标准大气压下，水温4℃时，水的密度为 3 / 1000m kg = ρ 。（） 29、作用在液体上的力分为质量力和面积力两大类。（） 30、液体的粘性是液体具有抵抗剪切变形的能力。（） 31、液体剪切变形的大小与剪切作用时间的长短无关。（） 32、公式 dy du μ τ= 适用于牛顿液体和非牛顿液体。（） 第1章 流体力学的基本概念 流体力学是研究流体的运动规律及其与物体相互作用的机理的一门专门学科。本章叙述在以后章节中经常用到的一些基础知识，对于其它基础内容在本科的流体力学或水力学中已作介绍，这里不再叙述。 连续介质与流体物理量 连续介质 流体和任何物质一样，都是由分子组成的，分子与分子之间是不连续而有空隙的。例如，常温下每立方厘米水中约含有3×1022 个水分子，相邻分子间距离约为3×10－8 厘米。因而，从微观结构上说，流体是有空隙的、不连续的介质。 但是，详细研究分子的微观运动不是流体力学的任务，我们所关心的不是个别分子的微观运动，而是大量分子“集体”所显示的特性，也就是所谓的宏观特性或宏观量，这是因为分子间的孔隙与实际所研究的流体尺度相比是极其微小的。因此，可以设想把所讨论的流体分割成为无数无限小的基元个体，相当于微小的分子集团，称之为流体的“质点”。从而认为，流体就是由这样的一个紧挨着一个的连续的质点所组成的，没有任何空隙的连续体，即所谓的“连续介质”。同时认为，流体的物理力学性质，例如密度、速度、压强和能量等，具有随同位置而连续变化的特性，即视为空间坐标和时间的连续函数。因此，不再从那些永远运动的分子出发，而是在宏观上从质点出发来研究流体的运动规律，从而可以利用连续函数的分析方法。长期的实践和科学实验证明，利用连续介质假定所得出的有关流体运动规律的基本理论与客观实际是符合的。 所谓流体质点，是指微小体积内所有流体分子的总体，而该微小体积是几何尺寸很小（但远大于分子平均自由行程）但包含足够多分子的特征体积，其宏观特性就是大量分子的统计平均特性，且具有确定性。 流体物理量 根据流体连续介质模型，任一时刻流体所在空间的每一点都为相应的流体质点所占据。流体的物理量是指反映流体宏观特性的物理量，如密度、速度、压强、温度和能量等。对于流体物理量，如流体质点的密度，可以地定义为微小特征体积内大量数目分子的统计质量除以该特征体积所得的平均值，即 V M V V ??=?→?'lim ρ （1-1） 式中，M ?表示体积V ?中所含流体的质量。 按数学的定义，空间一点的流体密度为 V M V ??=→?0 lim ρ （1-2） 水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）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 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b 1、明渠均匀流计算公式: Q=Aν=AC Ri C=n 1Ｒy （一般计算公式）Ｃ=n 1 R 61 （称曼宁公式） 2、渡槽进口尺寸（明渠均匀流） gZ 2bh Q ＝ z ：渡槽进口的水位降（进出口水位差） ε：渡槽进口侧向收缩系数，一般ε＝0。8～０。9 b:渡槽的宽度（米） h ：渡槽的过水深度(米) φ：流速系数φ=０。８~0．９5 3、倒虹吸计算公式： Q ＝mA z g 2（m 3/秒) 4、跌水计算公式： 跌水水力计算公式：Q ＝εmB 2 /30g 2H ， 式中：ε—侧收缩系数，矩形进口ε＝0.85～0.95；， B —进口宽度（米）；m —流量系数 5、流量计算公式: Ｑ=Aν 式中Q —-通过某一断面的流量，m ３/ｓ； ν——通过该断面的流速，ｍ/ｈ A —-过水断面的面积，ｍ2。 6、溢洪道计算 １)进口不设闸门的正流式开敞溢洪道 （1）淹没出流：Ｑ=εσＭBH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （２）实用堰出流：Q=εＭBH 2 3 =侧向收缩系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 2）进口装有闸门控制的溢洪道 (1）开敞式溢洪道。 Q ＝εσMＢH 2 3 ＝侧向收缩系数×淹没系数×流量系数×溢洪道堰顶泄流长度×溢洪水深2 3 （2)孔口自由出流计算公式为 Ｑ=ＭωH =堰顶闸门自由式孔流的流量系数×闸孔过水断面面积×H 其中：ω=be 7、放水涵管（洞)出流计算 １）、无压管流 Q ＝μＡ02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 2)、有压管流 Q ＝μA 02gH =流量系数×放水孔口断面面积×02gH 8、测流堰的流量计算—-薄壁堰测流的计算 １）三角形薄壁测流堰,其中θ＝90°，即 自由出流：Q ＝1。4H 2 5或Ｑ＝1.34３H 2.47（2—15) 淹没出流:Ｑ＝（1。4H 25)σ（2-16） 淹没系数:σ=2)13.0( 756.0--H h n +0.145(2-１7) 2）梯形薄壁测流堰,其中θ应满足t ａnθ= 4 1 ，以及b ＞３H,即 自由出流：Q ＝０．42b g 2H 2 3＝1.８6bH 2 3（２—１8） 试卷7 一 、选择题：（每题3分，共30分） 1对于均匀流，下列说法错误的是： A 不同流线上的流速相等 B 每条流线与总水头线平行 C 断面平均流速沿程不变 D 动能校正系数大于1 2管径突然增大时，测压管水头线（ ） A 上升 B 下降 C 不变 D 都有可能 3一管道均匀层流，当流量增加时，下列说法错误的是（ ） A 沿程损失系数增大 沿程水头损失增大 C 边界切应力增大 D 水力坡度增大 4若测得两根管道的下临界雷诺数相等，则必须两管的（ ） A 管径相等 B 液体的粘性系数相等 C 管径和粘性系数相等 D 以上答案都不对 5 明渠水流中发生S2型水面线，则水流为（ ） A 均匀的急流 B 均匀的缓流 C 非均匀的急流 D 非均匀的缓流 6 紊流粗糙区的沿程阻力系数与（ ）有关： A 相对粗糙度 B 相对粗糙度和雷诺数 C 雷诺数 D 以上说法均不正确 7对于平坡的明渠均匀流，满足ds d E s /的值： A 大于0 B 等于0 C 小于0 D 无法确定 8关于明渠临界底坡与糙率的关系，下列说法正确的是： A 与糙率无关 B 糙率越大，临界底坡越大 C 糙率越小，临界底坡越大 D 视具体情况而定 9有一溢流堰，堰顶厚度为6m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10重力相似准则条件下，长度比尺是2，则时间比尺为 A 4 B 2 C 8 D 16 二、判断题：（每题2分，共10分） 1当绝对压强小于一个标准大气压时，则出现真空状态。 （ ） 2紊流不属于均匀流。（ ） 3管壁光滑的管子一定是水力光滑管。（ ） 4静水压强的方向指向受压面，因而静水压强是矢量。（ ） 5长管的水力计算中，不考滤局部水头损失。（ ） 硕士研究生入学考试《水力学》考试大纲 一、课程性质、目的与任务以及对先开课程要求 水力学是水利类各专业必修的一门主要专业基础课。水力学的任务是研究液体(主要是水)的平衡和机械运动的规律及其实际应用。通过本课程的学习,使学生掌握水流运动的基本概念、基本理论与分析方法,理解不同水流的特点,学会常见水利工程中的水力计算,并具备初步的试验量测技能,为学习后续课程和专业技术工作打下基础。 二、教学重点及难点 本课程教学重点:水静力学,水动力学理论基础,流动阻力与水头损失,有压管路,明渠均匀流,明渠非均匀流。 难点:液体的相对平衡,作用在平面、曲面上的力,实际液体的运动微分方程,恒定总流伯诺里方程,恒定总流动量方程,紊流沿程损失的分析与计算,复杂长管的水力计算,管网的水力计算,无压圆管均匀流水力计算,断面单位能量、临界水深,恒定明渠流动的流动型态及判别标准,明渠非均匀渐变流微分方程,棱柱体渠道非均匀渐变流水面曲线的计算。 三、与其它课程的关系 学习本课程应具备高等数学中有关微分、积分、简单微分方程等高等数学基础;还应具备理论力学、材料力学中有关静力学、动力学、应力与应变、面积矩等方面的工程力学基础。后续课程为水资源管理、水工建筑物、水利工程施工与水电站。 四、教学内容、学时分配及基本要求 第一章绪论 基本要求:了解液体运动的基本规律及研究液体运动规律的一般方法,掌握液体的主要物理性质。 重点:.液体的主要物理性质 难点:液体粘性产生原因及作用 第一节水力学的任务及其发展概况 1、水力学的任务 2、水力学发展简史 第二节液体的主要物理性质及其作用在液体上的力 1、液体的质量和密度 2、液体的重量和容重 3、液体的粘滞性 4、液体的压缩性 5、液体的表面张力 6、作用于液体上的力 第三节液体的基本特征和连续介质 1、液体的基本特征 2、连续介质假设上计算水力学课的心得
武汉大学水力学课本习题解答7章
水力学
水力学试题带答案
(参考)水力学计算说明书
水力学知识感悟
水力学考试试题与答案
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