东农17春《水力学》离线作业-水力学（专）
东北农业大学网络教育学院水力学专科网上作业题
第一章 水静力学
一、判断题
1.静止液体（或处于相对平衡状态）液体作用在与之接触的表面上的水压力称为静水压力。（）
2.静水压力只能是垂直的压力（）
3.任意一点静水压力的大小和受压面方向有关，或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小不相等。（）
4.当边界压强增大或减小时，液体内任意点的压强也相应地增大或减小但数值未定。（）
5.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。（）
6.一个工程大气压为107kPa。（）
7.当物体淹没于静止液体中时，作用于物体上的静水总压力等于该物体表面上所受静水压力的总和。（）
8.若物体在空气中的自重为G，其体积为V，若 时，物体会上浮。（）
9.固体分子的距离小，因此其内距离小。（）
10.固体具有惯性，液体和气体不具有惯性。（）
11.地球对物体的引力称为重量。（）
12.液体做层流运动时，同一层的流速相同，相邻层的流速也相同。（）
13.理想液体是假设的，并不真实存在，用其计算时，要进行适当的修正。（）
14.任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 （）
15.水静力学的任务是研究液体平衡的规律及其实际应用。（）
16.静水压力是指平衡液体作用在与之接触的表面上的水压力。（）
17.液体可以承受拉力，同时静止液体也能承受切应力。（）
18.任一点静水压强大小和受压面方向无关。（）
19.等压面并非是压强相等点连成的面。（）
20.在平衡液体中等压面并非是等势面。（）
21.相对平衡是指液体内部各质点之间及液体与容器边界之间无相对运动。（）
22.绝对压强是以设想没有大气存在的绝对真空状态为零点计量的压强。（）
23.压力表所测压强为绝对压强。（）
24.真空是指小于大气压的压强。（）
25.真空度是指绝对压强小于大气压的数值（）
26.真空度恒为正，相对压强可正可负，绝对压强为正。（）
27. 1工程大气压=98 kN/m2=10m水柱=736mm水银柱。（）
28. 静水总压力的作用点肯定通过压强分布图的形心。（）
29. 静水总压力等于平面形心点的静水压强（平面的平均压强）与平面面积的乘积。（）
30. 压力体的方向是当液体与压力体位于曲面的同侧时，向上；当液体与压力体各在曲面之一侧时，向下。（）
二、选择题
1.某点的相对压强为—39.2kPa，则该点的真空高度为：（）
A.4mH B.6m C.3.5m D.2m
2.密闭容器内自由液面绝对压强，液面下水深2m处的绝对压强为：（）
A.19.6kPa B.29.4kPa C.205.8kPa D.117.6kPa
3.相对压强的起点是指：（）
A.绝对真空 B.一个标准大气压C.当地大气压 D.液面压强
4.绝对压强与相对压强、当地大气压、真空度之间的关系是：
A.B.C.D.
5.用U形水银压力计测容器中某点水的相对压强，如已知水和水银的重度分别为
及，水银压力计中水银液面差为，被测点至内测低水银液面的水柱高为，则被测点的相对压强应为：
A. B. C. D.
6.如图垂直放置的矩形平板，一侧挡水，该平板由置于上、下边缘的拉杆固定，则拉力之比应为：
A.1/4 B.1/3 C.1/2 D.1
6题 图
7.图示容器，面积，，容器中水对底面积上的作用力为：
A.98N B.24.5N C.9.8N D.1.85N
8.图示垂直置于水中的矩形平板闸门,宽度b=1m，闸门高h=3m，闸门两侧水深分别为,，闸门所受总压力为：
A.29.4kN B.132.3kN C.58.8kN D.73.5kN
8题 图
9. 图示垂直置于水中的矩形平板闸门,宽度b=1m，闸门高h=3m，闸门两侧水深分别为,，总压力作用点距闸门底部的铅直距离为:
A.2.5m B.1.5m C.2m D.1m
10.图示圆管所受到的单位长度上静水总压力垂直分力的大小是:
A.17.3kN B.34.7kN C.52kN D.69.4kN
11. 图示圆弧形闸门,半径R=2m,门宽3m，其所受静水总压力的大小为：
A.109.49kN B.58.8kN C.92.36kN D83.8kN
12、图示圆弧形闸门,半径R=2m,门宽3m，总压力与水平线之间的夹角为:
A.65.1° B.77.3° C.57.52° D.32.48°
13、图示有压水管，断面1及2与水银压差计相连，水管水平，压差计水银面高差，该两断面之压差为：
A.37.04kPa B.39.98kPa C.46.3kPa D.28.65kPa
13题 图
14、图示空气管道横断面上的压力计液面高差h=0.8m，该断面的空气相对压强为：
A.9.0kPa B.8.4kPa C.7.8kPa D.-7.84kPa
14题图
15、如图所示半径为2m的受水压的球体，由两个半球用螺栓连接而成，测压管液面与球顶部高差为2m，则螺栓所受到的总压力为：
A.328.4kN B.50.265kN C.16.32kN D.128.3kN
15题图
16.流体动力粘度的单位是( )
A.Pa·s B.m2/s C.N/m2 D.N·s
17.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·s B.2.4×10-3Pa·s
?C.2.4×105Pa·s D.2.4×109Pa·s
18.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( )
A. B. C D.
19、在静止液体中，静水压强的方向总是（ ）
A、倾斜指向受压面 B、平行于受压面 C、垂直指向受压面 D、背离受压面
20、液体中某点的绝对压强为108kN/，则该点的相对压强为（ ）
A、1 kN/ B、2 kN/ C、8 kN/ D、10 kN/
21、图示容器中有两种液体，密度(2 > (1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为（ ）
题21图
A、B管高于A管 B、A管高于B管 C、AB两管同高 D、不能确定
22、一个工程大气压相当于（ ）m水柱高。一个工程大气压1pa=98kN/m2=736mmHg柱=10m水柱
A、9.8 B、10 C、98 D、1000
23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。
24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。
25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
三、填空题：
1.当液体中( )小于( ),既其相对压强为负值时，则称该点存在真空。
2. 把当地大气压作为零点计量的压强，称为( )。
3.静水压强的特征：1、静水压强的方向与受压面( )并指向受压面2、任意一点静水压强的大小和( )无关。
4. 当物体淹没于静止液体中时，作用于物体上的静水总压力等于该物体表面上所受()的总和。
5.合力对任一轴的力矩等于各分力对该轴力矩的( )。
6.水力学按其研究的基本规律分为（ ）和（ ）两大部分。
7.现代水力学研究的三种方法包括（ ）、（ ）和数据计算法。
8.惯性的大小以（ ）来度量。
9.当液体处于运动状态时，若其质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内摩擦力来抵抗其相对运动，这种性质称为（ ），此摩擦力又称为（ ）。
10.实验证明，相邻液层接触面的单位面积上所产生的内摩擦力的大小与两层之间的（ ）成正比，与两层之间的（ ）成反比，写成表达式为（ ）。
11.液体受压后体积减小，压力撤除后也能恢复原形，这种性质称为（ ），其大小是以（ ）或（ ）来表示。
12.理想液体和实际液体的最大差别是（ ）。
13.表面力的大小可以用（ ）来度量，也可以用（ ）来度量。
14．重力、惯性力都属于（ ）力。
15.质量力除了用总作用力来度量外，也常用（ ）来度量。
16.潜体所受浮力的大小与其所在液体的( )成正比。
17.液体的基本特性是( ) 、( )、( )的连续介质。
18.理想液体与实际液体的主要区别是( )。
19.牛顿内摩擦定律适用的条件是( )和( )。
20.液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 ( )kN/m2，真空度为( )。
21.只受重力作用，静止液体中的等压面是( )。
四、计算题：
有一水塔，为了量出塔中水位，在地面上装置一U形水银测压计，测压计左支用软管与水塔相连通。今测出测压计左支水银面高程为502.00m，左右两支水银面高差为116cm，试秋初此时塔中水面高程。
题1图
今采用三组串联的U形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0–0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在0-0平面以上的读数为h。试求M点的相对压强。
题2 图
如图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A内盛密度为的液体，液面高差为A；下部差压计内盛密度为的液体，液面高差为B。求容器内液体的密度（用,,及A,B表示）
题3图
如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。
题4图
5.一封闭水箱如图，若水面上的压强p0=-44.5kN/m2，试求h，并求水下0.3m处M点的压强(要求①分别以绝对压强、相对压强及真空度表达；②用各种单位表示)及该点相对于基准面0-0的测管水头。
题5图
6. 设有一铅直放置的水平底边矩形闸门，如图所示。已知闸门高度H=2m，宽度b=3m，闸门上缘到自由表面的距离h1=1m。试用绘制压强分布图的方法和解析法求解作用于闸门的静水总压力。
题6图
7.下图为一坝顶圆弧形闸门的示意图。门宽b=6m，弧形门半径R=4m，此门可绕O轴旋转。试求当坝顶水头H=2m、水面与门轴同高、闸门关闭时所受的静水总压力。
题7图
第二章作业题
一、判断题
1.某一液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点所连成的线称为流线。（）
2.总流可以看做由无限多个微小流束所组成。 （）
3.水流的所有流线互相平行时，过水断面为平面，否则就是曲面。 （）
4.在不可压缩液体恒定总流中，任意两个过水断面所通过的流量相等。 （ ）
5.在不可压缩理想液体恒定流情况下，微小流束内不同的过水断面上，单位重量液体具有机械能保持相等。（）
6.因为实际液体总流的总水头线总是沿程减小的，所以测压管水头线也总是沿程减小的。（）
7. 对于河渠中的渐变流，其测压管水头线就是水面线。（ ）
8.能量方程中一项，可以用相对压强，也可以用绝对压强，但对同一个问题必须采用相同的标准。（）
9.水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（ ）
10. 水动力学任务是研究运动要素随时间和空间的变化规律，建立运动要素间的关系式，利用这些关系式解决工程实际问题。（）
11.描述液体运动的两种方法中，拉格郎日（Lagrange）法着眼于个别液体质点。（）
12. 急变流中的水流流线之间的夹角很大或流线的曲率半径很小。（）
13. 渐变流中水流的流线虽不是相互平行的直线，但几乎近于平行的直线。（）
14. 非均匀流水流的流线不是相互平行的直线。（）
15. 均匀流的流线相互平行。
16. 严格地说，任何实际液体的运动都是三元流
17. 二元流中任一点的运动要素与两个空间坐标有关。
18. 总流可看作是所有微小流束的集合。
19. 微小流束是充满以流管为边界的一束液流
20. 流管是指流场中取一微小面积dA，沿周界上的每一点作流线，组成的封闭管状曲面。
二、单项选择题
1.下列不属于流线的基本特征的是（）。
A.恒定流时，流线的形状和位置不随时间而改变。
B.恒定流时液体质点运动的迹线与流线相重合。
C.流线不能相交。
D.流线上所有各点的速度向量都与该曲线相切。
2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是（ ）
A.1-1断面和2-2断面
B.2-2断面和3-3断面
C.1-1断面和3-3断面
D.3-3断面和4-4断面
3.在U型水银压差计装置中A点与B、1、2点的测压管水头的正确关系是( )
A. B.
C. D.
4.恒定流具有下列哪种性质（ ）。
A.当地加速度 ?u/?t=0 B.迁移加速度?u/ ?S=0
C.当地加速度 ?u/?t≠0 D.迁移加速度?u/ ?S≠0
5.变直径有压圆管内的流动，上游断面1的直径为=150mm，下游断面2的直径为=300mm，断面1的平均流速为=6m/s，断面2的平均流速为（ ）。
A. 3 m/s B.2 m/s C. 1.5 m/s D.1 m/s
6.空气以断面平均速度v=2 m/s流过断面为40cm×40cm的送风管，然后全部经4个断面为10cm×10cm的排气孔排出。假定每孔出流的速度相等，则排气孔的平均流速为（ ）。
A.8cm/s B.4cm/s C.2cm/s D.1cm/s
7.能量方程中表示下述哪种能量（）
A.单位重量流体的势能 B.单位重量流体的机械能
C.单位重量流体的动能 D单位质量流体的机械能
8.文丘里流量计喉管断面的压强小，从能量的观点来看，主要原因是（）
A.由于位能降低造成的 B.由于喉部流速加快、动能增加、压能相应减少造成的
C.由于管壁粗糙、摩擦力增加造成的 D.由于面积减少后能量损失加大造成的
9.粘性流体测压管水头线的沿程变化是（ ）
A.沿程上升 B.沿程下降 C.保持水平D.以上情况均有可能
10.如图所示水泵吸水系统，水箱与水池液面高差Z=30m，断面1-1至2-2的总水头损失=3m ,则水泵的扬程H至少应为（）。
A.29 m B.30 m C.33 m D.40 m
11.下列说法正确的是（）。
A. 动量定理仅适用于层流运动 B．动量定理仅适用于紊流运动
C. 动量定理仅适用于理想流体运动 D. 动量定理适用于以上任何运动
12.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是(??? )
?
A.QA>QB B.QA=QB C.QA<QB D.不能确定
13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。
14测量水槽中某点水流流速的仪器有（）
A、文丘里计 B、毕托管 C、测压管 D、薄壁堰
15.关于均匀流动，以下说法错误的是：
A.过水断面为平面，且过水断面的形状与尺寸沿程不变。
B.同一流线上的流速相等，从而断面上的流速分布相同，断面平均流速相等。
C.动水压强分布规律与静水压强分布规律不同。
D.同一过水断面上的测压管水头为常数。
三、填空题。
1.恒定流是各空间点上的运动参数都不随（）变化的流动。
2.按照流线不平行和弯曲的程度，可将非均匀流分为（）和（）。
3.总水头线沿流程的降低值与流程长度之比，称为（）。
4.在一容器的侧壁上开一孔，液体将从孔中流出，这种水流现象称为（）。
5.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量（）。
6. 变水头时放空或充满容器所需的时间是水头不变的恒定流时放水或充水所需时间的（）倍。
7.管嘴流量增大的原因，是由于管嘴内有（）存在。
8.用图示的毕托管测水管中某点流速u，与毕托管连接的水银差压计液面高差则该点流速u为（）m/s。
题8图
9.如图所示恒定流水箱，水头H=5 m，直径=200mm，直径=100mm，不计水头损失。则粗管中断面平均流速为（）m/s。
题9图
10.当水流的流线为相互平行的直线时，该水流称为（）；当水流的流线不是相互平行的直线时，该水流称为（）。
11. 水流的能量方程是（）在水流运动中的具体表现。
12. 连续性方程就是（）的一种特殊形式。
四、计算题。
1. 如图，高压水箱的泄水管，当阀门关闭时，测得安装在此管路上的压力表读数为＝280kPa，当阀门开启后，压力表上的读数变为＝60kPa，已知此泄水管的直径D＝
25mm，求每小时的泄水流量。（不计水头损失）
2.水在管道中流动，管中A和B两点的高差A点处管径B点处管径，A点的压强=80 kPa，B点的压强=50 kPa，B点断面平均流速为1.2m/s，试判别A和B两点间水流方向，并求出其间水头损失。
3.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失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。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。
题3图
4.直径d为100mm的输水管道中有一变截面管段（下图），若测得管内流量Q为10l/s，变截面弯管段最小截面处的断面平均流速v0=20.3m/s，求输水管的断面平均流速v及最小截面处的直径d0。
题4图
5.自流管从水库取水（如图），已知H=12m，管径d=100mm，水头损失hw=8，求自流管流量Q。
题5图
6.如图断面突然缩小管道，已知d1=200mm，d2=150mm，Q=50l/s，水银比压计读数h=500mmHg，求hw。
题6图
7.水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止固体壁面，接触壁面后分成两股并沿其表面流动，其水平图如图所示。设固壁及其表面液流对称于喷嘴的轴线。若已知喷嘴出口直径d为40mm，喷射流量Q为0.0252m3/s，求液流偏转角θ分别等于60°，90°与180°时射流对固壁的冲击力R，并比较它们的大小。
题7图
8.管路中一段水平放置的等截面弯管，直径d为200mm，弯角为45°（如图）。管中1-1断面的平均流速v1=4m/s，其形心处的相对压强p1=1个大气压。若不计管流的水头损失，求水流对弯管的作用力Rx与Ry（坐标轴x与y如图所示）。
题8图
9.如图所示，水流经管段以均匀流速v2=10m/s从喷嘴出流。喷嘴出口直径d2=20mm，出口截面形心的标高yc=1m。试求管段及喷嘴保持不动时所需对A点之力矩M。假定可不计重力的作用。
题9图
液流型态及水头损失作业题
一、填空题
1．液流产生水头损失必须具备的两个条件：1.（），2.（）
2.总水头损失包括（）和（）两部分。
3．液流过水断面与固体边界接触的周界线叫做（）。
4.直径为d的圆管，当充满水时，湿周（） ，水力半径为（）。
5.恒定流是各空间点上的运动参数都不随（）变化的流动。
6.圆管流的临界雷诺数Re为（）。
7.达西定律适用于（）渗流。
8.达西公式是计算均匀流沿称水头损失的一个基本公式，其表示为（）。
9.明渠及天然河道（），平行固体壁之间液流的（）。
10.湍流形成的先决条件是（）。
11.圆管层流的流速是（）形分布的。
12.湍流在紧靠固体边界表面有一层极薄的层流层存在，该层流层叫（）。
13.计算沿程水头损失的经验公式是（），表达为（）
14.实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是（）和（）的影响。
15. 雷诺数是表征（）与（）的比值。
16. 紊流形成条件：一是（）；二是（）。
17. 紊流时，定点上瞬时运动要素（如流速、压强等）随（）发生（）的现象，叫运动要素的脉动。
18. 尼古拉兹管道试验中，当Re<2000时属于（）
19. 尼古拉兹管道试验中，当2000<Re<4000时时，属于（）
20. 工业管道中测沿程水头损失时，将同一阻力系数的沙粒粗糙度做为（）
21. 一般地，任一局部水头损失系数都可用一个系数和（）的乘积表示：
二、选择题
1.圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数λ( )
A.与雷诺数Re有关 B.与管壁相对粗糙ks/d有关
C.与Re和ks/d有关 D.与Re和管长l有关
2.均匀流动方程式τ0=ρgRJ( )
A. 仅适用于紊流 B.仅适用于层流 C.层流和紊流都不适用 D.层流和紊流都适用
3.紊流的断面流速分布规律符合（）
A．抛物线分布 B.直线分布 C．对数分布 D.椭圆分布
4.渗流的达西公式只能适用于（）
A.恒定均匀层流 B.恒定均匀紊流 C.恒定均匀流 D.非恒定流
5.圆管层流的流速是如何分布的（）
A．直线分布 B.抛物线分布 C.对数曲线分布 D.双曲线分布
6.谢齐公式仅适应于（）
A．紊流粗糙区 B.紊流光滑区 C.紊流过渡区 D.流态过渡区
7.某一圆形有压油管的直径为d=150mm,流速为v=0.256m/s,长1km,雷诺数1921，其沿程损失为（）
A.74.25cm油柱 B.74.25cm水柱 C. 95.26cm油柱 D. 62.26cm油柱
8.有一圆形压力水管，直径d=6mm,在长为2m的流程上，沿程水头损失=4.228m水，管中流速v=2.723m/s,其沿程阻力系数为（）
A.0.025 B.0.0335 C.0.0262 D.0.041
9.沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比的水流属（ ）
A.层流区 B.紊流水力光滑区 C.紊流过渡区 D.紊流水力粗糙区
10.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在（）
A.层流区；B.紊流光滑区；C.紊流过渡粗糙区；D.紊流粗糙区
11.关于管流雷诺数，下面说法正确的是：
A.对管流，时为层流。 B.对管流，时为紊流。
C.对管流，时为层流。 D. 对管流，不管雷诺数大小，均为层流。
12.关于明渠雷诺数，下面说法正确的是：
A.对明渠，时为层流。 B.对明渠，时为层流。
C.对明渠，时为紊流。 D. 对明渠流，不管雷诺数大小，均为紊流。
13.关于紊流，说法错误的是：
A.瞬时流速在长的时间过程中，平均值是不变的，即：
B.恒定流时，平均流速不随时间变化
C.非恒定流时，平均流速是随时间变化的
D. 脉动流速的平均值不等于零
14.关于紊动产生附加切应力，说法错误的是：
A.层流时仅有流层相对运动产生的粘滞切应力
B.紊流时，除流层间相对运动外，还有横向的质点交换
C.紊流切应力由两部分组成，一是粘滞切应力；二是由脉动流速产生的附加切应力
D.理论上，附加切应力无法推导
15.关于绝对粗糙度与粘性底层，说法错误的是
A.当Re小时，大于的若干倍属于水力光滑面。
B.当Re大时，小于的若干倍属于水力粗糙面。
C.介于水力光滑面与水力粗糙面之间叫做过渡粗糙面。
D.同一固体界面，在不同的雷诺数时，也只能是水力光滑面、水力粗糙面或过渡粗糙面中的一种。
16.以下说法正确的是：
A.谢才公式既适用于管流也适用于明渠。 B.谢才公式原则上只适用于同种流态或流区，
C.谢才经验只能适用于水力光滑区。 D.以上均错。
三、判断题
1.湿周越大，水流阻力及水头损失也越大。（）
2.均匀流，其沿水流长度方向上各过水断面的水利要素及断面平均流速不非保持不变的。（）
3.渐变流过水断面上各点的测压管水头都相等。（）
4.层流的沿程水头损失系数紧与雷诺数有关。（）
5.达西定律适应于所有的渗流。（）
6.水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 （ ）
7.粘滞性是液体产生水头损失的内因。 （ ）
8. 液体的粘滞性是水头损失的根本原因。
9. 沿程水头损失是指在固体边界平直的水道中，水头损失是沿程都有并随长度而增加的。
10.局部水头损失是指能量损失发生在局部范围内。
11. 湿周是指液流过水断面与固体边界的周界线。
12. 湿周相同的过水断面，面积大的水流阻力大，水头损失大。
13. 均匀流时只有沿程水头损失。
14. 均匀流时总头线与测压管水头线平行。
15. 非均匀渐变流时局部水头损失忽略不计，仅有沿程水头损失。
16. 非均匀急变流时两种水头损失都有
17.雷诺实验表明层流时，流速较小，各流层的液体质点是有条不紊地运动，互不混杂。
18. 雷诺实验表明紊流时，流速较大，各流层的液体质点形成涡体，在流动过程中，相互混掺。
19. 临界流速与液体的密度、动力粘滞系数及管道直径无关.
20. 实用中均以上临界雷诺数作为判别液流型态的标准。
四、计算题
1.水从水箱流入一管径不同的管道，管道连接情况如图示，已知：为150mm, 为25m,为0.037; 为125mm, 为10m,为0.039;局部水头损失系数：进口为0.5，逐渐收缩为0.15，阀门为2.0。（以上值相应的流速均采用发生局部水头损失后的流速。试求：
沿程水头损失；
局部水头损失；
要保持流量Q为25000所需要的水头H。
2.水平突然扩大管道，如图所示，已知：直径d1=5cm,直径d2=10cm,管中流量Q=20L/s,试求：U形水银比压计中的压差读数
3. 水管长l=500m，直径d=200mm，管壁粗糙高度Δ=0.1mm，如输送流量Q=10l/s，水温t=10℃，计算沿程水头损失为多少?
4.水从一水箱经过两段水管流入另一水箱(如图)：d1=15cm，l1=30m，λ1=0.03，H1=5m，d2=25cm，l2=50m，λ2=0.025，H2=3m。水箱尺寸很大，箱内水面保持恒定，沿程损失与局部损失均考虑，试求其流量。
题4图
第四章作业题
一、填空题
若有压管中液体的运动要素（）,称为有压管中的恒定流
管道出口水流流入大气,水股四周都受大气压强的作用,称为（）
虹吸管中最大真空一般发生在管子的（）
简单管道的水力计算可分为（）和（）
一般情况下是从（）和（）综合选定管道直径
由直径不同的几段管道依次连接而成的管道，称为（）
凡是两条或两条以上的管道从同一点分叉而又在另一点汇合所组成的管道称为（）
由一根总管从压力前池引水，然后按水轮机的台数，分成数根支管。这种分叉后不在汇合的管道称为（）
管段各单位长度上的沿程泄出流量相等。这种管道称为（）
水力学中的三个基本方程为（）,（）,及（）
11.水由孔口直接流入另一水体中，称为（）出流。
12.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量（）。
13.根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为（）和（）。
14.沿程均匀泄流管道的水力计算一般按（）（长管或短管）计算
二、判断题
当管内存在较大负压时.其水流常处于不稳定状态,且可能产生空化现象,致使管道遭到破坏。()
管道的总水头将全部消耗于管道的水头损失和保持出口的动能（）
通过管道的流量大小只与水流流速有关（)
4：水利工程中的有压输水道，水流一般属于湍流的水力粗糙区，其水头损失可以直接按谢齐公式计算（）
长管在计算水头损失时可以忽略沿程水头损失（）
短管是局部损失及流速水头在总损失中占有相当的比重（）
对于位置一定的管道，只要给出总水头线，便可知道沿管道各断面压强的变化（）
虹吸管长度一般不大，故应按短管计算（）
吸水管的管径一般是根据允许流速计算（）
水泵向单位重量液体提供的机械能，一方面是用来将水流提高一个几何高度。另一方面是用来克服水头损失（)
简单管道是指管道直径不变但是可以分支的管道。（）
12. 自由出流是指管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强的作用。
13. 淹没出流是指管道出口可以淹没在水下，亦可以不淹没在水下。
14. 流量模数或称特性流量，反映管道断面形状、尺寸和边壁粗糙对输水能力的影响。
15. 虹吸管的原理是利用顶部出现真空，使上游水面与管中形成压差，将水流引向高处。
16. 有压管道是指液体充满整个管道断面，管道周界上的各点均受到液体压强的作用
三、选择题
应用总流能量方程时，上，下游两过流断面的压强应用下述哪种压强?
A必须用绝对压强
B必须用相对压强
C必须用相对压压强水头
D相对压强和绝对压强均可用，但等号前后应统一使用同一种压强
如图所示突然放大有压管流放大前细管直径为100㎜。放大后粗管直径为200㎜，若放大后断面平均流速为1m/s,则局部水头损失为
A0.613m B 0.556m C0.459m D0.343m
题2图
突然放大管道尺寸同上题，若已知放大前断面平均流速为4m/s，则局部水头损失为
A 0.256m B0.347m C0.612m D 0.459m
图示某半开的阀门，阀门前后测压管水头差△h=1m水柱。管径不变，管中平均流速v=2m/s,则该阀门的局部阻力系数为ξ为
A4.9 B 6.1 C 3.4 D4.2
题4图
具有任意断面形状的均匀流的沿程水头损失有以下哪些特征？
A与流程长度成正比，与壁面平均切应力，水力半径成反比
B与壁面平均切应力成正比，与流程长度，水力半径成反比
C与流路长度，水力半径成正比，与壁面平均切应力成反比
D与流路长度，平均切应力成正比，与水力半径成反比
两根完全相同的长管道如图，只是2管安装位置低于1管两管的流量关系为
AQ1<Q2 B Q1>Q2 CQ1=Q2 D 不定
题6图
两根长度相同,沿程阻力系数相同的并联管道，其中管道直径之比为，并联管分流点与汇合点之间的水头损失相同，则两管的通过流量之比为
A4.0 B8.0 C6.565 D 5.656
长管并联管道，若管长管径，粗糙度均布相等，但其下述哪个因素相等？
A 水头损失相等 B通过流量相等 C 总的能量损失相等 D 水力坡度相等
某并联长管如图所示，已知分流点前干管流量Q=100L/s，并联管阻抗分别为S1=2092/,S2=8370/,则并联管之一流量Q1为
A33.35 L/s B66.7 L/s C 42.7 L/s D 77.25L/s
题9图
串联长管如图所示，通过流量为Q=50L/s，管道阻抗 分别为/。/，则水头H为
A 15.64m B13.53m C 12.72m D14.71m
题10图
11.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度 B=2 ，两管的水头损失关系为(????)
?
题11图
A. = B. =2 C. =1.41 D. =4
题12图
12.如图所示，水泵的扬程是(???)
A. B. C. + D. + +
四、计算题
如图所示，倒虹吸管采用500㎜，直径的铸铁管。长l为125m。进出口水位高程差为5m，根据地形，两转弯角各为60°和50°，上下游渠道流速相等，问能通过多大流量？
题1图
如图所示，用水泵提水灌溉。水池水面高程▽179.5m，河面水位▽155.0m，吸水管为长4m直径200mm的钢管。设有带底阀的莲蓬头及45°弯头一个（莲蓬头： 弯头：），压力水管为长50m。直径150mm的钢管，设有逆止阀（ξ3=1.7）闸阀（ξ4=0.1）。45°的弯头各一个（弯头），机组效率为80％，已知流量为50000/s问要求水渠有多大扬程？
题2图
3.图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0.64 m2，长 l =50 m，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 ?
4.用虹吸管自钻井输水至集水池如图所示。虹吸管长l=lAB+lBC=30m+40m= 70m，直径d=200mm。钻井至集水池间的恒定水位高差H=1.60m。又已知沿程阻力系数λ=0.03，管路进口、120°弯头、90°弯头及出口处的局部阻力系数分别为ζ1=0.5，ζ2=0.2，ζ3=0.5，ζ4=1。
试求：(1)虹吸管的流量Q；
(2)若虹吸管顶部B点安装高度hB=4.5米，校核其真空度是否满足［hv］=7～8m。
题4图
5. 如图所示离心泵实际抽水量Q=8.1l/s，吸水管长度l=7.5m，直径d=100mm，沿程阻力系数λ=0.045，局部阻力系数：带底阀的滤水管ζ1=7.0，弯管ζ2=0.25。如允许真空度［hv］=5.7m，试决定其允许安装高度Hs。
题5图
6. 圆形有压涵管(如图)，管长l=50m，上下游水位差H=3m，各项阻力系数：沿程λ=0.03，进口ζe=0.5、转弯ζb=0.65、出口ζ0=1，如要求涵管通过流量Q=3m3/s，确定管径。
题6图
7.铁路隧道，利用施工竖井靠隧道内外空气的温度差进行自然通风(如图)。隧道内(包括竖井)空气平均重度γ=11.76N/m3，隧道外空气平均重度γa=12.25N/m3。隧道两端洞口中心标高zA=100m，zB=106m，竖井出口标高zc=140m。各段长度l1=900m，l2=600m，l3=37m，隧道直径d=6m，竖井直径d3=4m。隧道沿程阻力系数λ=0.025，进口局部阻力系数ζe=0.5，由隧道进入竖井的局部阻力系数ζb=2.0，竖井的沿程阻力系数λ3=0.03，竖井的局部阻力系数ζ0=1.0。求隧道两端进入隧道内的通风量。
题7图
8. 由水塔向工厂供水(如图)，采用铸铁管。管长2500m，管径400mm。水塔处地面标高▽1为61m，水塔水面距地面高度Ht=18m，工厂地面标高▽2为45m，管路末端需要的自由水头Hz=25m，求通过管路的流量。
题8图
9.三根并联铸铁管路(下图)，由节点A分出，并在节点B重新会合。已知总流量Q=0.28m3/s，
l1=500m, d1=300m
l2=800m, d2=250mm
ls=1000m, d3=200mm
求并联管路中每一管段的流量及水头损失。
题9图
第五章作业题
一、判断题
1. 明渠是一种人工修建或自然形成的渠槽。（）
2. 当明渠中水流的运动要素不随时间而变时，称为明渠非恒定流。（）
3. 明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，称为明渠恒定均匀流；（）
4. 当明渠渠底沿程升高时，称为顺坡明渠。（）
5．明渠均匀流的总水头线，水面线及底坡线三者相互平行，即（）
6.过水断面上的流速分布、断面平均流速沿程不变；因而，水流的动能修正系数及流速水头也沿程不变。（）
7.渠道中的流速v应大于不冲允许流速v’，以保证渠道免遭冲刷。（）
8. 过水面积一定时通过的流量最大，符合这种条件的断面，其工程量最小，称为水力最佳断面。（）
9.当渠道的底坡i，粗糙系数n及过水断面面积A一定时，湿周X愈小，通过流量Q愈大。（）
10.在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 （ ）
11.矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。 （ ）
12. 明渠水流是指当液体通过渠槽而流动时，形成与大气相接触的自由表面。（）
13. 明渠水流可以分为恒定流与非恒定流。（）
14. 明渠水流可以分为均匀流与非均匀流。（）
15. 明渠边坡系数：,即垂直长度与水平长度的比值（）
16. 明渠矩形断面m=0，是梯形断面的特例。（）
17. 只有在顺坡渠道中，重力才可能与阻力相平衡，才能形成均匀流。
18. 水力最佳断面不是最经济的断面。
19. 梯形水力最佳断面的水力半径是水深的一半。
20. 渠道中流速应小于不冲允许流速
21. 渠道中流速应小于不淤允许流速
22. 明渠均匀流中总水头线、水面线及底坡线相互平行
23. 一般来说大多数渠道中的水流都是均匀流。
24. 为明渠流动的流量模数表达式
25. 半圆形是水力最佳断面
二、单项选择题
1明渠均匀流产生的条件（）
水流为恒定流。
流量沿程不变
渠道长而直，粗糙系数沿程不变
渠道中无水工建筑物的干扰
A.①②③④ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
2半圆形明渠如图所示，半径，其水力半径R为：（）
A.4m B.3m C.2.5m D.2m
题2图
3图示，一矩形断面通风管道，断面尺寸为,空气密度，流速，沿程阻力系数，流程长度L=12m的沿程压强损失为：（）
A.31 B.28.14 C.34.25 D.45.51
题3图
4资料如题2，则其沿程阻力系数应为：（）
A.0.033 B.0.041 C.0.025 D.0.018
5若某明渠均匀流渠壁粗糙系数,水力半径，则其沿程阻力系数为：（）
A.0.0261 B.0.0617 C.0.0452 D.0.0551
6具有任意断面形状的均匀流的沿程水头损失有以下哪些特性？（）
A与流程长度成正比，与壁面平均切应力、水力半径成反比
B与壁面平均切应力成正比，与流路长度、水力半径成反比
C与流路长度，水力半径成正比，与壁面平均切应力成反比
D与流路长度、平均切应力成正比，与水力半径成反比
7明渠均匀流的特征是：（）
A．断面面积沿程不变 B．壁面粗糙度及流量沿程不变
C．底坡不变的长渠 D．水力坡度、水面坡度、河底坡度皆相等
8方形和矩形断面的渠道断面1及2如图所示。若两渠道的过水断面面积相等，底坡i及壁面的粗糙系数n皆相同，均匀流的流量关系式：（）
A. B. C. D.不定
9水力最佳的明渠断流面是下述哪种断面？（）
A.最光滑的渠壁断面
B.对一定的面积具有最小湿周的断面
C.对一定的流量具有最大面积的断面
D.对一定的流量具有最大底坡的断面
10梯形断面的明渠，水力半径R=0.8m，底坡i=0.0006，粗糙系数n=0.025，作均匀流时该渠的断面平均流速为：（）
A.0.96 B.1.0 C.0.84 D.1.2
11明渠水力最佳矩形断面的宽深比是：（）
A.0.5 B.1.0 C.3 D.2
12矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（ ）
A.1 B.2 C.3 D.4
13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。
14.关于明渠底坡，说法错误的是：
A.顺坡：i>0; B.平坡：i=0； C.逆坡：i<0； D.陡坡：i>0。
三、填空题
1. 当液体通过明渠而流动时，形成与大气相接触的()，表面上各点压强均为().
2. 当明渠中水流的运动要素不随时间而变时，称为()，否则称为()
3. 明渠恒定流中，如果流线是一簇平行直线，称为()；如果流线不是平行直线，则称为()
4. 当明渠修在土质地基上时，往往成梯形断面。其两侧的倾斜程度用()表示。
5. 明渠渠底纵向倾斜的程度称为()。
6．当明渠渠底沿程降低时，称为()。
7.过水面积一定时通过的流量最大，符合这种条件的断面，其工程量最小，称为()
8.梯形水力最佳断面的水力半径等于水深的()
9.连续方程的表达式：（）
10.谢才公式表达式（）
四、计算题
1.一梯形土渠，按均匀流设计。已知水深h为1.2m，底宽b为2.4m，边坡系数m为1.5，粗糙系数n为0.025，底坡i为0.0016.求流速v和流量Q。
2有一梯形渠道，底宽b =10 m，水深 h = 3 m，边坡为 1:1，糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区 ，求通过的流量Q。
3.有一预制的混凝土陡槽，断面为矩形，底宽b=1.0m，底坡i=0.005，均匀流水深h=0.5m，糙率n=0.014，求通过的流量及流速。
4.白峰干渠流量Q=16m3/s，边坡系数m=1.5，底宽b=3.0m，水深h=2.84m，底坡i=1/6000，求渠道的糙率n。
5.某圆形污水管管径d=600mm，管壁粗糙系数n=0.014，管道底坡i=0.0024，求最大设计充满度时的流速及流量。
6.下图表示一顺直河段的平均断面，中间为主槽，两旁为泄洪滩地。已知主槽在中水位以下的面积为160m2，水面宽80m，水面坡度0.0002，这个坡度在水位够高时，反映出河底坡度i。主槽粗糙系数n=0.030，边滩n1=0.050。现拟在滩地修筑大堤以防2300m3/s的洪水，求堤高为4m时之堤距。
题6图
水力学专科网上作业题参考答案
第一章 水静力学参考答案
一、判断题：
1.正确2.正确3.错误4.错误5.正确6.错误7.正确8.错误9.错误10.错误11.正确12.错误13.正确14.错误15.对16.对17.错18.对19.错20.错21.对22.对23.错24.对25.对26.对27.对28.对29.对30.错
二、选择题
1.A2.B3.C4.C5.D6.c7.A8.A9.B10.C
11. A12.C13.A14.D15.A16.A 17.B18.D19.C 20.D
21.B22.B23.C24.D25.B
三、填空题：
1.绝对压强，当地大气压
2.绝对压强
3.垂直，受压面方向
4.静水压力
5.代数和
6.水静力学、水动力学
7.理论分析法、科学实验法
8.质量
9.粘滞性、粘滞力
10.速度差（du）、距离（dy）、
11.液体的压缩性或弹性、体积压缩率k、体积模量K
12.没有粘滞性
13.总应力、应力
14.质量力
15.单位质量力
16.密度
17.易于流动 、不易压缩、均质等向
18.有无粘滞性
19.层流运动，牛顿液体
20.2， 不存在.
21.水平面。
四、计算题
1.解：令塔中水位与水银测压计左支水银面高差为，。从测压计左支来看，高程处的相对压强为：
从测压计右支来看，。所以：
=15.78m
塔中水位
2.解：三组U型测压计的左右液面分别记为1,2,3,4,5,6，根据题意，当Pm=Pa时，各水银面高程相同。当PmPa时，各水银面偏离水平面0-0的高差都是h。设水平面0-0的高程为z0.考虑界面3的压强，有：
3.解：设左右容器的液面高程分别为和，两个差压计左右液面高程分别为，，由静压强分布公式，得：
=
=
两式相减：
=
=
4.解：闸门AB上的水压力P= 表示闸门AB的长度。
??? ??
?? KN
?? 作用点D，AD=
?? 重力G作用点C，AC= =h
??????
?????? T=
??????? =76.34kN
? 打开闸门的最小铅直拉力为76.34kN
5.解：先计算h。应找有关等压面。利用右侧测压管中分界面为等压面这一特性，画1-1水平面，则该面处在连通的静止、均质液体中的部分均为等压面。显然，此等压面上的压强，如以绝对压强表示应为大气压，以相对压强表示则为零。而题给p0=-44.5kN/m2，应是相对压强，故有p0+γh=0，代入题给数据得：-44.5+9.8h=0，因此，h=4.54m。再求M点的压强和测管水头。
(1)用相对压强表示：
pM=p0+γh=-44.5+9.8×0.3=-41.56kN/m2
pM=-=-0.424patpat表示工程大气压)
==-4.24m(水柱)
(2)用绝对压强表示：
pM′=pM+pat=-41.56+98=56.44kN/m2
pM′===0.576pat
==5.76m(水柱)
(3)用真空度表示：
真空压强： pM(v)=41.56kN/m2=0.424pat
真空高度： ==4.24m(水柱)
(4)M点的测管水头为：
zM+=-0.3+(-4.24)=-4.54m
6.解： (1)利用压强分布图求解
绘制静水压强分布图ABEF，如图所示。可得静水总压力大小为
P=Ωb=［γh1+γ(h1+H)］Hb
=［9.8×103×1+9.8×103×(1+2)］×2×3=1.176×105(N)=117.6(kN)
静水总压力P的方向垂直于闸门平面，并指向闸门。压力中心D距闸门底部的位置e为
=0.83(m)
其距自由表面的位置为
yD=h1+H-e=1+2-0.83=2.17(m)
(2)用分析法求解
可得静水总压力大小为
P=γhcA=γ(h1+)(H+b)=9.8×103×(1+)(2×3)=1.176×105(N)=117.6(kN)
静水总压力P的方向垂直指向闸门平面。得压力中心D距自由表面的位置为
7.解：水的重度γ=9.8kN/m3，水平分力为
=117.6(kN)
铅直分力等于压力体ABC内水重。压力体ABC的体积等于扇形AOB的面积减去三角形BOC的面积，再乘以宽度b。已知BC=2m，OB=4m，故∠AOB=30°。
扇形AOB的面积=πR2=×3.14×42=4.19(m2)
三角形BOC面积==3.46(m2)
压力体ABC的体积=(4.19-3.46)×6=0.72×6=4.38(m3)
所以，铅直分力Pz=9.8×4.38=42.9(kN)，方向向上。
作用在闸门上的静水总压力P为
P与水平线的夹角为α，则
=0.365 α=20.04°
因为曲面是圆柱面的一部分，各点的压强均与圆柱面垂直且通过圆心O点，所以总压力P的作用线亦必通过O点。
第二章参考答案
一、判断题：
1.错误2.正确3.正确 4.正确 5.正确 6.错误 7.正确 8.正确 9.错误。10.对
11.对12.对13.对14.对15.对16.对17.对18.对19.对20.对
二、选择题
1D2C3B4A5C6B7B8B9D10C11D12B13D14B15C
三、填空题
1. 答案：时间
2. 答案：渐变流；急变流
3. 答案：总水头线坡度 （水力坡度）
4.答案：孔口出流
5.答案：大
6. 答案：2
7.答案：真空
8.答案：15.71
9.答案：2.47
10.答案：均匀流；非均匀流
11. 能量守恒定律
12. 质量守恒定律
四、计算题
1.
解：取管中心轴为基准面，水箱中取1-1断面，压力表处为2-2断面，闸门关闭时
所以自由液面至管中心轴距离
h=28.57m
闸门打开后，列1－1、2－2断面能量方程
0+
得： 20.98 m/s
Q=/h
2.
解：设这两个断面上的总水头分别为和，两者之差就是水头损失。沿流动方向，总水头时减小的，由此可判断水流方向。
由于因此水从断面A流向断面B。两断面之间的水头损失=3.163 m。
3.解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程
(5分)
求得喷嘴出口流速和流量为
(1.5分)
橡胶管道内的流速为
(1分)
对于喷嘴建立x方向的动量方程
N (6.5分)
水流对喷嘴冲击力为 即为手握喷嘴所需之力。 (1分)
4.解由式（3-2-6），
=1.27m/s
根据式（3-3-3）
=0.000626
故 d0=0.0250m=25mm
5.解1．基准面（下游水面）；
2．渐变流端断面（如图）；
3．代表点：水面。
建立能量方程：
v=5.42m/s
6.解 1．基准面（任取）；
2．渐变流端断面（如题6图）；
3．代表点（管轴线）。
建立能量方程
（1）由连续方程：
=1.59m/s， =0.129m
=2.83m/s， =0.408m
（2）由水银比压计公式：
=0.63m
代入能量方程
取α1≈α2≈α≈1.0
hw=0.35m
7.解 利用总流的动量方程计算液体射流对固壁的冲击力。取渐变流过水断面0-0，1-1与2-2以及液流边界面所围的封闭曲面为控制面。
流入与流出控制面的流速，以及作用在控制面上的表面力如图所示，其中R′是固壁对液流的作用力，即为所求射流对固壁冲击力R的反作用力。因固壁及表面的液流对称于喷嘴的轴线，故R′位于喷嘴轴线上。控制面四周大气压强的作用因相互抵消而不需计及。同时，因只研究水平面上的液流，故与其正交的重力也不必考虑。
为方便起见，选喷嘴轴线为x轴（设向右为正）。
若略去水平面上液流的能量损失，则由总流的伯诺里方程得
=20m/s
因液流对称于x轴，故Q1=Q2=Q/2。取β1=β2=1。规定动量及力的投影与坐标轴同向为正，反向为负。总流的动量方程在x轴上的投影为
得 (3-11-4)
而R=-R′，即两者大小相等，方向相反。
当θ=60°时（固壁凸向射流），
R=R′=1000×0.0252×20×1(1－cos60°)=252N
当θ=90°时（固壁为垂直平面），
R=R′=1000×0.0252×20×1(1－cos90°)=504N
当θ=180°时（固壁凹向射流），
R=R′=1000×0.0252×20×1(1－cos180°)=1008N
由此可见，三种情况以θ=180°时（固壁凹向射流）的R值最大。斗叶式水轮机的叶片开状就是根据这一原理设计的，以求获得最大的冲击力与输出功率。当然，此时叶片并不固定而作圆周运动，有效作用力应由相对速度所决定。
8.解 利用总流的动量方程求解Rx与Ry。取渐变流过水断面1-1与2-2以及管内壁所围成的封闭曲面为控制面。
作用在控制面上的表面力，以及流入与流出控制面的流速如图所示，其中与是弯管对水流的反作用力，p1与p2分别是1-1断面与2-2断面形心处的相对压强。所以作用在这两断面上的总压力分别为P1=p1A1，P2=p2A2。作用在控制面内的水流重力，因与所研究的水平面垂直，故不必考虑。
总流的动量方程在x轴与y轴上的投影为
则 (3-11-5)
式中×3.14×0.22×4=0.126m3/s
根据总流的连续性方程，v2=v1=4m/s，同时，因弯管水平，且不计水头损失，则由总流的伯诺里方程得到p2=p1=1大气压=9.8N/cm2，于是
×3.14×202=3077N
取 β1=β2=1
得
=1049N
2532N
Rx与，Ry与分别大小相等，方向相反。
9解 应用恒定总流的动量矩方程，取管段与喷嘴内壁及过水断面1-1与2-2所围成的封闭曲面1-1-2-2-1为控制面，注意到pa等于大气压强，而作用于控制面的大气压强相互抵消，且1-1断面上各点之相对压强与流速矢量对于点A对称，它们对点A之合力矩等于零，再利用已知条件，对A点取矩则得管段及喷嘴对水流的反力矩，即其保持不动所需对A点之力矩
取 β2=1
=×3.14×0.22×1000×102×1=3140N-m
液流型态及水头损失作业题参考答案
一、填空题
1.答案：液体具有粘滞性，液体内部质点间产生相对运动
2.答案：沿程水头损失，局部水头损失
3.答案：湿周
4.答案：，d/4
5.答案：时间
6.答案：2000
7.答案：均匀
8.答案：
9.答案：500,1000
10.答案：涡体的形成
11.答案：抛物线
12.答案：粘性底层
13.答案：谢齐公式，
14.答案：液体存在粘滞性和边界的影响。
15. 惯性力，粘滞力
16. 涡体的形成，雷诺数要达到一定的数值
17. 时间，波动
18. 层流区
19.过渡区
20. 当量粗糙度
21. 流速水头
二、选择题
1A2B3C4A5B6A7A8B9A10C
11A12A13D14D15D.16.A
三、判断题
1对 2错 3对 4对 5错6错7对8对9对10对
11对12错13对14对15对16对17.对18.对19.错20.错
四、计算题
1.解：（1）求沿程水头损失
第一管段：
第二管段：
所以
（2）求局部水头损失
进口水头损失
逐渐收缩水头损失
阀门水头损失
所以
（3）要保持Q为25000所需水头
以0-0为基准面，对水箱液面上与管子出口取能量方程式
得
因为
所以
2.解：
对1-1断面和2-2断面应用能量方程，有
两个断面都处在渐变流中，压强分布服从静水压强分布规律，因此：
由于管道水平放置，因而断面1-1和断面2-2的中心高度相等，。此外，U形管左右水银面的高差，所以
依据能量方程
所以
3.解平均流速=31.83cm/s，t=10℃时，水的粘性运动系数ν=0.01310 cm2/s，雷诺数Re==48595，所以管中水流为紊流，Re＜105，先用拉休斯公式计算λ：
=0.213
计算粘性底层厚度
0.92mm
回为Re=48595＜105，Δ=0.1mm＜0.4δl=0.4×0.92mm=0.369mm，所以流态是紊流光滑管区，布拉休斯公式适用。沿程水头损失
=0.297m(水柱)
计算λ：
这时要先假设λ，如设λ=0.021，则
6.90=2×3.847-0.8=6.894
∴λ=0.021满足此式
也可以查莫迪图，当Re=48595按光滑管查，得
λ=0.0208
由此可看出，在上面的雷诺数范围内，计算和查表所得的λ值是一致的。
4解对1-1和2-2断面列伯诺里方程式，并略去水箱中的流速水头，得
H1-H2=Σhw=2m
由连续性方程知
查表4-7知ζ进口=0.50，ζ出口=1
则
所以流速 =2.77m/s
通过此管路流出的流量
=0.049m3/s=49l/s
第四章参考答案
一、填空题
1.不随时间而变
2.自由出流管道
3.最高位置
4.自由出流 淹没出流
5.技术经济条件
6.串联管道
7.并联管道
8.分叉管道
9.沿程均匀泄流管道
10.连续方程能量方程 动量方程
11.淹没
12.大
13.短管，长管。
14.长管
二、判断题
1对2对3错4对5错6对7错 8对 9对 10 对
11错 12对 13错 14对 15.对 16.对
三、选择题
1D2C3D4A5D6C7D 8A9B10C11A12D
四、计算题
1.解：铸铁管的粗糙系数为n=0.0125，算的沿程损失系数为λ=0.0245.查管道局部损失系数表，得水管进口的局部损失系数ξ1=0.5，出口的局部损失系数ξ4=1。两处折管的局部损失系数分别查表得ξ2=0.3646，,3=0.2344.
对两渠的水面应用伯努利方程，有
△z=（λ+ξ1+ξ2+ξ3+ξ4）=8.224
解得：
Q==0.678/s
2.解：钢管的粗糙系数n=0.012，由沿程损失系数的计算公式
可得吸水管的沿程损失系数，压力管道的沿程损失系数
管流速：
管流的水头损失：
水泵的有效扬程：
实际扬程：
3.解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
将参数代入上式计算，可以求解得到
即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s 。
4.解： (1)计算流量。
以集水池水面为基准面，建立钻井水面1-1与集水池水面3-3的伯诺里方程(忽略行近流速v0)
H+0=0+0+hw
H=hw=
解得 v=
将沿程阻力系数λ=0.03，局部阻力系数Σζ=ζ1+ζ2+ζ3+ζ4=0.5+0.2+0.5+1=2.2代入上式
=1.57m/s
于是
Q=Av= =49.3l/s
(2)计算管顶2-2断面的真空度(假设2-2中心与B点高度相同，离管路进口距离与B点也相等)。以钻井水面为基准面，建立断面1-1和2-2的伯诺里方程
0+=+++
忽略行近流速，取a2=1.0，上式成
=++
其中Σζ=ζ1+ζ2+ζ3=0.5+0.2+0.5=1.2
=1.57m/s
==0.13m
代入上式，得
== 4.5+0.13+=5.25m水柱
因为2-2断面的真空度hv=5.25m(水柱)＜［hv］=7～8m(水柱)，所以虹吸管高度hs=4.5m时，虹吸管可以正常工作。
5.解
Hs=［hv］
式中局部阻力系数总和Σζ=7+0.25=7.25
管中流速 v==1.03m/s
将各值代入上式得
Hs = 5.07m
6.解以下游水面为基准面，对1-1、2-2断面建立伯诺里方程，忽略上下游流速，得
H+0=0+0+hw
即 H=hw=
代入已知各数值，简化得
3d5-2.08d-0.745=0
用试算法求d，设d=1.0m代入上式
3×1-2.08×1-0.745≠0
再设d=0.98m，代入上式
3×0.985-2.08×0.98-0.745≈0
采用规格管径d=1.0m，实际通过流量Q略大于3m3/s。
7解竖井自然通风的流动方向如题图所示。因隧道进、出口高差很小，可以认为A、B断面的大气压相等，两断面的水头相等，又竖井底部C处只能有一个水头值，在忽略局部水头损失时有
=
即
(5-4-16)
由连续原理有
v1A+v2A=v3A3
得
(5-4-17)
现讨论隧道及竖井内的空气流动。以A洞口后的隧道断面1-1和竖井出口前的竖井断面2-2写以绝对压强表示的能量方程
(5-4-18)
式中 (5-4-19)
设洞口前的大气压强为pa，竖井出口后的大气压强为pc，则p1与pa和p2与pc的关系为
(5-4-20)
(5-4-21)
再考虑到外界大气压强的关系为
pa=pc+γa(ZC-ZA) (5-4-22)
得
(5-4-23)
得
代入数字得
v1=0.615m/s
v2=v1=0.753m/s
风量为 Q1=v1A=0.615××62=17.38m3/s
Q2=v2A=0.753×62=21.28m3/s
8.解以海拔水平面为基准面，在水塔水面与管路末端间列长管的伯诺里方程：
(Ht+▽1)+0+0=▽2+Hz+0+h
故 hf=(Ht+▽1)-(Hz+▽2)
则管路末端的作用水头H便为 H=hf
H=(Ht+▽1)-(Hz+▽2)=(61+18)-(45+25)=9m
查得400mm铸铁管比阻S0为0.2232s2/m6，)得
Q===0.127m3/s
验算阻力区
v== =1.01m/s＜1.2m/s
属于过渡区，比阻需要修正，查得v=1m/s时，k=1.03。修正后流量为
Q= ==0.125m/s
此题按水力坡度计算更为简便
J==0.0036
查得d=400mm，J=0.00364时，Q=0.126m3/s，内插J=0.0036时的Q值
Q=126=125l/s=0.125m3/s
与按比阻计算结果一致。
9.解并联各管段的比阻查得
〖JZ〗=0.0069
另外， i=,而K=AC
其中： A=bh0=5×2=10m2
χ=b+2h0=5+2×2=9m
R==1.11m
K=AC==536.0m3/s
得 i==0.0056
可见i=0.0056＜iK=0.0069，此均匀流为缓流。
(3)佛汝德数：
Fr2=
其中： h=h0=2m
v==4m/s
得 Fr2===0.816＜1
可见Fr＜1，此时均匀流水流为缓流。
(4)临界速度：
vK==4.28m/s
v==4m/s
可见v＜vK，此均匀流水流为缓流。
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