武漢大學(xué)水力學(xué)教材答案第三章.doc
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第三章 水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1、漸變流與急變流均屬非均勻流。 ( ) 2、急變流不可能是恒定流。 ( ) 3、總水頭線沿流向可以上升,也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是單位長(zhǎng)度流程上的水頭損失。 ( ) 5、擴(kuò)散管道中的水流一定是非恒定流。 ( ) 6、恒定流一定是均勻流,非恒定流一定是非均勻流。 ( ) 7、均勻流流場(chǎng)內(nèi)的壓強(qiáng)分布規(guī)律與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。 ( ) 8、測(cè)管水頭線沿程可以上升、可以下降也可不變。 ( ) 9、總流連續(xù)方程 v1A1 = v2A2 對(duì)恒定流和非恒定流均適用。 ( ) 10、漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)隨水深的變化呈線性關(guān)系。 ( ) 11、水流總是從單位機(jī)械能大的斷面流向單位機(jī)械能小的斷面。 ( ) 12、恒定流中總水頭線總是沿流程下降的,測(cè)壓管水頭線沿流程則可以上升、下降或水平。 ( ) 13、液流流線和跡線總是重合的。 ( ) 14、用畢托管測(cè)得的點(diǎn)流速是時(shí)均流速。 ( ) 15、測(cè)壓管水頭線可高于總水頭線。 ( ) 16、管軸高程沿流向增大的等直徑管道中的有壓管流,其管軸壓強(qiáng)沿流向增大。 ( ) 17、理想液體動(dòng)中,任意點(diǎn)處各個(gè)方向的動(dòng)水壓強(qiáng)相等。 ( ) 18、恒定總流的能量方程z1 + p1/g + v12/2g = z2 +p2/g + v22/2g +hw1- 2 ,式中各項(xiàng)代表( ) (1) 單位體積液體所具有的能量; (2) 單位質(zhì)量液體所具有的能量; (3) 單位重量液體所具有的能量; (4) 以上答案都不對(duì)。 19、圖示抽水機(jī)吸水管斷面A─A動(dòng)水壓強(qiáng)隨抽水機(jī)安裝高度 h 的增大而 ( ) (1) 增大 (2) 減小 (3) 不變 (4) 不定 20、在明渠恒定均勻流過(guò)水?dāng)嗝嫔?、2兩點(diǎn)安裝兩根測(cè)壓管,如圖所示,則兩測(cè)壓管高度h1與h2的關(guān)系為 ( ) (1) h1 > h2 (2) h1 < h2 (3) h1 = h2 (4) 無(wú)法確定 21、對(duì)管徑沿程變化的管道 ( ) (1) 測(cè)壓管水頭線可以上升也可以下降 (2) 測(cè)壓管水頭線總是與總水頭線相平行 (3) 測(cè)壓管水頭線沿程永遠(yuǎn)不會(huì)上升 (4) 測(cè)壓管 水頭線不可能低于管軸線 22、圖示水流通過(guò)漸縮管流出,若容器水位保持不變,則管內(nèi)水流屬 ( ) (1) 恒定均勻流 (2) 非恒定均勻流 (3) 恒定非均勻流 (4) 非恒定非均勻流 23、管軸線水平,管徑逐漸增大的管道有壓流,通過(guò)的流量不變,其總水頭線沿流向應(yīng) ( ) (1) 逐漸升高 (2) 逐漸降低 (3) 與管軸線平行 (4) 無(wú)法確定 24、均勻流的總水頭線與測(cè)壓管水頭線的關(guān)系是 ( ) (1) 互相平行的直線; (2) 互相平行的曲線; (3) 互不平行的直線; (4) 互不平行的曲線。 25、液體運(yùn)動(dòng)總是從 ( ) (1) 高處向低處流動(dòng); (2) 單位總機(jī)械能大處向單位機(jī)械能小處流動(dòng); (2) 壓力大處向壓力小處流動(dòng); (3) 流速大處向流速小處流動(dòng)。 26、如圖斷面突然縮小管道通過(guò)粘性恒定流,管路裝有U形管水銀差計(jì),判定壓差計(jì)中水銀液面為 ( ) (1) A高于B; (2) A低于B; (3) A、B齊平; (4) 不能確定高低。 27、恒定總流動(dòng)量方程寫為_(kāi)______________________,方程的物理意義為 __________________________________________________________________________________________________。 28、恒定總流能量方程中,hw的能量意義是___________________________________________________。它的量綱是______________________________。 29、在有壓管流的管壁上開(kāi)一個(gè)小孔,如果沒(méi)有液體從小孔流出,且向孔內(nèi)吸氣,這說(shuō)明小孔內(nèi)液體的相對(duì)壓強(qiáng)_________零。(填寫大于、等于或小于) 如在小孔處裝一測(cè)壓管,則管中液面將________。(填寫高于、或低于)小孔的位置。 30、恒定總流能量方程中, v2/2g的能量意義為_(kāi)_-____________________________________________,它的量綱是 _____________。 31、水平放置的管道,當(dāng)管中水流為恒定均勻流時(shí),斷面平均流速沿程______________,動(dòng)水壓強(qiáng)沿程______________。 32、圖示分叉管道中,可以寫出單位重量液體的能量方程的斷面是_____________________________,不能寫出單位重量液體的能量方程的斷面是___________________________________。 33、某過(guò)水?dāng)嗝婷娣eA=2m2,通過(guò)流量qv=1m3/s,動(dòng)能修正系數(shù)α=1.1,則該過(guò)水?dāng)嗝娴钠骄鶈挝粍?dòng)能為 ___________________________________。 34、圖示為一平底等直徑隧洞,出口設(shè)置一控制閘門。當(dāng)閘門關(guān)閉時(shí),A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)pA與pB的關(guān)系為_(kāi)____; 當(dāng)閘門全開(kāi)時(shí),A、B兩位于均勻流段,其關(guān)系為_(kāi)__________________。 35、應(yīng)用恒定總流能量方程時(shí),所選的二個(gè)斷面必須是_________斷面,但二斷面之間可以存在_______流。 36、有一等直徑長(zhǎng)直管道中產(chǎn)生均勻管流,其管長(zhǎng) 100 m,若水頭損失為 0.8m,則水力坡度為_(kāi)__________。 37、圖示為一大容器接一鉛直管道,容器內(nèi)的水通過(guò)管道流入大氣。已知 h1=1m,h2=3m。若不計(jì)水頭損失, 則管道出口流速為_(kāi)_______________。 38、圖示為1、2兩根尺寸相同的水平放置的管道。管1中為理想液體,管2中為實(shí)際液體。當(dāng)兩管流量 qv1 = qv2 時(shí),則兩根測(cè)壓管的液面高差 h1 與 h2 的比較是__________________。 39、圖示為一等直徑水平管道,水頭為H。若整個(gè)水頭損失為hw,α=1,則管道A、B、C三個(gè)斷面的流速分別為 vA=_________________, vB=_________________, vC=_____________________。 40、用能量方程或動(dòng)量求解水力學(xué)問(wèn)題時(shí),兩過(guò)水?dāng)嗝嫒≡跐u變流斷面上,目的是利用____________________________的特征,計(jì)算______________________________________。 41、將一平板放置在自由射流中,并重直于射流的軸線,該平板截去射流流量的一部分q1,并將射流流量的剩余部分 q2 以偏轉(zhuǎn)角 θ=15 射出,如圖所示。已知流速 v=30 m/s,總流量q=0.036 m3/s,q1=0.012m3/s。 若不計(jì)液體重量的影響,且在射流流動(dòng)在同一水平面上,流速只改變方向,不改變大小。試求射流對(duì)平板的作用力。動(dòng)量校正系數(shù)β=1。 (384.5N) 42、某平底矩形斷面的河道中筑一溢壩,壩高a=30m,壩上水頭H=2m,壩下游收縮斷面處水深hc=0.8m,溢流壩水頭損失為hw=2.5(),為收縮斷面流速。不計(jì)行近流速。(取動(dòng)能及動(dòng)量校正系數(shù)均為1)求水流對(duì) 單寬壩段上的水平作用力(包括大小及方向)。 (4874.6KN) 43、從水箱中引出一噴管,噴管噴出的射流沖擊著置于斜面上的重物G。如果要使重物保持靜止, 問(wèn)水箱中水面相對(duì)于噴管出口的高度H是多少?(已知值如圖所示)。(水箱中水面保持不變,不計(jì)噴嘴進(jìn)口局部水頭損失,重物在斜面上按無(wú)摩擦計(jì),動(dòng)能動(dòng)量校正系數(shù)均取1,噴管沿程水頭損失系數(shù)為l。) () 44、用畢托管測(cè)量明渠漸變流某一斷面上A、B兩點(diǎn)的流速(如圖)。已知油的重度ρg=8000N/m3。求uA及uB。 (取畢托管流速系數(shù)μ=1) () 45、一圓管的直徑 d1=10cm,出口流速 v=7m/s,水流以α=60的傾角向上射出(如圖)。不計(jì)水頭損失。求水 流噴射最大高度 H 及該處水股直徑 d2。(動(dòng)能校正系數(shù)為1) (;= 14.14cm) 46、某貯液容器遮底部用四只螺釘固接一直徑為d,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的管道(如圖)。貯液容器的面積甚大,液面距離管道進(jìn)口的高度為h保持恒定。已知液體容重為ρg,沿程水頭損失系數(shù)為l不計(jì)鉛直管道進(jìn)口的水頭損失。求每只螺釘所受的拉力(管重不計(jì),不計(jì)阻力,動(dòng)能動(dòng)量校正系數(shù)均為1)。 (T) 47、自水箱引出一水平管段,長(zhǎng)度L=15m,直徑D=0.06 m,末端接一噴嘴,噴口的直徑d=0.02m,如圖所示。已知射流作用于鉛直入置的放置的平板 A上的水平力F=31.4N。求水箱水頭H。(設(shè)管段沿程水頭損失系數(shù)l=0.04噴嘴局部水頭損失系數(shù)ξ=0.2,管道進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)ξ=0.1,各系數(shù)均對(duì)應(yīng)于管中流速水頭v2/2g,動(dòng)能動(dòng)量校正系數(shù)均為1) ( ) 48、某輸油管道的直徑由d1=15cm,過(guò)渡到d2=10cm。(如圖)已知石油重率ρg=8500 N/m3,漸變段兩端水銀壓差讀數(shù)Δh=15 mm,漸變段末端壓力表讀數(shù)p=2.45 N/cm2。不計(jì)漸變段水頭損失。取動(dòng)能動(dòng)量校正系數(shù)均為1。求:(1) 管中的石油流量qv;(2) 漸變管段所受的軸向力。 (0.0182 m3/s;253.1 N) 49、一圓柱形管嘴接在一個(gè)水位保持恒定的大水箱上,如圖所示。在管嘴收縮斷面C─C處產(chǎn)生真空,在真空斷面上接一玻璃管,并插在顏色液體中。已知收縮斷面處的斷面積Ac與出口斷面積之比Ac/A=0.64。水流自水箱至收縮斷面的水頭損失為0.06(vc2/2g),vc為收縮斷面流速。水流自水箱流至出口斷面的水頭損失為0.48(vc2/2g),v為出口斷面流速。管嘴中心處的水頭H=40cm。水箱中的流速水頭忽略不計(jì)。求顏色液體在玻璃管中上升的高度h。(取動(dòng)能校正系數(shù)為1) (0.297m) 50、圖示為用虹吸管越堤引水。已知管徑d=0.2 m,h1=2 m,h2=4 m。不計(jì)水頭損失。取動(dòng)能 校正系數(shù)為1。問(wèn):(1) 虹吸管的流量 qv 為多? (2)設(shè)允許最大真空值為0.7 m,B點(diǎn)的真空壓強(qiáng)是否超過(guò)最大允許值? (0.197m3/s;mH2O) 51、某輸水管道接有管徑漸變的水平彎管(如圖)。已知管徑D=250 mm,d=200 mm,彎角θ=60。若彎管進(jìn)口壓力表讀數(shù)p1=2.5 N/cm2,p2=2.0 N/cm2。不計(jì)彎管的水頭損失,求:水流對(duì)彎管的水平作用力的大小及方向。(取動(dòng)量校正系數(shù)均為1) ( 1503.07 N ;51.070) 52、有一水平放置的管道(如圖)。管徑d1=10 cm,d2=5 cm。管中流量qv=10 L/s。斷面1處測(cè)管高度h=2 m。不 計(jì)管道收縮段的水頭損失。取動(dòng)能校正系數(shù)均為1。求不流作用于收縮段管壁上的力。 (101.31 N) 53、有一傾斜放置的管道,管徑由d1=10 cm,突然擴(kuò)大至d2=20 cm。試驗(yàn)時(shí)測(cè)得測(cè)壓管1和2中的水位分別為0.5 m和0.8 m,如圖所示。求管道流量qv。(取動(dòng)能校正系數(shù)為1,突然擴(kuò)大局部水頭損失系數(shù)ξ=(A2/A1-1)2,A1、A2分別為小管和大管的斷面面積,ξ對(duì)應(yīng)于大管的流速。) (0.0311 m3/s) 54、從水箱下部引一管道,管道水平段上有一收縮段。從收縮段引出的玻璃管插入容器A的水中(如圖)。已知管徑d1=4 cm,收縮段直徑d2=3 cm。水箱至收縮段的水頭損失hw1=3v2/2g,收縮段至管道出口的水頭損失hw2=v2/2g(v為管道流速)。當(dāng)水流通過(guò)管道流出時(shí),玻璃管中水柱高h(yuǎn)=0.35 m,求管道水頭H,(取動(dòng)校正系數(shù)為1) 。 (1.51m) 55、圖示為鉛直放置的一文德里管。已知d1=20 cm,d2=10 cm,Dz=0.5 m,水銀壓差計(jì)讀數(shù)Dh=2 cm。若不計(jì)水頭損失,求流量qv。(取動(dòng)能校正系數(shù)為1) (0.018m3/s) 56、試證明圖示文德里管測(cè)得的流量值與管的傾斜角無(wú)關(guān)。 57、在圖示管道的斷面A─A、B─B、C─C的上、下兩端壁處各裝設(shè)一根測(cè)壓管,試問(wèn)各斷面上、下兩根測(cè)壓管 水面是否等高?如果等高,原因何在?如不等高,哪一根高些,為什么? 58、圖示水箱一側(cè)有一向上開(kāi)口的短管,箱內(nèi)水位恒定,水通過(guò)管嘴向上噴射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m,管嘴局部水頭損失系數(shù)ξ=0.2,取動(dòng)能校正系數(shù)α=1。求管嘴的出流速度v及此射流達(dá)到的高度z。 (4.17m) 59、圖示容器內(nèi)的水從側(cè)壁孔口射入大氣。已知孔口直徑d=10 cm,水流對(duì)水箱的水平作用力F=460 N。取動(dòng)動(dòng)量校正系數(shù)等于1。求:孔口射流的流速v。 (7.653m/s) 60、圖示為水平放置的水電站壓力分岔鋼管,用混凝土支座固定。已知主管直徑D=3 m,兩根分岔直徑d=2 m,轉(zhuǎn)角θ=120,管末斷面1壓強(qiáng)p1=294 KN/m2,通過(guò)總流量qv=35 m3/s,兩分岔管流量相等。不計(jì)水頭損失。取動(dòng)能動(dòng)量校正系數(shù)均為1。求水流對(duì)支座的水平作用力。 (2144.6KN) 61、圖示為一矩形斷面平底渠道,寬度b=2.7 m,在某處渠底抬高h(yuǎn)=0.3 m,抬高前的水深H=0.8 m,抬高后水面降低z=0.12 m,設(shè)抬高處的水頭損失是抬高后流速水頭的1/3,求渠道流量。(取動(dòng)能校正系數(shù)α=1) (14.95m3/s) 62、射流從噴嘴中射出,撞擊在一鉛直放置的平板上,如圖所示。已知噴嘴直徑d=25 mm,射流與平板垂線間的夾角θ=60,射流流速v1=5 m/s。不計(jì)摩擦阻力,取動(dòng)量校正系數(shù)為1。求:(1)平板靜止時(shí),射流作用在平板上的垂直作用力;(2)當(dāng)平板以u(píng)=2 m/s的速度與水流相同方向運(yùn)動(dòng)時(shí),射流作用在平板上的垂直力。 (6.13N;2.12N) 63、圖示為矩形平底渠道中設(shè)平閘門,門高a=3.2 m,門寬b=2 m。當(dāng)流量qv1=8 m3/s時(shí),閘前水深H=4 m,閘后收縮斷面水深hc=0.5 m。不計(jì)摩擦力。取動(dòng)量校正系數(shù)為1。求作用在閘門上的動(dòng)水總壓力,并與閘門受靜水總壓力相比較。 ( 小于) 64、一帶有收縮段的管道系統(tǒng)如圖所示。利用收縮處的低壓將容器M中的液體吸入管道中。設(shè)大容器裝有同種液體。管道收縮處斷面面積為A1,出口面積為A2。管道出口中心的水頭為H。容器m液面至管軸高度h為多大時(shí),能將液體抽入?(不計(jì)水頭損失) () 65、射流以v=19.8 m/s的速度從直徑d=10 cm的噴嘴中射出,射向有固定對(duì)稱角θ=135的葉片上。噴嘴出口和葉片出口流速均勻分布。若不計(jì)摩擦阻力及損失,求葉片所受的沖擊力。 () 66、圖示為水輪機(jī)的圓錐形尾水管,已知斷面A的直徑d1=0.6 m,流速vA=6 m/s,斷面B的直徑d2=0.9 m,斷面的壓強(qiáng)按靜壓分布。斷面A到B的水頭損失hw=0.2vA2/2g。試計(jì)算:(1)z=6 m時(shí),斷面A的真空度;(2)允許A處真空度為5 m時(shí),斷面A允許最高位置z。(設(shè)動(dòng)能校正系數(shù)α=1) ((1)7.106 mH2O ; (2) 3.894 m) 67、水槍的頭部為漸細(xì)管,長(zhǎng)度L=20 cm,出口直徑d=2 cm,進(jìn)口直徑D=8 cm,如圖所示。水槍出口的水流流速v=15 m/s。一消防隊(duì)員手持水槍進(jìn)口處, 將水槍豎直向上,將水槍豎直向上噴射。若不計(jì)能量損失,取動(dòng)能校正系數(shù)及動(dòng)量校正系數(shù)為1。求手持水槍所需的力及方向。 (0.502 KN ; 方向向下) 68、如圖所示射流泵,其工作原理是借工作室中管嘴高速射流產(chǎn)生真空,將外部水池中的水吸進(jìn)工作室, 然后再由射流帶進(jìn)出口管。已知 H=2 m,h=1 m,d1=10 cm,d2=7 cm,不計(jì)水頭損失,試求:(1)射流泵提供的流量 qv;(2)工作室中3─3斷面處的真空度hv3。 (;mH2O) 69、在直徑 d=150 mm 的輸水管中,裝置一附有水銀差計(jì)的畢托管,水銀面高差 Δh=20 mm,設(shè)管中斷面平均 流速 v=0.8umax,試求:管中流量 qv。 (31 l/s) 70、用虹吸管從水庫(kù)中取水,已知 d=10 cm,其中心線上最高點(diǎn)3超出水庫(kù)水面2m,其水頭損失為:點(diǎn)1到點(diǎn)3 為 10v2/2g,(其中1至2點(diǎn)為 9v2/2g),由點(diǎn)3到點(diǎn)4為2v2/2g,若真空高度限制在 7 m以內(nèi)。問(wèn):(1)吸水管的最大流量有無(wú)限制?如有應(yīng)為多少?出水口至水庫(kù)水面的高差h有無(wú)限制?如有,應(yīng)為多少?(2) 在通過(guò)最大流量時(shí)2點(diǎn)在壓強(qiáng)為多少? (m3/s l/s;hmax=5.9m;mH2O) 71、如圖所示,水在無(wú)摩擦管道系統(tǒng)中流動(dòng),若水的汽化壓強(qiáng)為7367 Pa,大氣壓力為99974 Pa,水的重度 ρg=9730 N/m3,試求保證水在管中不發(fā)生汽化的最大高度 h。 (5.51m) 72、圓管過(guò)水?dāng)嗝嬷睆缴系牧魉俜植家?guī)律為 u=u0 (1-r/r0)1/7式中 u 為半徑 r 處的流速,u0為中心點(diǎn)的流速,r0為圓管半徑。設(shè) r0=10 cm,測(cè)得 u0=3 m/s,求流量及斷面平均流速 v0。 (0.0774m2/s; ) 73、某液體在兩平板之間流動(dòng),其斷面流速分布如圖示。求斷面平均流速 v與最大流速 umax的關(guān)系。 () 74、某渠道在引水途中要穿過(guò)一條鐵路,于路基下面修建圓形斷面涵洞一座,如圖所示。已知涵洞設(shè)計(jì)流量 qv= 1m3/s,涵洞上下游 水位差 z=0.3 m,涵洞水頭損失 hw=1.47v2/2g (v為洞內(nèi)流速),涵洞上下游渠道流速很小,速度水頭可忽略。求涵洞直徑 d。 (0.80m) 75、動(dòng)量實(shí)驗(yàn)裝置為一噴嘴向正交于射流方向的平板噴水,已知噴嘴出口直徑為 10 mm,測(cè)得平板受力為 100N,求射流流量。 (2.8 l/s) 76、水自密封容器沿管路流出,容器液面上的真空度為 1kPa,不計(jì)水頭損失,求:(1)流量;(2)A點(diǎn)流速; (3)管中壓強(qiáng)最低點(diǎn)的位置及其負(fù)壓值。 ((1)154 l/s; (2)19.67m/s; (3)135.45Kpa) 77、拉格朗日積分要求流動(dòng)為無(wú)旋,但可以是非恒定流動(dòng);而柯西-伯努力積分不僅要求流動(dòng)為無(wú)旋, 且要求是恒定流動(dòng) 。 ( ) 78、理想液體屬于有勢(shì)流,實(shí)際液體都是有渦流. ( ) 79、若液體質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng),流線為同心圓,則此類流動(dòng)一定為有渦流(有渦旋)。 ( ) 80、不可壓縮液體的平面流動(dòng)中存在流函數(shù),則必定存在勢(shì)函數(shù)。 ( ) 81、在平面流動(dòng)中,兩流線之間通過(guò)的單寬流量等于該兩流線的流函數(shù)值之差。 ( ) 82、不可壓縮液體連續(xù)性微分方程 只適用于恒定流。 ( ) 83、在平面流動(dòng)中,兩條流線的流函數(shù)之差等于 ( ) (1) 兩條流線間的切應(yīng)力差 (2) 兩條流線間的壓強(qiáng)之差 (3)兩條流線間的流速差 (4) 兩條流線的單寬流量 84、液體作有勢(shì)運(yùn)動(dòng)時(shí) ( ) (1) 作用于液體的力,必須是有勢(shì)的 (2) 液體的角變形速度為零 (3) 液體的旋轉(zhuǎn)角速度為零 (4) 液體沿流向的壓強(qiáng)梯度為零 85、伯努力積分的應(yīng)用條件為 ( ) (1) 理想正壓流體,質(zhì)量力有勢(shì),非恒定無(wú)旋流動(dòng); (2) 不可壓縮流體,質(zhì)量力有勢(shì),非恒定有旋流動(dòng) (3) 理想正壓流體,質(zhì)量力有勢(shì),恒定流動(dòng),沿同一流線 (4) 理想正壓流體,質(zhì)量力有勢(shì),非恒定流動(dòng) ,沿同一流線 86、理想液體恒定有勢(shì)流動(dòng),當(dāng)質(zhì)量力僅為重力時(shí), ( ) (1) 整個(gè)流場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的總水頭相等; (2) 只有位于同一流線上的點(diǎn),總水頭相等; (3) 沿流線總水頭沿程減小; (4) 沿流線總水頭沿程增加; 87、若已知流函數(shù)為常數(shù),則 .。 88、恒定平面勢(shì)流中,組成流網(wǎng)的流線與等勢(shì)線的關(guān)系是_________________。 89、液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式有________________________________________。 90、理想液體在同一點(diǎn)上各方向的動(dòng)水壓強(qiáng)數(shù)值是___________的。實(shí)際液體中的動(dòng)水壓強(qiáng)為在同一點(diǎn)上沿三個(gè)正交方向的動(dòng)水壓強(qiáng)的 _________________________________________ ,而= __________ ____________, =________________________, =____________________________。 91、液體運(yùn)動(dòng)可根據(jù)________________________________分為有渦流和無(wú)渦流,無(wú)渦流是指 ________________________________,應(yīng)滿足的判別條件是____________________________________。 92、設(shè)液體的流速場(chǎng)為為時(shí)間,求:(1) 當(dāng)?shù)丶铀俣龋?2) 遷移加速度;(3) 質(zhì)點(diǎn)加速度。 93、已知平面無(wú)旋流動(dòng)的速度分量由下式給出 ;試求:(1) 之間的關(guān)系;(2) 速度勢(shì)函數(shù);(3)流函數(shù)。 ((1) B=C ; A=-D ; (2) ; (3) y = ) 94、已知不可壓縮液體平面流動(dòng)的流函數(shù)。 要求: (1) 畫出該流動(dòng)的流線圖形,并標(biāo)明流向; (流線) (2) 判別是有旋流動(dòng)還是無(wú)旋流動(dòng); (有旋) (3) 已知流場(chǎng)中兩定點(diǎn)坐標(biāo)分別為 A(1,0) 與 B(2,3),通過(guò)此兩點(diǎn)間的單寬流量 q; () (4) A、B兩點(diǎn)是否滿足方程? (否) 95、證明兩固定平行平板間發(fā)生層流運(yùn)動(dòng)時(shí),其流速分布為,式中為的最大值,2H為平板間距。 96、有一流線型物體順流放置于水下點(diǎn) A距離水面2m處,來(lái)流流速沿水深分布為, 試求點(diǎn) A的 動(dòng)水壓強(qiáng)。 (21.3KPa) 97、已知某一不可壓縮液體平面流動(dòng)的速度分布為:,要求: (1) 判別是否滿足速度勢(shì)函數(shù) j 和流函數(shù) y 的存在條件,并求 j 和 y; (2) 求通過(guò) A(1,1) B(1,2) 兩點(diǎn)間流量; (1/3) (3) 寫出切應(yīng)力及附加壓強(qiáng)的表達(dá)式; (4) A點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭 pA/rg=2 m 水柱,試求 B點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭。 (0.47mH2O) 98、不可壓縮二維流動(dòng)的流速分量為: ,要求: (1) 該流動(dòng)是恒定流還是非恒定流; (2) 該流動(dòng)是否連續(xù); (3) 寫出流線方程式; (4) 判別有無(wú)線變形和角變形運(yùn)動(dòng); (5) 判別有渦流還是無(wú)渦流; (6) 判別是否為勢(shì)流,若流動(dòng)有勢(shì),寫出流速勢(shì)函數(shù)表達(dá)式。 99、如圖所示,在一長(zhǎng)為 l,頂角為q的圓錐形管嘴中,嘴中水流以一定的流量 qv 流動(dòng)并在頂點(diǎn)連續(xù)地噴出。按圖示取坐標(biāo)軸 x,試求:坐標(biāo)為x 斷面處的加速度 ax。 () 100、給出流速場(chǎng),求空間點(diǎn)在的加速度。 () 101、流動(dòng)場(chǎng)中速度沿流程均勻地減小,并隨時(shí)間均勻地變化。A點(diǎn)和B點(diǎn)相距2m,C點(diǎn)在中間,如圖示。已知時(shí),時(shí),。試求時(shí)C點(diǎn)的加速度。(-2.73m/s2) 102、圖示收縮管段長(zhǎng),管徑通過(guò)流量。如果逐漸關(guān)閉閘門,使流量線性減小,在30s內(nèi)流量減為零。求在關(guān)閉閘門的第10s時(shí),A點(diǎn)的加速度和B點(diǎn)的加速度(假設(shè)斷面上流速均勻分布)。 ( ) 103、試求下列各種不同流速分布的流線和跡線: (1) (2) (x2+y2=c,y2-3x2y=c) 104、已知流體的速度分布為。求時(shí)過(guò)(0,0)點(diǎn)的流線及時(shí)位于(0,0)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)軌跡。 (流線方程 y2-2y+2tx=0 ,跡線方程 x=t-x3/6 ,y=t2/2) 105、有一底坡非常陡的渠道如圖,水流為恒定均勻流,設(shè)A點(diǎn)距水面的鉛直水深為3.5m。求 A點(diǎn)的位置水頭、壓強(qiáng)水頭、測(cè)壓管水頭。并以過(guò)B點(diǎn)的水平面為基準(zhǔn)面在圖上標(biāo)明。 (ZA=-3.5m,pA/=2.625m) 106、某河道在某處分為兩支——外江及內(nèi)江,外江設(shè)溢流壩一座以抬高上游河道,如圖所示。已測(cè)得上游河道流量。通過(guò)溢流壩的流量,內(nèi)江過(guò)水?dāng)嗝娴拿娣e。求內(nèi)江流量及斷面A的平均流速。 (Q2=925m3/s,v2=2.47m/s) 107、水流從水箱經(jīng)過(guò)管徑的管道在c處流入大氣,已知出口流速為,求AB管段的斷面平均流速。 ( v=0.25m/s) 108、試?yán)妙}圖證明不可壓縮液體二維流動(dòng)的連續(xù)性微分方程的極坐標(biāo)形式為 109、對(duì)于不可壓縮液體,下面的流動(dòng)是否滿足連續(xù)性條件: (1) (2) (否) (3) (4) 110、如圖某一壓力水管安有帶水銀比壓計(jì)的畢托管,比壓計(jì)中水銀面的高差,求A點(diǎn)的流速 (2.22m/s) 111、在一寬淺式明渠中產(chǎn)生均勻流,現(xiàn)用和比壓計(jì)相連的兩根比托管量測(cè)流速,已知。當(dāng)畢托管位于A,B兩點(diǎn)時(shí)比壓計(jì)中的液面差。A、B、C各點(diǎn)位置如圖所示,求C點(diǎn)的流速。(3.325m/s) 112、如圖所示,利用牛頓第二定律證明重力場(chǎng)中沿流線坐標(biāo)S方向的歐拉運(yùn)動(dòng)微分方程為 113、圓管水流如圖,已知:。試問(wèn):(1)AB間水流的單位能量損失為多少米水頭?(2)水流流動(dòng)方向是由A到B,還是由B到A?(A到B;4.765m) 114、有一漸變管,與水平面的傾角為450,其裝置如圖所示。1—1斷面的管徑,2—2斷面的管徑,兩斷面間距,若重度為8820N/m3的油通過(guò)該管段,在1—1斷面處的流速,水銀測(cè)壓計(jì)中的液位差。試求:(1)1—1斷面到2—2斷面的水頭損失(2)判斷液流流向;(3)1—1斷面與2—2斷面的壓強(qiáng)差。 ((1)-0.24m;(2)從2向1;(3)4.23m油柱高) 115、鉛直管如圖,直徑,出口直徑,水流流入大氣,其他尺寸如圖所示。若不計(jì)水頭損失,求A,B,C三點(diǎn)的壓強(qiáng)。 (pA=43.3KPA , pB=82.5 KPA, pc=0) 116、溢流壩過(guò)水的單寬流量,已知1—1斷面到C—C斷面過(guò)壩水流的水頭損失。求。 (VC=20.7m/s ,hC=1.44m) 117、圖示為一抽水裝置。利用噴射水流在喉道斷面上造成的負(fù)壓,可將容器M中積水抽出。已知H、b、h,如不計(jì)水頭損失,喉道斷面面積與噴嘴出口斷面面積之間應(yīng)滿足什么條件才能使抽水裝置開(kāi)始工作? () 118、文透里流量計(jì)裝置如圖,,流量系數(shù),在水銀比壓計(jì)上讀得。試求:(1)管中所通過(guò)的流量;(2)若文透里管傾斜放置的角度發(fā)生變化時(shí)(其他條件均不變),問(wèn)通過(guò)的流量有無(wú)變化? ( Q=3.785升/秒,不變) 119、水從水管進(jìn)入一水力機(jī)械,其入口壓強(qiáng),出口后流入一個(gè)的水管,此處,設(shè)其間能量損失,求水流供給機(jī)械的功率。(N=59.9KW) 120、在測(cè)定流量用的密閉水箱中開(kāi)一直徑的孔口,為了測(cè)定水箱中的壓強(qiáng),安置了一個(gè)U形水銀測(cè)壓管,如圖所示,設(shè),孔口流量系數(shù)。求恒定流的流量Q(設(shè)水箱的斷面面積比孔口斷面面積大得多)。 (Q=μA) 121、一水泵產(chǎn)生水頭,水泵吸水管從水池A處吸水,吸水管直徑,所產(chǎn)生的水頭損失為,為吸水管平均流速,水泵安裝高程,出水管直徑,末端接一管嘴,直徑,管嘴中心距吸水池水面高30m,出水管所產(chǎn)生的水頭損失為,為出水管斷面平均流速,計(jì)算:(1)管嘴C點(diǎn)的射流流速;(2)水泵入口處B點(diǎn)的壓強(qiáng)。 (vc=8.76m/s ,pB=-34KN/m2) 122、嵌入支座內(nèi)的一段輸水管,其直徑由為1.5m變化到為1m(見(jiàn)圖示),當(dāng)支座前的壓強(qiáng)個(gè)大氣壓(相對(duì)壓強(qiáng)),流量為1.8時(shí),試確定漸變段支座所受的軸向力R。不計(jì)水頭損失。 (RX=384KN) 123、一鉛直管道,末端裝一彎形噴嘴,轉(zhuǎn)角,噴嘴的進(jìn)口直徑,出口直徑,出口斷面平均流速,兩斷面中心A、B的高差通過(guò)噴嘴的水頭損失,噴嘴中水重,求水流作用于噴嘴上的作用力F。 (RX=1959.2N, RY=751.5N, R=2.1KN) 124、主管水流經(jīng)過(guò)一非對(duì)稱分岔管,由兩短支管射出,管路布置如圖。出流速度為10m/s,主管和兩支管在同一水平面內(nèi),忽略阻力。(1)求水體作用在管體上的x和y方向力的大??;(2)管徑為10cm支管應(yīng)與x軸交成何角度才使作用力的方向沿著主管軸線? (FX=144.5N ,FY=152.6N) 125、一矩形渠道寬4m,渠中設(shè)有薄壁堰,堰頂水深1m,堰高2m,下游尾水深0.8m,已知通過(guò)的流量,堰后水舌內(nèi)外均為大氣,試求堰壁上所受動(dòng)水總壓力(上、下游河底為平底,河底摩擦阻力可忽略)。(R=153KN) 126、不可壓縮無(wú)粘性的液體從平板閘門下緣下泄。液體的密度為,其它量如圖所示,為使閘門AB不致被液流沖走,試確定閘門AB每單位寬度需施加的支撐力R與(重力加速度)、的關(guān)系式。 127、水箱上裝一圓柱形內(nèi)管嘴,管嘴斷面面積為A,經(jīng)管嘴出流的水股收縮斷面面積AC,則收縮系數(shù)。 (1)證明(提示:水箱面積很大,水位不變,沿箱壁壓強(qiáng)分布可按靜水壓強(qiáng)分布考慮,此外,不計(jì)水頭損失);(2)水股對(duì)水箱的反作用力為多少,方向如何? 128、一水力機(jī)械,,從軸中心流入,從4個(gè)轉(zhuǎn)臂流出,每個(gè)轉(zhuǎn)臂噴嘴的射流直徑,射流方向與垂直線成300角,轉(zhuǎn)輪半徑為0.3m,如圖,試求:(1)保持臂固定的轉(zhuǎn)矩;(2)若忽略機(jī)械摩擦,求最大轉(zhuǎn)速,以(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)計(jì));(3)如轉(zhuǎn)速為,求發(fā)出的功。 ((1)5.17N m,(2)219.4rpm (3)29.4焦耳) 129、已知圓管層流流速分布為,試分析: (1) 有無(wú)線變形、角變形;(2)是有旋還是無(wú)旋流。 (無(wú)線變形,有角變形;有旋) 130、已知圓管紊流流速分布為,求角速度和角變率,并問(wèn)是否為有勢(shì)流動(dòng)? 131、已知流場(chǎng)的流函數(shù);(1)證明此流動(dòng)是無(wú)旋的;(2)求出相應(yīng)的速度勢(shì)函數(shù);(2)證明流線與等勢(shì)線正交。 (無(wú)旋;φ=-2axy+c;) 132、如圖所示為平板閘門下的泄流流網(wǎng)圖,閘門開(kāi)度,上游水深,下游均勻流處水深,試求:(1)過(guò)閘單寬流量;(2)作用在1m寬閘門上的動(dòng)水總壓力。((1)0.747m3/sm; (2)2049.2N/m) 133、已知平面不可壓縮流動(dòng)的流速勢(shì)函數(shù)單位為m,的單位為,試求: (1) 常數(shù)a,b; (2)點(diǎn)A(0,0)和B(3,4)間的壓強(qiáng)差。設(shè)流體的密度。 ( a=-0.12, b=0, Δp=4560.2N/m2) 134、已知平面流動(dòng)的流函數(shù)為,試求時(shí),經(jīng)過(guò)圖中園弧AB及直線OA的流量。 (qAB=-20m2/(s m),qOA=32m2/s) 135、已知粘性流體的速度為i+3xyzj-8xz2k(m/s),流體的動(dòng)力粘度,在點(diǎn)(1,2,3)處的應(yīng)力,試求該點(diǎn)處其它各應(yīng)力。 (pYY=-1.934N/m2 , pZZ=-2.342N/m2;τX(jué)Y=τYX=0.069N/m2,τYZ=τZY=0.018N/m2,τX(jué)Z=τZX=-0.216N/m2.) 136、已知粘性液體平面流的流速分量為:(A為常數(shù)),試求(1)應(yīng)力。(2)假設(shè)忽略外力作用,且處壓強(qiáng)為,寫出壓強(qiáng)分布表達(dá)式。 ((1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p0-) 137、兩塊平行平板間有粘性液體,下平板固定,上平板以均勻的速度U向右運(yùn)動(dòng)。假設(shè)兩平板間的距離為,液體的流動(dòng)平行于平板,試求兩平板間液體在平板移動(dòng)方向無(wú)壓強(qiáng)變化時(shí)的速度分布。 (u=ux=) 138、兩平行的鉛直平板,間距為h,中間充滿粘性液體,假設(shè)流動(dòng)是恒定的,壓強(qiáng)均勻分布,試求:在重力作用下流動(dòng)中的速度分布。 (uY=) 139、在不可壓縮液體平面運(yùn)動(dòng)中,如果忽略質(zhì)量力和慣性力的作用,試證明動(dòng)水壓強(qiáng)和流函數(shù)需滿足下面的微分方程式- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 武漢大學(xué) 水力學(xué) 教材 答案 第三
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