武汉大学水力学教材答案第三章.docx
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武汉大学水力学教材答案第三章
第三章
水动力学基础
1、渐变流与急变流均属非均匀流。
（）
2、急变流不行能是恒定流。
（）
3、总水头线沿流向能够上涨，也能够降落。
（
）
4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。
（
）
5、扩散管道中的水流必定是非恒定流。
（
）
6、恒定流必定是均匀流，非恒定流必定是非均匀流。
（
）
7、均匀流流场内的压强散布规律与静水压强散布规律同样。
（
）
8、测管水头线沿程能够上涨、能够降落也可不变。
（
）
9、总流连续方程
v1A1=
v2A2
对恒定流和非恒定流均合用。
（
）
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、水流老是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。
（
）
12、恒定流中总水头线老是沿流程降落的，测压管水头线沿流程则能够上涨、降落或水平。
（）
13、液流流线和迹线老是重合的。
（
）
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，随意点处各个方向的动水压强相等。
（
）
18、恒定总流的能量方程z
1
+p
1／
g+v
2／2g=z
2
+p
2／
g+v
2
2g+h
式中各项代表（）
1
2／
w1-2，
（1）
单位体积液体所拥有的能量；
（2）
单位质量液体所拥有的能量；
（3）
单位重量液体所拥有的能量；
（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，
如下图，则两测压管高度
h1与h2的关系为（）
（1）h
＞h
（2）
h
＜h
2
（3）
h
1
=
h
（4）
没法确立
1
2
1
2
21、对管径沿程变化的管道
（）
（1）
测压管水头线能够上涨也能够降落
（2）
测压管水头线老是与总水头线相平行
（3）
测压管水头线沿程永久不会上涨
（4）
测压管水头线不行能低于管轴线
22、图示水流经过渐缩管流出，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，管径渐渐增大的管道有压流，经过的流量不变，其总水头线沿流向应
（1）渐渐高升
（2）渐渐降低（3）与管轴线平行（4）
没法确立
（
）
24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是
（1）相互平行的直线；
（2）相互平行的曲线；
（3）
互不平行的直线；
（4）
互不平行的曲线。
25、液体运动老是从
（）
（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。
26、如图断面忽然减小管道经过粘性恒定流，管路装有
U形管水银差计，判断压差计中水银液面为
（）
（1）
A
高于
；
（2）
A
低于
；
（3）
、
B
齐平；（4）
不可以确立高低。
B
B
A
27、恒定总流动量方程写为_______________________,方程的物理意义为
__________________________________________________________________________________________________。
28、恒定总流能量方程中，hw的能量意义是___________________________________________________。
它的量纲是
______________________________。
29、在有压管流的管壁上开一个小孔，假如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
孔的地点。
30、恒定总流能量方程中，
v
2／2
的能量意义为__-____________________________________________,它的量纲是
g
_____________。
31、水平搁置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面均匀流速沿程______________，动水压强沿程
______________。
32、图示分叉管道中，能够写出单位重量液体的能量方程的断面是_____________________________，不可以写出单位
重量液体的能量方程的断面是___________________________________。
3
／s，动能修正系数α＝，则该过水断面的均匀单位动能为
33、某过水断面面积A＝2m2,经过流量qv＝1m
___________________________________。
34、图示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。
当闸门封闭时，
A、B两点压强pA与pB的关系为_____；
当闸门全开时，、
两位于均匀流段，其关系为___________________。
AB
35、应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面一定是_________断面，但二断面之间能够存在_______流。
36、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长100m，若水头损失为0.8m，则水力坡度为___________。
37、图示为一大容器接一铅直管道，容器内的水经过管道流入大气。
已知h1=1m，h2=3m。
若不计水头损失，
则管道出口流速为
________________。
38、图示为1、2两根尺寸同样的水平搁置的管道。
管1中为理想液体，管2中为实质液体。
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__________________。
39、图示为一等直径水平管道，水头为。
若整个水头损失为
，α＝1，则管道
、、
C
三个断面的流速分别为
H
hw
AB
v=_________________，v=_________________，v=_____________________。
ABC
40、用能量方程或动量求解水力学识题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用
____________________________的特点，计算______________________________________。
41、将一平板搁置在自由射流中，并重直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分q1，并将射流流量的节余部
分q2以偏转角θ=15°射出，如下图。
已知流速v=30m／s，总流量q=0.036m3／s，q1=0.012m3／s。
若不计液体重量的影响，且在射流流动在同一水平面上，流速只改变方向，不改变大小。
试求射流对平板的作使劲。
动
量校订系数β=1。
（）
42、某平底矩形断面的河流中筑一溢坝，坝高
a=30m，坝上水头H=2m，坝下游缩短断面处水深hc=0.8m，溢流坝水头
损失为hw=（v2
2g），vc为缩短断面流速。
不计行近流速
v0。
（取动能及动量校订系数均为
1）求水流对
单宽坝段上的水平作使劲（包含大小及方向）。
（）
43、从水箱中引出一喷管，喷管喷出的射流冲击着置于斜面上的重物
G。
假如要使重物保持静止，
问水箱中水面相
关于喷管出口的高度
H是多少?
（已知值如下图）。
（水箱中水面保持不变，不计喷嘴进口局部水头损失，重物在斜
面上按无摩擦计，动能动量校订系数均取
1，喷管沿程水头损失系数为
?
。
）
Gsin
）
（H
g
d2
2
44、用毕托管丈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
3
。
求uA及uB。
ρg＝8000N／m
（取毕托管流速系数μ＝1）
（uA2.42m/s,uB2.27m/
s）
45、一圆管的直径
d1=10cm，出口流速v=7m／s，水流以α＝60°的倾角向上射出（如图）。
不计水头损失。
求水
流
发射最大高度H
及该处水股直径d2。
（动能校订系数为1）
（H1.875m；d2=14.14cm）
46、某贮液容器遮底部用四只螺钉固接向来径为
d，长度为L的管道（如图）。
贮液容器的面积甚大，液面距离管道进
口的高度为
h
保持恒定。
已知液体容重为ρ
，沿程水头损失系数为
?
不计铅直管道进口的水头损失。
求每只螺钉所
g
受的拉力（管重不计，不计阻力，动能动量校订系数均为1）。
（T
1
gd2（Lh
hL））
16
L
1
d
47、自水箱引出一水平管段，长度
A
L=15m，直径D=0.06m，尾端接一喷嘴，喷口的直径
d=0.02m，如下图。
已知射
流作用于铅直入置的搁置的平板
上的水平力＝。
求水箱水头
。
（设管段沿程水头损失系数?
=喷嘴局部水头损失
F
H
v2／2g，动能动量校订系数均为1）
系数ξ=，管道进口局部水头损失系数ξ
=，各系数均对应于管中流速水头
（H5.75m）
48、某输油管道的直径由
d1
=15cm，过渡到
3
=10cm。
（如图）已知石油重率ρ=8500N／m，渐变段两头水银压差读
d2
g
数h=15mm，渐变段尾端压力表读数
2
。
不计渐变段水头损失。
取动能动量校订系数均为
1。
求：
（1）管
p=N／cm
中的石油流量qv；
（2）
渐变管段所受的轴向力。
（Q0.0182m3／s；R
N）
49、一圆柱形管嘴接在一个水位保持恒定的大水箱上，如下图。
在管嘴缩短断面
C─C处产生真空，在真空断面上
接一玻璃管，并插在颜色液体中。
已知缩短断面处的断面积
Ac
与出口断面积之比
=。
水流自水箱至缩短断面的
Ac／A
水头损失为（vc
2／2g），vc为缩短断面流速。
水流自水箱流至出口断面的水头损失为
（vc
2／2g），v为出口断面流速。
管嘴中心处的水头
=40cm。
水箱中的流速水头忽视不计。
求颜色液体在玻璃管中上涨的高度
h
。
（取动能校订系数为
H
1）
（h0.297m）
50、图示为用虹吸管越堤引水。
已知管径
d=0.2m，h1=2m，h2=4m。
不计水头损失。
取动能
校订系数为1。
问：
（1）
虹吸管的流量qv为多?
（2）设同意最大真空值为0.7m，B点的真空压强能否超出最大同意值
?
（
3／s；pB
mHO）
qv0.197m
42
g
51、某输水管道接有管径渐变的水平弯管
（如图）。
已知管径
=250mm，
d
=200mm，弯角θ=60°。
若弯管进口压力表
D
2
2
（取动量校订系
读数p1=N／cm
，p2=N／cm。
不计弯管的水头损失，求：
水流对弯管的水平作使劲的大小及方向。
数均为1）
（R
N；
）
52、有一水平搁置的管道（如图）。
管径d1=10cm，d2=5cm。
管中流量qv=10L／s。
断面1处测管高度h=2m。
不
计管道缩短段的水头损失。
取动能校订系数均为1。
求不流作用于缩短段管壁上的力。
（R
N）
x
53、有一倾斜搁置的管道，管径由
d1=10cm，忽然扩大至
d2=20cm。
试验时测得测压管1和2中的水位分别为0.5m
和0.8m，如下图。
求管道流量
qv。
（取动能校订系数为
1，忽然扩全局部水头损失系数ξ
=（A2／A1－1）2，A1、A2
分别为小管和大管的断面面积，ξ对应于大管的流速。
）
（qv0.0311m
3／s）
54、从水箱下部引一管道，管道水平段上有一缩短段。
从缩短段引出的玻璃管插入容器
A的水中（
如图）。
已知管径
d1=4cm，缩短段直径d2=3cm。
水箱至缩短段的水头损失
hw1=3v2／2g，缩短段至管道出口的水头损失
hw2=v2／2g（v
为管道流速）。
当水流经过管道流出时，玻璃管中水柱高
h=0.35m，求管道水头H，（取动校订系数为
1）。
（1.51m
）
55、图示为铅直搁置的一文德里管。
已知d
=20cm，d=10cm，?
z=0.5m，水银压差计读数?
h=2cm。
若不计水头损
1
2
失，求流量qv。
（取动能校订系数为1）
（0.018m3/s）
56、试证明图示文德里管测得的流量值与管的倾斜角没关。
57、在图示管道的断面A─A、B─B、C─C的上、下两头壁处各装设一根测压管，试问各断面上、下两根测压管水面能否等高?
假如等高，原由安在?
如不等高，哪一根高些，为何?
58、图示水箱一侧有一直上张口的短管，
箱内水位恒定，水经过管嘴向上发射。
若管嘴出口至水箱水面的高度
=5m，
h
管嘴局部水头损失系数ξ
=，取动能校订系数α=1。
求管嘴的出流速度
v
及此射流达到的高度
。
（4.17m）
z
59、图示容器内的水从侧壁孔口射入大气。
已知孔口直径d=10cm，水流对水箱的水平作使劲F=460N。
取动动量校
正系数等于1。
求：
孔口射流的流速v。
（7.653m/s）
60、图示为水平搁置的水电站压力分岔钢管，用混凝土支座固定。
已知主管直径D=3m，两根分岔直径d=2m，转角
θ=120°，管末断面1压强p1=294KN／m2，经过总流量qv=35m3／s，两分岔管流量相等。
不计水头损失。
取动能
动量校订系数均为1。
求水流对支座的水平作使劲。
（）
61、图示为一矩形断面平底渠道，宽度
=2.7m，在某处渠底抬高
h
=0.3m，抬高前的水深
=0.8m，抬高后水面降
b
H
（14.95m3/s）
低z=0.12m，设抬高处的水头损失是抬高后流速水头的
1／3，求渠道流量。
（取动能校订系数α=1）
62、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直搁置的平板上，如下图。
已知喷嘴直径d=25mm，射流与平板垂线间的夹角
θ=60°，射流流速v1=5m／s。
不计摩擦阻力，取动量校订系数为1。
求：
（1）平板静止时，射流作用在平板上的垂
直作使劲；
（2）当平板以u=2m／s的速度与水流同样方向运动时，射流作用在平板上的垂直力。
（；）
63、图示为矩形平底渠道中设平闸门，门高
=3.2m，门宽
b
=2m。
当流量
qv1
=8m3／s时，闸前水深
=4m，闸后
a
H
缩短断面水深
hc=0.5m。
不计摩擦力。
取动量校订系数为
1。
求作用在闸门上的动水总压力，并与闸门受静水总压
力对比较。
（P动
98350N小于P静
100352N）
64、一带有缩短段的管道系统如下图。
利用缩短处的低压将容器
M中的液体吸入管道中。
设大容器装有同种液体。
管道缩短处断面面积为A1，出口面积为A2。
管道出口中心的水头为
H。
容器m液面至管轴高度h为多大时，能将液
体抽入?
（不计水头损失）
（h[（A
2）21]H）
A
1
65、射流以v=19.8m／s的速度从直径d=10cm的喷嘴中射出，射向有固定对称角θ
叶片出口流速均匀散布。
若不计摩擦阻力及损失，求叶片所受的冲击力。
（F
=135°的叶片上。
喷嘴出口和
5.256KN）
66、图示为水轮机的圆锥形尾水管，已知断面A的直径d1=0.6m，流速vA=6m／s，断面B的直径d2=0.9m，断面
的压强按静压散布。
断面A到B的水头损失hw=／2g。
试计算：
（1）z=6m时，断面A的真空度；
（2）同意A处真空度
为5m时，断面A同意最高地点z。
（设动能校订系数α=1）（
（1）mH2O；
（2）z3.894m）
67、水枪的头部为渐细管，长度
L=20cm，出口直径
d=2cm，进口直径
D=8cm，如下图。
水枪出口的水流流速
v=15
m／s。
一消防队员手持水枪进口处，将水枪竖直向上，将水枪竖直向上发射。
若不计能量损失，取动能校订系数及
动量校订系数为1。
求手持水枪所需的力及方向。
（RKN；方向向下）
68、如下图射流泵，其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空，将外面水池中的水吸进工作室，而后再由
射流带出进口管。
已知
H=2m，h=1m，d1=10cm，d2=7cm，不计水头损失，试求：
（1）射流泵供应的流量
qv；
（2）
工作室中3─3断面处的真空度
h
。
（
q
l
s；
O）
v3
hV3
5.33mH2
V
49.2/
69、在直径d=150mm的输水管中，装置一附有水银差计的毕托管，水银面高差
v=，试求：
管中流量qv。
（31l/s）
h=20mm，设管中止面均匀
流速
70、用虹吸管从水库中取水，已知
d=10cm，此中心线上最高点3高出水库水面
2m，其水头损失为：
点1到点3
为
102／2g，（此中1至2点为9
v
2／2g），由点3到点4为2
2／2g，若真空高度限制在
7m之内。
问：
（1）吸水管的
v
v
最大流量有无穷制?
若有应为多少?
出水口至水库水面的高差
h有无穷制?
若有，应为多少?
（2）在经过最大流量时
2
点在压强为多少?
（qvmax
3
l／s；h=5.9m；
P2
4.526mHO）
0.0234m／s23.4
max
2
71、如下图，水在无摩擦管道系统中流动，若水的汽化压强为
7367Pa，大气压力为
99974Pa，水的重度
3
，试求保证水在管中不发生汽化的最大高度
h。
（5.51m）
ρg=9730N／m
72、圆管过水断面直径上的流速散布规律为
=0（1
－
／
0）1／7式中
u
为半径
r
处的流速，
u0
为中心点的流速，
uu
r
r
r0为圆管半径。
设r0=10cm，测得u0=3m／s，求流量及断面均匀流速
v0。
（q
2
/s;
v02.46m/s）
0.0774m
v
73、某液体在两平板之间流动，
其断面流速散布如图示。
求断面均匀流速
v与最大流速u
的关系。
（v
1umax）
max
2
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