武汉大学水力学题库答案.pdf

第一章 导 论1、(√) 2、(×) 3、(×) 4、( 1 ) 5、( 2 ) 6、等于；相同；相反 7、L/T2 ；L2/T；M/LT 或FT/L21- 8、变形； 弹性 9、直线； 渠底 10、连续介质 11、相反；相同 12、μ=0.1047 Pa·s ；ν=1.102×10-4m2/s 13、则薄板所受切力 T＝μ+A ; 14、ρ=1030Kg/m3 , s=1.03 , =10.094KN/m315、ρ=998.88Kg/m3, =μ/ρ=1.003-6m2/s，空气的μ=1.809×10-5NS/m2 ；16、 dp=2.19×107Pa17、 =678(Kg/m3)=6644.4(N/m3), ρ=69.18(Kgf s2/m4)=678(Kg/m3)； 18、 F=26.38 N 19、 μ=0.072Pa s20 τ0=5×10-2Pa ; ;； 21、 fx=ω2cosθ, fy=ω2sinθ, fz=-g 第二章 水静力学1、 ( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、( ) 6、( ) 7、( ) 8、( ) 9、( ) 10、( )11、( 3 ) 12、( 3 ) 13、( 4 ) 14、( 3 ) 15、 ( 4 ) 16、( 2 ) 17、( 4 ) 18、( 2 ) 19、( 1 ) 20、( 2 )21、单位重量液体的总势能 22、单位重量液体的位置势能；单位重量液体的压强势能 。

23、0 ; 当地大气压强 24、0.1 25、解: 26、27、28、解:29、30、 31、 32、0.663 m 33、=4.9 m/s2 34、 h=3.759 m35、（1）(2) ； ；37.06 kN ；64.9736、 ；37、=0.2018 m ； 38、39、 ；液面方程为 液面对水平面的倾斜角 40、 6.6 rad/s； 41、42.70(kN) ； 42、40.384 kPa43、证: ；44、；45、答:不对此人只看到PZ会对轴产生力矩然而，水平压力作用垂直轴的下方，可产生大小相等的反力矩，所以圆柱体不动或者，PZ与PX合力通过轴心，不产生力矩46、 (1) 容器底部静水压强相同，因为由重力作用下的静水压强的基本方程式p=gH+pa，表面压强为大气压，而水深相同，故p相同 (2) 底面所受的静水压力相同，原因是压力P=pA压强相同，面积相同，则压力相等， (3) 桌面受的压力不相同，原因是盛水的容器体积不同，则重量不等，桌面受的压强p=G/A，重量不等，面积相等，故压强不同。

47、h=4.08m ,l=1.065m；48、 pB=97.4Kpa；49、 h1=126cm , h2=600.8cm, h=80.9cm ,2-5 pA=-19600pa , pB=24500pa , p0=-29400pa绝对压强: pA=78400pa , pB=122500pa , p0=63600pa ,y=3m.2-6 ρ煤气0.53Kg/m32-7 pB=362.8Kpa2-8 Δp=p1-p2=156.6Pa2-9 ZA1=5m , ZB1=3m ,pA1/=-3m , pB1/=-1mZA2=2m , ZB2=0m ,pA1/=-3m , pB1/=-1m2-10 y=9.95 m2-11 d2=11.8cm2-12 F=3989 N2-22 x=0.8m2-23 P=769.7 KN2-24 F=10.26 KN2-26 Pz=523.9 KN , Px=722.5KN ,P=892.5KN β=54°,距闸底1.4m 处2-27 Px=108.8 KN , Pz=11.36KN ,P=109.4KN2-28 h=2.69m2-29 Pz=24.38 KN ,方向向下.2-31 2=1V/(V-Ah)2-32 θ=5.3° 第三章 水动力学基础1、 ( √ ) 2、( × ) 3、 ( × ) 4、 ( √ ) 5、 ( × ) 6、(×) 7、(×) 8、(√) 9、(×) 10、(√)11、(√) 12、(√) 13、(×) 14、(√) 15、(×) 16、(×) 17、(√) 18、(3) 19、(2) 20、(3) 21、( 1 )22、( 3 ) 23、( 4 ) 24、( 1 ) 25、( 2 ) 26、( 2 )27、 其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变化。

28、液流从总流断面1流到断面2时单位重量液体的机械能损失的平均值其量纲是长度29、小于；低于 30、总流过水断面上平均单位动能；长度 31、不变；减小 32、1─1与3─3和1─1与 2─2 ； 2─2与 3─3 33、0.014m 34、pA= pB； pA＞ pB 35、渐变流；急变 36、0.008m37、8.85 m／s 38、h2 ＞ h1 39、vA＝ vB ＝ vC＝40、渐变流断面上 z + p／ρg ＝C； 动水压强或动水总压力41、384.5N ；42、 ； 43、44、 ； ； 45、；= 14.14cm 46、； 每个螺钉拉力； 47、 ； 48、0.0182 m3／s；253.1 N 49、0.297m； 50、(1) 0.197m3／s； (2)mH2O 51、 1503.07 N ；arctg 51.07 ° 52、101.31 N 53、0.0311 m3／s 54、 m ； 55、0.018 m3／s 56、 ； 所以与无关 。

57、(1)A－A 是渐变流断面， (2)B－B急变流断面，且离心力向上，故上端测压管水面高于下端 (3)C－CJ 急变流断面，离心力向下，故下端测压管液面高于上端的 58、9.04 m／s；4.17 m ； 59、 7.653 m／s 60、 12400 KN； 1749.5KN； 2144.6 KN61、 14.95 m3／s ； 62、； 平板运动时，= 63、 小于 ； 64、 65、冲击力66、7.106 mH2O ； 当A处真空度为5 m， 最大允许值 3.894 m ；67、0.502 KN ； 方向向下68、mH2O ； 69、 m3／s =31 l／s70、(1) m3／s l／s ； m (2) mH2O 71、(1) ;m ；72、0.0774m2/s; 73、 ；74、 m；75、2.8 l／s ；76、(1)m3／s=154 l／s (2) (3)压强最低点位置在细管末端处， kN／m2 77、 ( ) 78、 () 79、 ()  80、 () 81、 () 82、 () 83、 (4) 84、 (3) 85、 (3) 86、 (1) 87、。

88、互相垂直的 89、平移，变形，旋转 90、相等； 算术平均值，即 ; ; ; ;91、液体或微团有无绕自身轴旋转(液体质点流速场是否形成微团转动)；液体或微团不存在绕自身轴旋转的流动(液体质点流速场不形成微团转动的流动)； ; 或 92、 (1) (2) (3) 93、 (1) B=C ; A= －D ; (2) ； (3) = 94、解：(1) 流线 (2) 有旋 (3) (4) 因有旋运动，且A,B不在同一根流线上，所以A,B两点不满足方程 96、 kpa 97、 （1）存在流函数； 存在速度势函数； (2) (3) (4) 因是无旋运动，则 98、 (1)恒定流 ； (2) 流动连续； (3) ；(4) 有线变形；有角变形 (5) 无旋 (6) 因为无旋，所以存在 ， 99、3-13-23-3 ac=-2.73m/s23-43-5 x2+y2=c,y2-3x2y=c3-6 流线方程 y2-2y+2tx=0 ,迹线方程 x=t-x3/6 ,y=t2/23-7 v=2.45m/s3-8 ZA=-3.5m,pA/=2.625m3-9 Q2=925m3/s,v2=2.47m/s3-10 v=0.25m/s3-12 (2)不满足,其余都满足.3-13 uA=2.22m/s3-14 uC=3.325m/s3-16 水从A流向B, hW A-B=4.15m3-17hW 1-2=-0.24m,水从2断面流向1断面,(p1-p2)/ =4.23m油柱高3-18 pA=43.3KN/m2 , pB=82.5KN/m2, pc=03-19 解三次方程求得 VC=20.7m/s ,hC=1.44m3-203-21 Q=3.785升/秒,不变3-22序号1234单位位能(m)002-5.91单位压能(m)0-4.545-70单位动能(m)00.4550.4550.4552- 23功率N=59.9KW3- 24 孔口出流流量公式Q=μA3-25 vc=8.76m/s ,pB=-34KN/m23-26 Q=5.98m3/s3-27 RX=384KN3-28 RX=1959.2N, RY=751.5N, R=2.1KN3-29 FX=144.5N ,FY=152.6N3-30 R=153KN3-33 RX=456N, θ=30°3-34 (1)R=5.0KN,(2)R=0.714KN3-35 (1)T=5.17N m,(2)n=219.4rpm (3)p=29.4焦耳3-36 RX=1241KN, RY=1750KN3-37 (1)无线变形, 有角变形;(2)有旋流3-38 (1)ωz=,有旋流, ωX=ωY=0 (2)εXY=εYZ=εZX=03-39 (1)有势流 φ= (2)ψ存在, ψ=xy-2y2+2x2+c23-40 (1)无旋; (2) φ=-2axy+c; (3)正交3-41 (1)q=0.747m3/(s m); (2)P=2049.2N/m3-42 (1) a=-0.12, b=0, (2)Δp=4560.2N/m23-43 qAB=-20m2/(s m),qOA=32m2/s3-44 pYY=-1.934N/m2 , pZZ=-2.342N/m2τXY=τYX=0.069N/m2,τYZ=τZY=0.018N/m2,τXZ=τZX=-0.216N/m2.3-45(1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p0-3-46 μ=μx=3-47 ω= 第四章 层流和紊流及水流阻力和水头损失1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、() 14、() 15、 16、 17、 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 25、 26、 27、（3）28、1 29、2 30、1 31、4 32、3 33、3 34、2 35、1 36、2 37、3 38、1 39、2 40、3 41、 3 42、的符号相反的机率很大，而取正值。

43、层流 ：＝f Re；紊流光滑区 ：＝f Re；紊流过渡区：＝f Re, ；紊流粗糙区：＝f 44、Rec=; Rec=45、粘滞底层厚度比绝对粗糙度 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 46、光滑区 （ ); 过渡区（ )；粗糙区 （ ） 47、(1) ； (2) 48、(1) (2) 底 = 49、 50、（1）0.817 (2) ；51、 52、 (1) ； (2) 0.0245 ；(3) 切应力在断面内的分布图： 53、增加 7.6%； 54、；= 只有一次扩大局部水头损失的一半55、1) N/m2 2) 56、1) 紊流 2) =1.88 m/s 57、 l/s 58、1)0=0.0134 cm 2) 0= 3) 0= 59、； 60、； 61、62略 63、10% 64、； 65、1) 2) 4-1 水流为紊流,重油流动为层流4-2 紊流,保持层流的Vmax=0.21cm/s4-3 紊流,vC=0.282m/s4-5 (1)(2); ;(3)τyx’=-ρ=27.33N/m2(4)l=0.6364m, η=105N S/m2,ε=0.1053m2/s(5)4- 6(1)层流, hf=0.0103m;(2)Qc=0.000037m3/s,hf=0.0191m5- 7hf1=438m,N1=289KW, hf2=23.6m, N2=17.35KW4-8(1) =8.45Pa , τ=0(r=0时)(2)τ1=4.94×10-3Pa , τ2=8.445Pa(3)l=0.021m, κ=0.395974-9 r=0.707r04-10(1) τ圆: τ方: τ矩=1.0:0.886:0.837(2) τ圆: τ方: τ矩=1.0:0.9461:0.9154-11α’圆管=1.33 , α’宽矩形=1.24-13 α= , α’=4-15甲管:光滑区 J=0.00000852 乙管:紊流过度区,λ=0.0311 ,J=0.3084-16 hf1=38.7m,J1=0.0387 ,u*1=0.0974m/s,N1=5.689KW hf2=55.837m,J2=0.0558 ,u*2=0.117m/s,N2=8.207KW hf3=106.1m,J3=0.106 ,u*3=0.161m/s,N3=15.6KW4-18每千米长渠上损失沿程水头0.148m,u*=0.0553m/s,λ=0.02454-19 H=hW=3.81m4-20 光滑管区 QⅡ/QⅠ=1.179,粗糙区QⅡ/QⅠ=1.1554-21 Q=0.04126m3/s4-22 hf1- hf2=19.21-6.16=13.05m4-23(1)V=(V1+V2)/2 ,(2)hJ改进= hJ原来4-24(1)ζ1=1.1, ζ2=0.35, ζ3=0.1316,(2)l1=4.78m, l2=3.04m, l3=0.57m,4-25(1)F=0.001963N (2)s=1.612 第五章 量纲分析和液流相似原理1、(×) 2、(×) 3、( 2 ) 4、( 1 ) 5、( 3 ) 6、10 cm／s。

7、0.085 m3／s8、 ； ；；；9、；； ；；10、凡是正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲必须相同，称为量纲诣和性(1) 满足；(2) 满足；(3) 不满足； 11、；5-2(1) τ=Cfρv2 ,(2)Δp=Cpρv2 (3)F=ρl2v2 ,(4)σ/ρ=lv25-5 Q=m a25-65-7 FD=ρv2l2f(Re)5-8 FD=ρb2v2f(Re,Fr)5-9 τ0=5-10J=5-11q=m H1.55-12vm=13.99m/s5-13(1)Qm=0.762 l/s ,(2)Qm=12.86 l/s5-14(1)Hm=0.4m ,(2)Qp=80.5m3/s,vp=10.3m/s ,(3)Fp=628KN5-15(1)λl=21 ,(2) (Pm+Hm)=1.143m 第六章 恒定管流1、 (×) 2、 (√) 3、 (√) 4、 (×) 5、 (×) 6、(√) 7、(×) 8、（3） 9、（1） 10、上升；下降 11、qv1 ＝ qv2 ＝ qv3 ; v1 ＜ v2 ＜ v3 。

12、出口断面中心；下游水面；低于13、14、15、16、 17、（1） ； (2) 18、 19、 (2) 定性绘出测压管水头线及总水头线 20、 (1) ; (2) 定性分析总水头线和测压管水头线 21、= ；22、 H=6.36 m 23、 (1) ； (2) 24、 ； 25、 26、 (1) l／s (2) m； 27、 28、qvmax = 0.0424 m3/s 29、 30、 pmax=p2=81.0 kPa 31、 32、(1) 流动从A到B；(2) qv=1.83m3/h6-1 hf=24.06m6-2 ,,6-3 d=250mm6-4 d=2.81m6-6 H1=6.62m H2=6.94m6-7 H=52.72m6-8 Q=3m3/s6-9 Q=2m3/s ,hs=6.12m6-10 Q=0.128m3/s6-11 QA=0.50m3/s, QB=1.35m3/s, QC=0.85m3/s,ZB=55.9m6-12 Zp=5.65m Hm=32.8m6-13 Nt=978KW6-14 Q1=0.118m3/s, Q2=0.028m3/s, QC=0.090m3/s6-15 Q1=0.246m3/s, Q2=0.0317m3/s, Q3=0.0441m3/s6-166-17 H=29.09m6-18i1234567 Q0.073 0.027 0.007 0.028 0.030 0.015 0.010m3/shf2.533.270.160.902.031.210.07m 第七章 明槽恒定流1、 () 2、 () 3、 (4) 4、 (3) 5、 (4) 6、 (4) 7、(3) 8、(2) 9、(2) 10、(1) 11、 (3) 12、 (1)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；临界水深 16、急 ； 缓； 减小17、S2 ； M2 18、0< Fr <1；减小 19、急 ；缓20、h01 < h02; hc1 = hc2； ic1 < ic2； 21、不均匀程度；缓急程度22、 ；J ( h )=J ( h ) 23、惯性；重； 惯性；>1.0； 重力; <1.0 24、25、26、27、 28、29、30、31、º因为洞内是无压流，N1－N1 线一定低于洞顶32、 (1) 缓坡； (2)缓流；渠中发生 M2 型水面线 33、 (1) (2) 34、 (1) (2) (3) ； 35、36、、37、38、39略 40、 (1)；h01 ic 为陡坡；h02>hc ，i2

44、可能，s 很小，H3 很短，因而末端水深 h1 < h02 < hc 可能，s 较长，H3 很长，因而末端水深 h02 < h < hc 可能 s 相当长，平底渠段发生水跃，水跃后 H2 曲线，末端 h1 =hc 45、；无低坎时 h2= 46、 47、v2=40/(72.5)=2.28m/s；7-1 i=0.000377 ,v=0.78m/s7-2 n=0.02287-3 Q=16.58m3/s ,v=1.318m/s7-4 h/d=0.938时 Q/Q1=1.0767-5 h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s7-6 b=28.52m ,h0=2.86m7-7 b=40.3m ,v=1.293m/s7-8 A=,7-9 h0=0.815m7-10(1)按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m2, v=1.575m/s(2)按A/Am=1.04设计实用经济断面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m2,v=1.514m/s7-13 n=0.02097-14 n=0.02587-15 Q=742.7m3/s7-16 甲河C=3.64m/s > U 缓流 ,乙河Fr=1.309 > 1 急流7-17 (1)hK=0.714m ,(2)hk=0.726m7-18 hK=0.86m ,(2)ik=0.00397-19 ik=0.006287-20 C下=12.42m/s ,C上=-1.58m/s < 0,微幅波不能向上游传播,流 态为急流.7-21 Fr=0.241 < 1,缓流,缓坡7-23 hk=1.0, q=3.13m3/s7-24 h”=0.867m ,lj=1.84m7-25 ΔEj=29.89KJ/m3 ,ΔEj/E1=48.7%7-26 h”=0.802m7-33 渠道1为缓坡,渠道2为陡坡7-39 入口断面水深为1.834m,出口断面、水深为1.581m6- 40(1) n=0.0271 , (2)Q=15.7m3/s7-41z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m 第八章 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸孔出流1、 (√) 2、 (×) 3、 (×) 4、 (√) 5、 (×)6、 (√) 7、 (2) 8、 (1) 9、 (3) 10、 (3) 11、(3) 12、自由。

13、 (4)；(3)14、堰的进口型式；堰高与水头之比 15、无侧收缩；有侧收缩 16、远离(驱)式；淹没式；临界式17、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18、 19、当上游水位相同时，由图可知薄壁堰的计算水头 H1 大于实用堰的计算水头 H2 ，故前者的流量系数小于后者 20、 ；21、； 22、 ； 23、1、2、； 24、当δ=2 m 时，，，为实用堰 当 m 时，，，仍为实用堰，过水能力不变当 m时， ，变为宽顶堰，过水能力减小 25、宽顶堰流线近似平行直线，堰顶断面压强近似静水压强分布实用堰堰顶流线为上凸曲线，因受离心力作用，堰顶断面压强小于静水压强，过水能力也大，故流量系数比前者大26、设题目所给溢流坝均为高堰图(a)： 图(b)： ，溢流水舌下缘与堰面脱离，堰面产生负压，过水能力增大，图(c)：，溢流水舌下坠，压紧堰面，使堰面压强增大，过水能力减小27、堰流淹没是指下游水位抬高，使堰的过流能力减小 水跃淹没是指下游水深 t 大于临界水跃的跃后水深 hc02 而形成淹没水跃。

堰流淹没系数； 水跃淹没系数 28、1、 2、 因，，从急流到缓流，发生水跃又为远离式水跃，即为自由出流，原计算流量正确 3、 因 为缓坡，水面线如图： 29、1、； 2、因，从急流到急流，不发生水跃，为自由出流 3、因 ，为陡坡水面曲线如图： 30、1、 ，为陡坡；，为缓坡闸孔出流为急流因 很短，只在渠段 1 发生 H3 曲线水面曲线如图： 2、 31、在同一上游水位下，二者流量应相等，即 可得 32、在水舌下面靠近下游堰壁安装一与外界相通的通过气孔，使水舌下面的压力与外界大气压相同 8-1ε=0.64,μ=0.62,φ=0.97,ζ=0.06558-2 (1)Q=1.22l/s,(2)Q=1.61l/s, (3)hv=1.5m8-3 (1)h1=1.07m, h2=1.43m; (2)Q=4 l/s8-5 T=393.6s=6.56min8-6 H=0.826m8-7 T=8.83min=530.3s8-88-9 T=213.35s=3.56min8-10 d=1.2m,hv=4.5m8-14〔Cd〕=〔LT-1〕,英制的Cd=4.1 ft/s 国际单位制的Cd=2.26m/s8-15 Q=0.76m3/s8-16(1)H=1.941m, m0=0.418 ;(2)m0=0.4256,Q=243.9m3/s8-18 B=37.5m , 5孔8-19 B=63m , 5孔8-20 Q=12606m3/s8-21 Q1=160.6m3/s , Q2=1110.7 m3/s8-22 n=58-23 库内洪水位=287.8m8-24 H=0.956m8-25 Q=24.6 m3/s8-26 Q=29.9 m3/s8-27 Q=2925 m3/s8-28 Q=137.2 m3/s8-29 Q=1016.5 m3/s8-30 H=1.39 m8-31 B=202.5 m, 取18孔8-32 Q=7.41 m3/s8-33 e=0.6 m8-34 (1)Q=3.98 m3/s ,(2)Q=4.98 m3/s 第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能1、( 1 ) 2、( 1 ) 3、稍有淹没的；远离。

4、水跃；消能池深度及长度5、闸上游发生无离式水跃，要做消能工 6、1、2、 3、 由于，故产生水跃 4、，产生远离式水跃 ，故需做消能工7、1、水深逐渐增大，看到水跃位置前移 2、再增大出波状水跃3、当 时堰顶由缓流状态，成为淹没出流 第十章 有压管道和明槽非恒定流1、 ( 1 ) 2、 (4) 3、 (3) 4、 ；水库阀门；恢复原状 5、 (1)缩短管道长度；(2) 延长阀门启动历时；(3)采用合理的阀门关闭方式 6、 水击压强 7、因间接水击的阀门启闭时间 ，在 瞬时阀门尚未关闭，即 阀门处水击压强尚未达到最大值时，降压反射波已经返回阀门，并减小了阀门处的水击压强，故小于直接水击压强8、() 9、() 10、(4) 11、，为过水断面面积随时间的变化率；为流量随流程的变化率. 12、大于 13、顺行 ；逆行；涨水；落水10-2H1A=70+218.26=288.26 m10-3 (1)H1A=189.2 m (2)H1A=339.12 m10-4直接水击 ,间接水击, 间接水击第二相末的水击压强为最大，其值为42.4m。

10-5 Ts至少应为相长的Tr的3.64倍 第十一章 渗流1、() 2、() 3、() 4、() 5、() 6、(2 ) 7、(4) 8、(2) 9、；一10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井12、1、 2、 A 处水位抬高 13、1、 2、3、14、；；；；15、 ； 16、 ； 17、 18、；；11-1 q=2.63 m2/d(米2/日)11-2 q=9.434×10-3 cm2/s11-3(1)q=2.64×10-3 cm2/s ; (2)q=4.3×10-3 cm2/s11-4 h=10.98 m11-5 Q=7.4×10-4 cm3/s ,h=7.63m11-6 k=3.66×10-3 cm/s11-10 q≈4.8×10-6 m3/(s m) F=508.16KN/m11-11 q=36.7×10-6 m3/(s m) F=3255KN/m11-12 k=4×10-2m/s 十二章 紊动射流和紊动扩散1、 um=0.22m/s ,cm=44.56ppm ,s=40.0； 2、 um=0.92m/s,cm=176.2ppm ,s=6.8； 3、 um均为1.0 m/s4、 (1) σx2=2(1.24×10-5)t , w=4σx；(2) Cmax(t)=；(3)C=2541exp(-) (g/m3)5、 EY=0.048 m2/s； 6、 q=(q1+q2)=6.53×10-3g/(s cm2)； 7、c=8、 c(x,0,0,H)=2.16×10-6kg/m3； 9、 =4.14ppm； 10、 =0.28ppm 。