西安理工水力学真题

1、 设有一铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂轴线与柱心铅垂轴线重合，两者之

间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动，（间隙中的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l=0.2m，重量G＝1.96N，内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙厚度δ＝0.0016m，液体的粘度μ=9.8Pa·s。试求圆柱形套管下移速度V（空气阻力很小，可略去不计）。(2002)

δ l G d 第1题图

1、 如图所示，液面上有一面积A=0.12m2的平板，以V=0.5m/s的速度作水平等速直线运动，形成运动平板与静止平板间液体的层流运动。已知平板间的液体分为两层，它们的动力粘滞系数与厚度分别为：μ1=0.142N·s/m2，δ1＝1mm；μ2=0.235N·s/m2，δ2＝1.4mm。若每层液体内速度沿铅垂方向呈直线分布，求：(1)定性绘制平板间液体的流速分布；(2)平板所受水平拉力。（空气阻力很小，可略去不计）。(2003,2006a)

μ1 μ2

平板 h1 h2 V 第1题图

1、（本题20分）如图所示，上下两个圆盘半径均为R，间隙为δ，其间充满动力粘度为μ的油液。下盘不动，上盘绕中心轴以每分钟n转旋转。若上、下盘间油液流速呈线性分布，求：（1）施加于上盘的阻力矩M 的表达式；（2）R＝0.25m，δ= 1mm，μ= 0.01Pa·s，n= 1200 转/分。M=?(2004a，2005a,2007b)

1、（本题20分）质量为25kg、长为60cm、宽为 60cm 的平板，以 0.3m/s 匀速地沿一个边坡系数为2.4（ctgα=2.4）的斜面滑下，如图所示。板与斜面间的油层厚度δ＝1mm，油的密度为920kg/m3，求油的动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν。(2004b)

1、（本题20分）图示为一园锥体绕竖直中心轴等速旋转，锥体与固定的外锥体之间的隙缝δ=1mm, 其中充满μ=0.1Pa·s的润滑油，已知锥体顶面半径R＝0.3m，锥体高度H=0.5m。当旋转角速度ω=16rad/s时，求所需的旋转力矩M (隙缝中油的速度按直线变化)。（2005b,2007a）

1、 如图所示，一木块在上层液体表面上以速度 v 运动。两液层的厚度 δ 相同，粘度不

同，动力粘度分别为μ1 和μ2。设液层间的流速按直线分布。试绘制平板间液体的流速分布图和切应力分布图，并求液层交界面上的流速 u。（2006b）

2、一球形盛水容器，容器由两个半球面用螺栓连接而成，如图所示。已知球径d=4m，水

深H=2m，试求作用于螺栓上的拉力(不计容器的自重)。(2002) 第2题图

H d

2、如图所示一封闭水箱，下端有1/4圆弧的钢板AB，宽度1m，半径为1m。已知：h1=2m，

h2=3m。求：(1) 试绘制水作用于曲面AB上的压力体图及其铅垂投影面上的压强分布图；(2) 水作用于曲面AB上的静水总压力的大小及方向。(2003)

p0 h2 测 压 管 第2题图

R A h1 B

2、（本题20分）某容器如图所示。AB为1/4 的圆柱曲面，半径R＝0.4m，其宽度(垂直于纸面) b=1.0 m。容器内盛有密度?1=816 kg/m3，?2=918 kg/m3的两种不相混合的液体，深度h=0.8 m。要求：(1) 绘制水作用于曲面AB上的压力体图及铅垂投影面上的压强分布图；(2) 求水作用于曲面AB上的静水总压力的大小及方向。(2004a,b;)

2、（本题20分）在倾角?=45?倾斜壁上有一个半径R=0.5 m的半圆柱形曲面AB，曲面圆心O点至水面的高度H=2 m，曲面宽度b=2 m，如图所示。要求：

(1) 绘制水作用于曲面AB上的压力体图以及铅垂投影面上的压强分布图； (2) 求水作用于曲面AB上的静水总压力的大小、方向及作用点的位置。 (2005a,2007b)

2、（本题20分）圆柱曲面 AB 的一侧受两种液体的作用，如图。上层液体深度h1=1.5m，密度?1=867kg/m3。下层液体深度h2=1m，密度?2＝1000 kg/m3。曲面宽度b=2m。圆弧半径R=1m。要求：

(1) 绘出曲面上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图； (2) 计算曲面静水总压力P及其方向。（2005b,2007a）

3、图示为圆弧曲面 AB，已知半径 R=2 m，宽度 b=1 m，h=4 m，。(1) 绘出曲面AB上水

平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图；(2) 计算作用于曲面AB上的静水总压力的大小和方向。（2006a）

3、图示为盛水容器，其中AB为3/4圆柱曲面，半径R=0.6 m，圆心O点以上的水深H=1.2

m。垂直于纸面的长 度L=3 m。(1) 绘出曲面AB上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图；(2) 计算作用于曲面AB上的静水总压力的大小和方向。（2006b）

3、一洒水车，如图所示，以0.98m/s2的等加速度向前行驶。设以水面中心点为原点，建立

xOz坐标系，试求自由表面与水平面的夹角θ。又自由表面压强p0=98kPa，车壁某点A的坐标为x=-1.5m，z=-1.0m，试求A点的压强。(2002)

zOA

xθa

3、在作等角速度旋转的物体上，装有一U型管式角速度测定仪，如图所示。测得U型管液

面高差Δz=0.272m，两支管旋转半径分别为R1=7.5cm，R2=37.5cm。求该物体的旋转角速度ω。 (2003) Δz ω

R2 R1 第3题图

3、（本题20分）一水箱以水平加速度a=3m/s2运动，水箱尺寸如图所示。水箱静止时盛水深度为1.5 m。当水箱加速运动时，求：(1) 水面与水平面所成夹角?；(2) 底面最大压强pmax；(3) 底面最小压强pmin。(2004a,b)

3、（本题20分）如图所示为一长方形水车，长3m，宽1.5m，高1.8m，试求： （1）当水车以水平加速度a=4.9m/s2运动时，将有多少水量溢出？ （2）为了使水不溢出，最大允许加速度多大？

（3）当水车以水平加速度a=4.9m/s2运动时，水车底板所受的静水总压力为多大？(2005a,b,2007a,b)

3m 1.8m 1.2m a

6、（本题20分）试用π定理分析曲线型实用堰的单宽流量q的表达式。假设单宽流量q与

堰上水头H、重力加速度g、流体密度ρ、运动粘滞系数ν、及表面张力系数σ有关。(2005b)

7、雷诺实验装置由哪几部分组成？试绘出实验装置示意图，简述实验现象，并指出实验中

应注意的问题。(2002)

7、试设计一实验装置，以便研究管道系统中900弯头的局部水头损失系数的大小。要求：

(1) 绘出实验装置示意图；(2) 说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述实验原理和实验现象，并指出实验中应注意的问题。(2003,2006a,2006b) 7、（本题20分）试设计一实验装置，以便研究管道系统中阀门的局部水头损失系数的大小。

要求：(1) 绘出实验装置示意图；(2) 说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述实验原理和实验现象，并指出实验中应注意的问题。 (2004a,b) 7、（本题20分）有一长度为L内径为D的直管道，该管道已经使用多年。试设计一实验装

置，以便研究该管道的沿程水头损失系数与雷诺数之间的变化规律。要求：(1) 绘出实验装置示意图；(2) 说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述试验方法、实验原理以及可能出现的研究结果。(2005a,b) 6、（本题20分）有一长度为L内径为D的直管道，该管道已经使用多年。试设计一实验装

置，以便研究该管道的沿程水头损失系数与雷诺数之间的变化规律。要求：(1) 绘出实验装置示意图；(2) 说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述试验方法、实验原理以及可能出现的研究结果。(2007a,b)

西 安 理 工 大 学

2008 年攻读硕士学位研究生入学考试命题纸

考试科目 水 力 学 使用试题学科、专业 水利、环境等专业

（共 题，答题不得使用铅笔、红色笔、不必抄题，但需标明题号。） （请将正确答案、必要的图示等写在答题纸上，不必抄题，但需标明题号。） 一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×”，每题2分, 共10分) 1、公式 ?=?(du/dy)，适用于牛顿液体和非牛顿液体。 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、重力与离心惯性力同时作用时，相对静止液体中任一点的压强可用公式p=p0?γh计算。 4、谢才公式U=C(RJ)1/2 仅适用于阻力平方区紊流。 5、小孔口a和圆柱形外管嘴b的直径及作用水头均相同，则孔口流量Qa小于管嘴流量Qb。 二、单项选择题 (每题2分, 共20分) 1、理想液体是（ ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)有切应力而不变形的液体。 (4)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； 2、有一管流，属于紊流粗糙区，若管径不变，欲增大粘滞底层厚度，则可以 ? ? ?1?增大流速； ?2?减小流量； ?3?减小液体粘度； ?4?升高液体温度。 3、两根直径不等的管道，一根输油，一根输水，两管中流速也不同，油和水的下临界雷诺数分别为 Rec1和 Rec2，则它们的关系是（ ） (1) Rec1 > Rec2； (2) Rec1 < Rec2； (3) Rec1 = Rec2； (4)无法确定。 4、圆管均匀紊流的断面流速分布符合 ? ? ? 1 ? 直线分布； ? 2 ? 对数分布； ? 3 ? 正态分布； ? 4 ?抛物线分布。 5、雷诺数的物理意义是? ? ?1? 重力与惯性力之比； ? 2? 重力与粘滞力之比； ?3? 粘滞力与惯性力之比； ?4 ? 惯性力与粘滞力之比。 第 2 页 共 3 页

6、图示为置于地面的五个容器，各容器底面积和水深均相等，若不计容器自重，则底部静水总压力等于地面所受的力的情况是 ( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d。 7、图示为一并联长管道。已知管道1的流量Q1大于管道2的流量Q2，则单位时间内通过管道1和管道2的液体的总机械能损失ρgQ1hf1 与ρgQ2hf2的关系为（ ） （1）两者相等； （2）前者大于后者； （3）前者小于后者； （4）无法确定。 8、用物理量 Δp（压强差）、ρ（密度）、l（长度）、qv（流量）组成的无量纲数应为 ( ) (1) qv??l?qv?pqv? (3) (4) ?2 (2) 2l2?p?pl2?pqv?l9、紊流过渡粗糙区的沿程水头损失系数（ ） （1）只与雷诺数有关 ； （2）只与相对粗糙度有关 ； （3）只与绝对粗糙度有关 ； （4）与相对粗糙度和雷诺数有关 。 10、管流的负压区是指测压管水头线 ( ) （1）在基准面以下的部分； （2）在下游自由水面以下的部分； （3）在管轴线以下的部分； （4）在基准面以上的部分。 三 计算题 （共120分） 1、（本题20分）设有一铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂轴线与柱心铅垂轴线重合，两者之间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动，（间隙中的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l=0.2m，重量G＝1.96N，内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙厚度δ＝0.0016m，液体的粘度μ=9.8Pa·s。试求圆柱形套管下移速度V（空气阻力很小，可略去不计）。 第 3 页 共 3 页

2、（本题20分）如图所示一封闭水箱，下端有1/4圆弧的钢板AB，宽度1m，半径为1m。已知：h1=2m，h2=3m。求：(1) 试绘制水作用于曲面AB上的压力体图及其铅垂投影面上的压强分布图；(2) 水作用于曲面AB上的静水总压力的大小及方向。 δ l G d p0 h2 测 压 管 R A h1 B 第1题图 第2题图 3、（本题20分）一洒水车，如图所示，以0.98m/s2的等加速度向前行驶。设以水面中心点为原点，建立xOz坐标系，试求自由表面与水平面的夹角θ。又自由表面压强p0=98kPa，车壁某点A的坐标为x=-1.5m，z=-1.0m，试求A点的压强。 4、（本题20分）等直径有压管道如图所示。管径 d=0.2 m，管长 l1=l2=12 m，水头 H=10 m，hs=1 m。沿程水头损失系数λ=0.023。局部水头损失系数：进口ζ1=0.7，转弯ζ（1）通过管道的流量Q；（2）管道B断面处的2=0.29。取动能校正系数为1.0。求：相对压强 pB；（3）定性绘出测压管水头线和总水头线。 zOAxθa 第3题图 第4题图 5、（本题20分）图示一压力管道的渐变段。水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB为15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管轴线之间的夹角θ为60o，如图所示。已知通过的流量为Q=0.1m3/s，渐变段A端断面中心处相对压强pA=120kN/m2，若不计能量损失，试求水流对弯管AB的作用力。 第 3 页 共 3 页

A θ=60o B dB dA 第5题图 6、（本题10分）在以原点为圆心，半径r ≤2m的区域内，流速场可表示为 ux?x2m/s，uy?y2m/s，uz?z2m/s， 求：(1) 各坐标方向的加速度分量； (2) 空间点x=1m ，y=1m ，z=1m处的加速度； (3) 判断此流速场是否满足连续性方程。 7、（本题10分）试用π定理分析曲线型实用堰的单宽流量q的表达式。假设单宽流量q与堰上水头H、重力加速度g、流体密度ρ、运动粘滞系数ν、及表面张力系数σ有关。

则管内液面高度 z 与(h1+h2)的关系 ( ) (1) z> (h1+h2)； (2) z< (h1+h2)； (3) z =(h1+h2)； (4) 无法确定。 题二、1图 题二、2图 2、图示管道中两根测压管的水面高差 ?h 代表局部水头损失的是 ? ? ?图C； ?4?以上答案都不对。 ?1?图A； ?2?图B； ?3 ( ) 3、理想液体是 (1)粘性大的液体； (2) 服从牛顿内摩擦定律的液体； (3)没有粘性的液体； (4) 具有粘性的不可压缩液体。 4、管流的负压区是指测压管水头线 （ ）（1）在基准面以下的部分； （2）在下游自由水面以下的部分； （3）在管轴线以下的部分； （4）在基准面以上的部分。 5、如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路相连通。已知直径d1=2d2，管长 L及沿程水头损失系数?均相等。若按长管计算，则两管的流量之比为 （ ） 55? （1）qv1/qv2=1； （2）qv1/qv2 =2； （3）qv1/qv2 = 22； （4）qv1/qv2 =22。 题二、5图 1166、谢才系数的曼宁公式C?R ? ? n ?1?仅适用于明渠均匀流； ?2?适用于所有层流、紊流、明渠流和管流的均匀流； ?3?仅适用于紊流均匀流； ?4?仅适用于粗糙区紊流均匀流。 第 3 页 共 4 页

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化 ( ) ?1?光滑区?粗糙区?过渡粗糙区； ?2?过渡粗糙区?粗糙区?光滑区； ?3?粗糙区?过渡粗糙区?光滑区； ?4?光滑区?过渡粗糙区?粗糙区。 8、不满足不可压缩液体连续性的流动是 ( ) （1）ux?4x, uy??4y, uz=0； （2）ux?4y, uy??4x, uz=0； （3）ux?4, uy??4, uz=0； （4）ux?4, uy??3x, uz=0。 9、下列各参数中的无量纲数是 ( ) ?(qv) (4)?1?p(qv) (2)?p1qv (1) (3)2 2??1?p12?pqv (?p?压强差，qv?流量，1?长度，??密度 ) 三、绘图题（5分） 定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 四、计算题（本大题共6小题，计115 分） 1、（20分）图示为一面积 A=1200 cm2的平板在液面上以v=0.5m/s 的速度作水 平移动，使平板下的液体作层流运动。液体分两层，它们的动力粘度与厚度分别为μ =0.142Pa·s，h1=1mm；μ2=0.235Pa·s，h2=1.4mm。两液层内的流速均按直线分布。试 绘制平板间液体的流速分布图和切应力分布图，并求平板上所受的内摩擦力F。 计算题四、1题图 计算题四、2题图 2、(20分) 图示为一由两个四分之一圆弧组成的S型闸门，圆弧半径均为R=2 m， 闸门宽度b=4 m，闸门可绕轴O开启。试问要在门顶施加多大的水平力F才能使闸门 开启？ 3、(20分) 图示为一直径D=2 m的圆柱形容器，容器内盛有不相混合的两种液体。

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已知?1=816 kg/m3，h1=20 m，?2 =1000 kg/m3，h2=30 m。容器以每分钟30转的等角速度?绕铅直轴旋转。求容器底部的最大和最小压强。

计算题四、3题图 计算题四、4题图 4、(20分) 水平管道末端接一倾斜向上弯形喷嘴(轴线在同一铅直平内)，转角α=45°，断面1-1、2-2直径分别为 d1=200 mm和 d2=100 mm，两断面中心高差⊿z=0.2 m。出口断面平均流速v2=10.00 m/s(喷入大气)，全喷嘴水头损失hw1-2=0.5v22/2g，断面1-1至2-2间水体重W=196.0N。求水流作用于喷嘴的力的大小和方向。 5、(15分) 一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径d=300 mm，管道全长L=90 m，沿程水头损失系数 ?=0.03.，局部水头损失系数：进口ζ=0.5，转弯ζ=0.3，出口ζ=1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m。在距出口 l=30 m 处有一水银测压计，其液面高差⊿h=0.5 m，较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。试确定：(1)通过高度的流量 qv；(2)两水池的水位差 Z。 计算题四、5题图 计算题四、6题图 6、(20分) 试用 Π定理导出如图所示的理想液体溢流堰过流情况下的单宽流量表达式 q= f (p/H)gH2，式中f (H，p)为函数表达式，H、p分别为堰上游水头及堰高，g 为重力加速度。 3(2011a,b)

1、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( ) 2、在同样的边界条件下，层流过水断面上的流速分布比紊流要均匀。 ? ?

题一、3图

3、液流在等直径的有压弯管中流动，如图示。液流由1－1过水断面流向2－2过水断面，其动量保持不变。 ( )

4、图示一长度为 L 的水平管道。今欲将管道加长⊿L，第一种方式是水平接长⊿L；第二种方式是垂直向下接长⊿L，若不计局部水头损失，则两种方式接长后，管道通过的流量 qv 应相等。 ( )

题一、4图

5、液体的粘滞性只有在流动时才表现出来。 ( ) 1、若层流流速分布如图所示,则其切应力沿 y 方向为均匀分布。 ( )

题一、1图 题一、2题图

2、图中沿斜面上 A 点的静水压强为 pn， 则 A点水平和铅直方向的静水压强分别为 px＝pncos? 和 py＝pnsin?。 ( )

3、流线与迹线是两个不同的概念，所以在何情况下流线与迹线不会重合。 ( ) 4、在同样的边界条件下，紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。 ? ?

5、输水圆管由直径为 d1 和 d2 的两段管路串联而成，且 d1 >d2，流量为 qv 时相应雷诺数为 Re1 和 Re2，则 Re1 >Re2。 ( )

1、图示为两种液体盛于同一容器中，其重度ρ1<ρ2。在容器侧壁装设一测压管，则管内液面高度 z 与(h1+h2)的关系 ( ) (1) z> (h1+h2)； (2) z< (h1+h2)； (3) z =(h1+h2)； (4) 无法确定

题二、1图 题二、2图

2、图示管道中两根测压管的水面高差 ?h 代表局部水头损失的是 ? ? ?1?图A； ?2?图B； ?3? 图C； ?4?以上答案都不对。 3、理想液体是 ( ) (1)粘性大的液体； (2) 服从牛顿内摩擦定律的液体； (3)没有粘性的液体； (4) 具有粘性的不可压缩液体。

4、管流的负压区是指测压管水头线 （ ） （1）在基准面以下的部分； （2）在下游自由水面以下的部分； （3）在管轴线以下的部分； （4）在基准面以上的部分。

5、如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路相连通。已知直径d1=2d2，管长L及沿程水头损失系数?均相等。若按长管计算，则两管的流量之比为 （ ）

-2.52.5

（1）qv1/qv2=1； （2）qv1/qv2=2； （3）qv1/qv2 =2 ； （4）qv1/qv2 =2 。

题二、5图

6、平衡液体中的等压面必为 ( )

(1)水平面； (2)斜平面； (3)旋转抛物面； (4)与质量力相正交的面。

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化 ( ) ?1?光滑区?粗糙区?过渡粗糙区； ?2?过渡粗糙区?粗糙区?光滑区； ?3?粗糙区?过渡粗糙区?光滑区； ?4?光滑区?过渡粗糙区?粗糙区。 8、粘滞底层厚度 ? 比绝对粗糙度 ? 小得多的壁面称为 ? ? ?1?光滑面； ?2?过渡粗糙面；

?3?粗糙面； ?4?以上答案均不对。

9、下列各参数中的无量纲数是 ( )

?p(qv) (2)?p1qv (3)?(qv) (4)?12 ??12?p12?pqv(?p：压强差，qv：流量，1：长度，?：密度)

(1)

1、圆管层流断面的切应力是 ? ? ?1? 壁面处切应力为零，管轴处切应力最大； ?2? 沿断面不变； ?3? 管轴处为零，随半径按线性增大； ?4? 为抛物线分布。

2、图示为两种液体盛于同一容器中，其密度分别为 ?1和 ?2在容器侧壁装设两根测压管 A和 B，则 A、B 水面高度ZA和ZB的关系为： ( )

(1) ZA?ZB； (2) ZA?ZB； (3) ZA=ZB； (4) 无法确定。

题二、2图 题二、3图

3、图示管道中两根测压管的水面高差 ?h 代表局部水头损失的是 ? ? ?1?图A； ?2?图B； ?3?图C； ?4?以上答案都不对。 4、一明渠恒定流，断面为矩形，底宽b沿程不变，断面1－1的水深h1大于断面2－2的水深h2，则 ? ?

?1? Re1 = Re2； ?2? Re1 < Re2； ?3? Re1 > Re2； ?4?无法确定。

5、管流的负压区是指测压管水头线 （ ） （1）在基准面以下的部分； （2）在下游自由水面以下的部分； （3）在管轴线以下的部分； （4）在基准面以上的部分。

6、图示 A、B两管的管径及糙率均相同，且水位差 h1= h2。若要使流量 qvA= qvB，则两管的长度LA与LB 的关系为 （ ）

(1)LA = LB； (2)LA LB； (4)无法确定。

题二、6图

7、流体静力学基本方程z+p/?g=常数，也适用于： ( ) (1) 不可压缩流体均匀流场； (2) 静止的可压缩流体； (3) 不可压缩流体均匀流同一过水断面；(4) 以上情况都不适用。 ?1?光滑面； ?2?过渡粗糙面； ?3?粗糙面； ?4?以上答案均不对。

8、粘滞底层厚度 ? 比绝对粗糙度 ? 小得多的壁面称为 ? ?

1、绘出图中（下左）AB曲面（3/4圆柱面）上水平方向的压强分布图和垂直分力的压力体图，并标出力的方向。

2、定性绘出图示（上右图）管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

1、一平板在平底槽中的静水面上以等速度u运动，使

槽中的水近似地作二元均匀层流运动。试证明槽中水流

速度沿水深按直线规律分布。

2设有一铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂

i=0 轴线与柱心铅垂轴线重合，两者之间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动，（间隙中的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l=0.2m，重量G＝1.96N，内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙厚度δ＝0.0016m，液体的粘度μ=9.8Pa·s。试求圆柱形套管下移速度V（空气阻力很小，可略去不计）。

u F 闸门 δ l G d

3如图所示．一利用静水压力自动开启的矩形翻板闸门。当上游水深超过工作水深H时，闸门即自动绕转轴向顺时针方向倾倒，如不计闸门重量和摩擦力的影响，试求转轴的位置高度a。

4、一个直径为d2的圆柱，放置在直径为d1的槽上。如图。圆柱的长度与槽长相等为l单位长度。水的密度为ρ、柱的重量为W，当液体把圆柱刚好顶起，求上下两水面差ΔH 等于多少。

5、已知不可压缩流场的平面流动为ΔH H a ?ux?4xy?22求：(1)在点A(2，?uy?8?x?y。

??uz?03)的加速度；(2) 流动是否满足连续性方程？

6、已知用欧拉法表示液体运动时的

d2 d1 ?ux?kx?流速分量为?uy??ky。 k为

??uz?0不等于0的常数，

试确定：(1)该流动是恒定流还是非恒是流； (2)流动是否满足连续性方程；

（3）求其加速度

（4）写出流线的微分方程并求出流线方程。

7、(15分) 一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径d=300 mm，管道全长L=90 m，沿程水头损失系数 ?=0.03.，局部水头损失系数：进口ζ=0.5，转弯ζ=0.3，出口ζ=1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m。在距出口 l=30 m 处有一水银测压计，其液面高差⊿h=0.5 m，较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。试确定：(1)通过高度的流量 qv；(2)两水池的水位差 Z。

8、如图所示，一吸水装置。水箱D的水位不变，而h1、h2、h3的值已知，若不计损失，求

喉部断面面积al和喷嘴断面面积a2满足什么关系才能使水从水池E引入管中。

9、射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与与射流方向垂直的长方形均质等厚度的板上，已知板长60cm，平板上缘悬挂在铰上（铰的摩擦力不计），当射流冲击到平板上后，平板偏转30，以后平板不再偏转。设喷嘴直径d＝25cm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量m为多少？

铰

30° 压力表 60cm 18cm d=25cm D

10、(20分) 水平管道末端接一倾斜向上弯形喷嘴(轴线在同一铅直平内)，转角α=45°，断面

1-1、2-2直径分别为 d1=200 mm和 d2=100 mm，两断面中心高差⊿z=0.2 m。出口断面平均流速v2=10.00 m/s(喷入大气)，全喷嘴水头损失hw1-2=0.5v22/2g，断面1-1至2-2间水体重W=196.0N。求水流作用于喷嘴的力的大小和方向。

11、底宽与水深均为a的矩形明渠和某边长为a的正方形管，其沿程阻力系数相同水力坡降也相同，试比较其流量。

12、(本题20分)试证明圆管的沿程水头损失系数λ与糙率n的关系为??8g2n 1/3(d/4)

13、图示为一糙率n=0.013的简单管道，直径d=200mm，管长L=1000m，输送流量Q=40 L／s。现欲将其流量增至Q=60 L／s，而管道的工作水头H和管道总长L不变，则必需改为串联形式，若改变的一段串联管道直径d1=300mm，其糙率n=0.013，求其长度l1。(按长管计算)

d1 l1

14、如图示一矩形长直明渠，已知底宽B=1m，水深h=0.5m，水的粘滞系数ν=10-6m2/s，流量Q=2l/s，单位渠长的沿程水头损失0.0001。 试求：（1）请证明??8g。其中g为重力加速度、CC2为谢才系数。

（2）计算水流雷诺数，并判别流态；并说明此时那种阻力作用较大（粘滞阻力、紊动阻力） （3）计算渠底的切应力τ0；

（4）计算距离渠底0.5h处的切应力τ； （5）计算沿程阻力系数λ；

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