《水力学》课程复习思考题

《水力学》课程复习思考题

绪 论

1、什么叫水力学？

2、水力学的基本原理和计算方法是否只适用于水？ 3、水利工程中经常遇到的水力学问题有哪些？

4、为什么说水力学是水利类各专业一门重要的技术基础课？ 5、水力学的发展简史主要经历可那几个阶段？ 6、水力学的正确研究方法是什么？

7、水力学中实验观测方法主要有哪三个方面？ 8、近代水力学的系统理论是怎样建立的？ 9、水力学中液体的基本特征是什么？ 10、引入连续介质假定的意义是什么？ 11、液体质点有何特点？

12、为什么说研究液体的物理性质是研究液体机械运动的出发点? 13、密度是如何定义的？它随温度和压强如何变化？ 14、容重是如何定义的？它随哪些因素变化？ 15、比重的概念？

16、密度和容重之间有何关系？

17、水力学中，水的密度、容重计算值是如何确定的？

18、何谓液体的粘滞性？其主要成因是什么？它对液体的运动有何意义？ 19、牛顿内摩擦定律的内容是什么？

20、空气与水的动力粘滞系数随温度的变化规律是否相同？试解释原因。 21、试证明粘滞切应力与剪切变形角速度成正比？ 22、何谓牛顿流体？非牛顿流体包括那几类？ 23、表面张力的概念？其产生的原因是什么？

24、为什么较细的玻璃管中的水面呈凹面，而水银则呈凸面？并且水会形成毛管上升，而水银则是毛管下降？

25、试证明每增加一个大气压，水的体积只缩小二万分之一？ 26、理想液体和实际液体有何区别？ 27、静止液体是否具有粘滞性?

28、液体内摩擦力与固体内摩擦力在性质上有何区别？ 29、运动液体与固体边界之间存在摩擦吗？

30、作用于液体上的力按表现形式可以分为几类？各是什么？按物理性质又可分为哪些？

第一章 水静力学

1、水静力学的任务是什么？

2、为什么可以应用理论力学中的刚体平衡规律来研究水静力学？ 3、研究水静力学的目的有哪些？

4、静水压力的特性是什么？试加以证明。

5、液体静力学基本方程的推导及各种表达形式的意义？

6、什么是等压面？重力作用下等压面必须具备的充要条件是什么？ 7、什么是绝对压强、相对压强、真空及真空度？

z?p?C8、

?中的p是绝对压强还是相对压强？

9、常用的压强量测仪器有哪些？

10、压强的表示方法有几种？其换算关系怎样？

z?p?C11、从能量观点说明

?的意义？

12、绘制压强分布图的理论依据及其绘制原则是什么？

13、压强分布图的斜率等于什么？什么情况下压强分布图为矩形？ 14、作用于平面上静水总压力的求解方法有哪些？各适用于什么情况？ 15、怎样确定平面静水总压力的大小、方向及作用点？ 16、在什么情况下，压力中心与受压面形心重合？

17、压力体由哪几部分组成？压力体内有水还是无水，对静水总压力沿铅垂方向分力的大小和方向有何影响？

18、曲面静水总压力的大小、方向、作用点如何确定？ 19、二向曲面静水总压力的计算方法如何推广的空间曲面？ 20、水静力学的全部内容对理想液体和实际液体都适用吗？

第二章 液体运动的流束理论

1、简述拉格朗日法和欧拉法的基本内容？ 2、拉格朗日变数和欧拉变数各指什么？ 3、何谓恒定流与非恒定流？举例说明。 4、流线与迹线的概念？流线的性质？ 5、流线和迹线有何区别与联系？

6、说明流管、微小流束、过水断面、总流、流量、断面平均流速的概念？ 7、引入断面平均流速的意义？过水断面上是否存在实际流速与断面平均流速相等的点？

8、一元流、二元流、三元流的概念？

9、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流的概念及特点？

z?p?C10、试证明均匀流过水断面上各点的

?。

11、一元恒定总流连续方程的推导过程、应用条件？

12、一元恒定总流能量方程的推导过程、应用条件、注意事项？ 13、一元恒定总流动量方程的推导过程、应用条件、注意事项？ 14、水头线图的绘制方法及其意义？

15、测压管水头线与总水头线的坡度在什么情况下相等？ 16、元流能量方程与总流能量方程之间有何区别？ 17、毕托管的测速原理及计算公式？ 18、孔口出流的水流现象有何特点？

19、为什么管嘴出流的流量系数较孔口出流大？

20、保证圆柱形外伸管嘴正常工作的条件是什么？为什么要有此条件？

21、淹没出流与自由出流的概念？

22、试证明棱柱形容器非恒定流条件下放空或充满容器的时间是恒定流时的2倍。

23、试证明动能修正系数与动量修正系数大于1.0。

24、在什么情况下，动能修正系数与动量修正系数等于1.0。 25、动量方程的应用条件及注意事项？

第三章 液流型态及水头损失

1、水头损失的物理概念及分类？

2、沿程水头损失与局部水头损失的物理本质是否相同？ 3、试推导均匀流条件下沿程水头损失与切应力之间的关系式。 4、简述雷诺试验的过程及其结果？ 5、层流与紊流之间有何区别？

6、液流型态是如何判别的？为什么以下临界雷诺数作为流态判别依据？ 7、雷诺数的物理意义？

8、试推导圆管层流的流速分布、流量、断面平均流速及水头损失的表达公式。 9、简述紊流的形成过程。

10、何谓紊流运动要素的脉动现象？

11、紊流有脉动现象，又有恒定流，二者之间有无矛盾？ 12、明渠水流沿水深紊动强度如何变化？ 13、紊动附加切应力产生的原因？

14、普朗特半经验理论的基本内容是什么？ 15、紊流的内部结构如何？

16、试推导粘性底层厚度计算公式。 17、试推导紊流流速分布的对数公式。 18、紊流壁面类型如何划分？ 19、层流与紊流的切应力有何不同？ 20、沿程阻力系数λ的变化规律怎样？

21、尼古拉兹图与莫迪图之间有何区别？

22、当相对光滑度一定时，沿程阻力系数λ随雷诺数怎样变化？沿程水头损失又随雷诺数怎样变化？

23、谢才公式与达西—魏斯巴赫公式在应用上有何联系？ 24、试推导圆管突然扩大局部水头损失的计算公式。 25、局部水头损失系数与水流流态是否有关？ 26、谢才公式是否只适用于紊流阻力平方区？

27、当量粗糙度的概念？为什么要引入当量粗糙度的概念？

28、本章介绍了哪些著名的试验、半经验理论及经验公式？各用来解决什么问题？

第四章 有压管道恒定流

1、有压管道的概念及特点？

2、长管与短管、简单管道与复杂管道如何划分？

3、简单管道水力计算基本公式的推导过程及公式的应用。 4、有压管道恒定流水力计算的理论依据是什么？ 5、简单管道自由出流与淹没出流时能量转化关系如何？ 6、简单管道水力计算包括哪些计算类型？

7、在管材、管径、管道布置形式一样的条件下，自由出流与淹没出流的流量系数是否相等？泄流量是否相等？ 8、管道的经济流速如何确定？

9、水泵及虹吸管的安装高度如何确定？主要受哪些因素制约？ 10、虹吸管与倒虹吸管的工作原理是否相同？

11、如何绘制有压管道系统的水头线图？分别按长管与短管绘出的水头线图各有何特点？

12、借助水头线图如何判断管道中是否存在负压？

13、串联管道、并联管道、分叉管道、沿程均匀泄流管道的水力计算各有何特点？

第五章 明渠恒定均匀流

1、明渠水流与管流有何不同？

2、明渠水流的特点？明渠均匀流的特点？ 3、明渠均匀流的力学本质及产生条件？ 4、底坡是如何定义的？

5、简述明渠按底坡及按横断面形状尺寸变化情况的分类。 6、试用能量方程证明明渠均匀流水力计算公式。 7、从能量观点说明明渠均匀流的特点？ 8、粗糙系数的选择对渠道设计有何重要性？

9、何谓水力最佳断面？试推导梯形水力最佳断面应该满足的条件？ 10、水力最佳断面是否是工程最经济的断面？实际工程中如何选用？ 11、何谓允许流速？允许流速与哪些因素有关？ 12、明渠均匀流水力计算类型有那几类？ 13、正常水深（或底宽）的求解方法有那几种？

14、对流量变化较大的渠道，通常选用何种断面形式？其水力计算方法有何特点？

15、糙率沿湿周有变的非均质渠道的水力计算如何进行？

第六章 明渠非均匀流

1、明渠非均匀流的特点？

2、研究明渠非均匀流有何工程实际意义？

3、缓流和急流的概念？缓流和急流在现象上有何区别？ 4、缓流、急流、临界流的干扰波传播图形各有何特点？ 5、明渠水流流态的判别方法有哪些？

6、断面比能的概念？断面比能与断面单位总能量之间有何区别与联系？它们两者的沿程变化规律是否相同？

7、何谓比能曲线？比能曲线有何特点？

8、试证明在流量、断面形状尺寸一定的条件，最小断面比能对应的水深为临界水深。

9、试证明在断面比能、断面形状尺寸一定的条件，最大流量对应的水深为临界水深。

10、临界水深的定义及其计算？ 11、临界底坡的定义及其计算？

12、正常水深、临界水深、临界底坡分别与哪些影响因素有关？ 13、缓坡、陡坡、临界坡是如何划分的？有何实际意义？ 14、佛汝得数的运动学意义、力学意义、物理意义分别是什么？

15、缓流、急流、临界流是否只能发生在缓坡、陡坡、临界坡上？为什么？ 16、均匀流条件下，断面比能沿程如何变化？非均匀流条件下，断面比能沿程又如何变化？

17、平坡条件下，断面比能一定沿程减小，对吗？试解释之。

18、简述明渠恒定非均匀渐变流基本微分方程、水位沿程变化的微分方程、水深沿程变化的微分方程、断面比能沿程变化的微分方程的推导过程，并说明各方程的应用。

19、如何利用水深沿程变化的微分方程进行水面曲线的定性分析？分析过程中应该注意抓住哪两点？

20、棱柱体明渠恒定非均匀渐变流水面曲线的共同变化规律有哪些？ 21、不同流态之间衔接过渡时，水流现象有何特点？ 22、水面曲线的命名规则？ 23、水面曲线定性分析的步骤？

24、分段求和法计算水面曲线时应注意哪些问题？ 25、水面曲线计算的类型有那两类？ 26、简述分段求和法的基本内容？

27、弯道水流有何特点？工程实际中有何应用？

第七章 水跃

1、分析水跃产生的原因。

2、水跃现象有何特点？

3、棱柱体水平明渠水跃共轭方程的推导。 4、共轭水深的计算方法有那几种？ 5、水跃函数曲线有何特点？ 6、简述水跃能量损失的机理？ 7、水跃的消能效率如何计算？

8、按跃前断面的佛汝得数对水跃如何分类？各有何特点？ 9、跃前断面与跃后断面的动能修正系数有何不同？ 10、水跃长度的计算公式有何特点？

第八章 堰流及闸孔出流

1、堰流和闸孔出流有何异同点？ 2、堰流和闸孔出流是如何划分的？ 3、堰流的类型及其各自的特点？

4、堰流基本公式的推导？侧收缩与淹没对堰流的影响在堰流计算公式中如何体现？

5、曲线型实用堰剖面有那几部分构成？其中对水流特性影响最大的是那一部分？

6、WES堰与克——奥堰分别是如何得到的？ 7、曲线堰剖面的设计水头是如何确定的？ 8、真空剖面堰与非真空剖面堰的概念？ 9、试解释为什么

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10、WES型高堰的设计流量系数等于多少？其值是否随堰高与堰上水头的大小而发生变化？低堰的情况又如何呢？ 11、低堰与高堰的水流特征有何不同？ 12、宽顶堰流的水流特征？ 13、分析宽顶堰流的淹没过程？

14、实用堰流与宽顶堰流的淹没判定条件是否相同？

15、试证明宽顶堰流的最大流量系数只有0.385？

16、无坎宽顶堰流是怎样形成的？其侧收缩的影响如何考虑？

17、平顶堰上闸孔出流的闸后水流衔接方式？衔接方式的不同对过流能力有何影响？

18、闸墩及边墩对闸孔出流的影响如何考虑？ 19、试对堰流公式与闸孔出流公式进行分析比较？

第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能

1、泄水建筑物下泄水流有何特点？为什么要采取工程措施消能？ 2、提高消能效率的一般原则是什么？

3、泄水建筑物下游水流衔接与消能的基本形式有几种？其消能途径各是什么？各自的适用条件和优缺点？

4、泄水建筑物下游水力设计的主要任务是什么？ 5、底流消能水力计算的主要任务是什么？ 6、挑流消能水力计算的主要任务是什么？ 7、泄水建筑物下游收缩水深的计算方法有几种？ 8、随着泄水建筑物上游共轭的跃后水深

??hcE0值的增大，收缩水深

hc值如何变化？与收缩水深

hc相

又如何变化？

9、泄水建筑物下游水跃衔接方式有几种？如何判断？ 10、底流消能的水跃淹没系数是否越大越好？为什么？ 11、挖深式及消力坎式消力池的设计步骤分别是什么？

12、消力池深度及消力坎高度的设计流量分别怎样确定？消力池长度的设计流量又如何确定？

13、挑流消能的冲刷坑深度与哪些因素有关？

14、挑流消能对挑坎高程、反弧半径及挑角有何要求？为什么？ 15、消力戽消能有何特点？

第十章 有压管道非恒定流

1、何谓水击现象？产生水击现象的物理本质是什么？试举出工程实际中产生水击现象的例子。

2、简述阀门突然关闭时有压管道中水击波传播的四个阶段？ 3、水击波传播速度与哪些因素有关？

4、直接水击与间接水击的概念？它们之间有无本质区别？

5、影响水击压强升高值的因素有哪些？减小水击压强值的措施应从那几方面去考虑？

6、阀门突然关闭产生直接水击，那么，阀门逐渐关闭是否也可能产生直接水击？为什么？

7、求解水击问题的方法有那几种？ 8、水击连锁方程的推导过程及其应用？

第十二章 液体运动的流场理论

1、液体运动的流束理论和流场理论之间有何不同？

2、迹线的微分方程与流线的微分方程有何区别？在什么条件下流线与迹线相重合？

3、液体微团运动的基本形式有那几种？为什么会产生这几种不同形式的运动？它与刚体的运动有何区别？

4、有涡流与无涡流是如何定义的？它们和液体质点的运动轨迹是否为圆有无关系？

5、连续性微分方程的推导。

第十四章 恒定平面势流

1、为什么无旋运动必为有势流动？流速势函数与流速之间有何关系？ 2、何谓势流？如何判别？

3、有旋运动不存在流速势函数，那是否存在流函数呢？为什么？ 4、流函数有何性质？它存在的充要条件是什么？ 5、平面势流的求解方法有那几种？

6、平面势流中，流函数与势函数之间有何关系？

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