环境水力学课后答案

第一章 液体流动的基本概念和基本方程（4学时） 1.1基本概念：

一．研究对象：①连续介质假定，使物理量为空间坐标和时间的函数。

②描述流体运动特性的物理量v，p，?，T，C。基本特征参量。 ③lagrange Method（拉格朗日） Euler Method（欧拉） ④两种方法研究对象不同：流体质点 空间点 流体微团 微团控制体 流体系统 控制体 二.基本参量表示法：

用两种方法表示的基本参量方法不同。

Lagrange法：标量（p，T，C） p=（a，b，c，t） 质点迹线?= ?（a，b，c，t）

d???? 矢量?????(a,b,c,t)

dt?t??d? a?

dtEuler法： ???(x,y,z,t)

????????d?????①x，y，z变，a?

一、名词解释：

1、示踪质：某一种在水体中扩散和输移时不发生化学和生化反应的物质，并且它的存在不会引起流场特性的改变。

2、剪切流离散：剪切流中由于流速分布不均匀使污染物（或示踪质）随流散开的现象，称之为剪切流离散。

3、时间连续源：污染源处所排放的污染物浓度大小随时间保持不变。

4、污染带宽度：在不受边界约束的情况下，横向扩散的范围可延伸至无穷远，没有什么宽度范围。从实用角度出发，当边远点的浓度为同一断面上最大浓度的5%时，该点即认为是污染带的边界点。

5、生化需氧量：在好气性条件下，细菌把有机废物氧化成二氧化碳、水和其它简单无机物质，其所需氧气的数量称为生化需氧量。 6、5日生化需氧量:在温度为20℃条件下，测定细菌在5日内分解某有机物质所消耗的氧气数量，这种生化需氧量称为5日生化需氧量以mg/l计。 7、水质模型：水质模型是一些描述水体（如河流、湖泊等）的水质要素（如DO,BOD等），在其它诸因素（如物理、化学、生物等）作用下随时间和空间变化关系的数学表达式。

8、BOD：即生化需氧量。它是测定某一数量有机物对水体潜在污染能力的一个最常用的参数。BOD值越高，说明水中有机物含量越多，因此BOD值可反映水体受有机物污染的程度。

二、回答问

2015-2016学年度13级土木三班期末复习资料

水力学

一． 题型总览

1.判断题（每题1分，约10分）

例题：判断下列说法是否正确。若正确在括号内划√，否则划×。 （1）对于孔口出流和管嘴出流，若出口面积相同，作用水头相等，则二者流量相同。（×）

（2）流体内部切应力的大小仅与流速梯度无关。（×）

（3）静止流体中点压强的大小，与其淹没深度有关，还与受压面的方位有关。（×）

2. 选择题（每题2分，约10分）

例题：①等直径圆管中层流的过流断面流速分布是（ a ） (a)呈抛物线分布 (b) 呈对数线分布 (c)呈椭圆曲线分布 (d) 呈双曲线分布

②若在静水中取一六面体，那么作用于该六面体上的力有（ c ） (a) 切向力、正压力 (b) 正压力 (c) 正压力、重力 (d) 切向力、重力

【注：如果是一个不规则图形，那么作用于其上的力为正压力、切向力、重力】

3.简答题 （每题5分，10分） 【第五章&第八章】 ①层流与紊流内部切应力有何不同？

②试根据尼古拉兹实验，说明沿程阻力系数的变化规律？ ③写出管流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？

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1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压强p0为78kPa；左管与大气相通。求：

（1）容器内液面压强pc；

（2）左侧管内水面距容器液面高度h。 解：

pap03mhpcpc?p0??gh右?78?9.8?3?107.4kPa （2）h?1.2

水 pc?pa107.4?98??0.959m ?g9.8盛有同种介质（密度

?A??B?1132.6kg/m3）的两容器，其中

心点A与B位于同一高程，今用U形差压计测定A

与B点之压差（差压计内成油，密度，A点还装有一水银测压计。其?0?867.3kg/m3）

他有关数据如图题1.2所示。问：

（1）A与B两点之压差为多少？

（2）A与B两点中有无真空存在，其值为多少？ 解：（1）

?0h1shA B ?A?BpA??Aghe??0gh1?pB??Bg?he?h1?

s?5cm,h1?20cm,h?4cm?A??B?1132.6kg/m3

pB?pA???A??0?gh1??1132.6?867.3??9.8?0.2?519.99Pa

（2）pA???Hggh??Ags??13600?9.8?0.04?1132.6?9.8?0.05??5886.17

大连理工大学网络教育学院

大工15春《水力学》开卷考试期末复习题

（一）选择题

1、实验室内采用内径为4mm的测压管测得某一点的压力水柱高为240mm，则实际的压强水柱高度为（ ）。

A．240mm B．233mm C．245mm D．261mm 答案：B

解析：取水与玻璃的接触角

h??w?0，所

osc?1w?，由公式计算毛细管的升高：

4?4?0.073??0.00745m?7mm?d9800?0.004

所以实际的压强水柱高度为240-7=233mm。

2、液体中某点的绝对压强为129kN/m2，则该点的相对压强为（ ）。

A．20kN/m2 B．27kN/m2 C．31kN/m2 D．35kN/m2 答案：C

解析：相对压强：以当地的大气压强

pa作为零压强表示液体中某点的压强，

记为p，它与绝对压强和大气压强的关系为：

-

因此，该点的相对压强=129kN/m2-98kN/m2=31kN/m2

3、实压力体与液体在曲面的（ ）侧，压力体内（

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸”的相应代码涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1．在油面上作水平运动的平板引起油层内油的速度分布为u=3y．已知油的动力粘度为μ，则作用在平板单位面积上的粘性阻力为 A. y B. 3y C. μ

D. 3μ 题1图 2．一封闭容器内，水面上气体的真空度pv=5kPa，水深1m处的相对压强为 A.-14.8kPa C.4.8kPa

B.-5kPa D.14.8kPa

3．如图所示，一等直径管流，A-A为过流断面，B-B为水平面，1、2、3为面上各点，各点的压强有以下关系 A.p1=p2 B.p1=p3 C.p2>p1 D.p3>p1

题3图

4．采用时均化概念分析紊流运动时，运动参数的 A.脉动量的时均值为零 C.时均量和脉动量之和为零

B.时均量为零 D.脉动量为零

5．当流体在淹没情况下由管道流入很大的容器时，管道的出口水头损失系数ζ为 A.0 C.1

B.0.5 D.5

6．水管末端阀门突然关闭产生水击

一填空 1．静水内部任何一点的压强与作用面的方位 ，这是静水压强的第一特性。 2．过水断面的流量等于断面平均 与过水断面 的乘积。 3．通常所说的水力学三大基本方程是指恒定流情况下的 方程， 方程和 方程。

4．求沿程水头损失应用达西公式的关键是决定 值，应用谢才公式的关键是决定 值。

5．压强的大小根据起量点的不同，用 和相对压强来表示。

6. 单位体积液体所具有的质量称为该液体的 ，而单位体积液体所具有的重量称为该液体的 。

7. 水力最优断面是希望所选定的横断面形状在通过已知流量时面积 ，或者是过水面积一定时通过的流量 。

二绘制静水压力图（最后一个是绘制静水压力体）

三 名词解释

1. 流线 2. 均匀流 3. 过水断面 4. 测压管水头 5. 水力半径 6. 流管 四计算题

1. 如图1所示，一矩形断面平底的渠道，其宽度B为2.7m，河床在某断面处抬高h2为0.3m，抬高前的水深h为1.8m，抬高后水面降低h1为0.12m。若

一填空 1．静水内部任何一点的压强与作用面的方位 ，这是静水压强的第一特性。 2．过水断面的流量等于断面平均 与过水断面 的乘积。 3．通常所说的水力学三大基本方程是指恒定流情况下的 方程， 方程和 方程。

4．求沿程水头损失应用达西公式的关键是决定 值，应用谢才公式的关键是决定 值。

5．压强的大小根据起量点的不同，用 和相对压强来表示。

6. 单位体积液体所具有的质量称为该液体的 ，而单位体积液体所具有的重量称为该液体的 。

7. 水力最优断面是希望所选定的横断面形状在通过已知流量时面积 ，或者是过水面积一定时通过的流量 。

二绘制静水压力图（最后一个是绘制静水压力体）

三 名词解释

1. 流线 2. 均匀流 3. 过水断面 4. 测压管水头 5. 水力半径 6. 流管 四计算题

1. 如图1所示，一矩形断面平底的渠道，其宽度B为2.7m，河床在某断面处抬高h2为0.3m，抬高前的水深h为1.8m，抬高后水面降低h1为0.12m。若

2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压

强。

p0h

解：p0?pa??gh?pa?850?9.807?1.8

相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。

答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。

2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，

求水面压强。

p01.5m0.4mA

解：p0?pa?p?1.1?g

?pa?4900?1.1?1000?9.807

?pa?5.888（kPa）

相对压强为：?5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。

答：水面相对压强为?5.888kPa，绝对压强为95.437kPa。

1m3m1m1m3m3m

解：（1）总压力：PZ?A?p?4?g?3?3?353.052（kN） （2）支反力：R?W总?W水?W箱?W箱??g?1?1?1?3?3?3?

?W箱?9807?28?274.596kN?W箱

不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体??g。而支座反力与水体

重量及箱体重力相平衡，而水体重量为水的实际体积??g。 答：水箱底面

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2.12 密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压

强。

p0h

解：p0?pa??gh?pa?850?9.807?1.8

相对压强为：15.00kPa。 绝对压强为：116.33kPa。

答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。

2.13 密闭容器，压力表的示值为4900N/m2，压力表中心比A点高0.4m，A点在水下1.5m，，

求水面压强。

p01.5m0.4mA

解：p0?pa?p?1.1?g

?pa?4900?1.1?1000?9.807

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?pa?5.888（kPa）

相对压强为：?5.888kPa。 绝对压强为：95.437kPa。

答：水面相对压强为?5.888kPa，绝对压强为95.437kPa。

1m3m1m1m3m3m

解：（1）总压力：PZ?A?p?4?g?3?3?353.052（kN） （2）支反力：R?W总?W水?W箱?W箱??g?1?1?1?3?3?3?

?W箱?9807?28?274.596kN?W箱

不同之原因：总压力位底面水压力与面积的乘积，为压力体??g。而支座反力与水体

重量及箱体重