水力学第三章习题课.ppt

第三章习题课1、水力学中的一维流动是指（）a、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。d2、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。3、判断下列说法是否正确：（1）水一定从高处向低处流动；（2）水一定从压强大的地方向压强小的地方流动；（3）水总是从流速大的地方向流速小的地方流动？提示：三种说法均是不正确的。由于水流在流动过程中总有能量损失，因此水流只能从能量大的地方流向能量小的地方，而位置的高低、压强的大小、流速的大小不是确定液体流动方向的依据。4．等直径水管，Ａ－Ａ为过流断面，Ｂ－Ｂ为水平面，１、２、３、４为面上各点（如图），各点的运动物理量有以下关系:ABCD()C5、不可压缩均匀流是（）Ａ当地加速度为零Ｂ迁移加速度为零Ｃ向心加速度为零Ｄ合加速度为零B6、在应用能量方程时，为什么计算断面不能取在急变流断面上？解答：为了确定积分式①粘性流体总水头线沿程的变化是：⑴沿程下降；⑵沿程上升；⑶保持水平；⑷前三种情况都有可能。②粘性流体测压管水头线沿程的变化是：⑴沿程下降；⑵沿程上升；⑶保持水平；⑷前三种情况都有可能。7、8、水流从图示水平放置的圆形喷管喷入大气。已知喷嘴直径，，若测得出口流速，试求水流对喷嘴的作用力F，不计水头损失。解：取基准面（0-0与管轴重合），渐变流过水断面（1-1、2-2）如图所示，计算点均取在管轴上，则从1→2建立恒定总流的伯努力方程：由连续性方程：取得取在x方向上建立动量方程：式中故水流对喷嘴的作用力与大小相等，方向相反，即沿轴正向。取控制体如图所示，则作用在控制体上的外力的水平分力有1-1断面上的动压力和喷嘴对水流的作用力。9、如图示，直径1m的圆筒水槽下方接一长3m，直径15cm的圆管出流，当供给水槽的流量为时，问水槽中的水深为多少？再求管内的压强分布。解：若忽略水头损失，则的值保持为常数，而在自由液面A和出口B处的压强为大气压强（p=0)。故若对A、D、B列伯努力方程(假设B点作为基准，D点在B点的上方Z处）（1）若设水槽的直径为DA,管径为DB,则：所以上式中的所以上式中的同相比可以忽略。因此由（1)式的首尾得：求压强分布，因为VB=VD,由（1）式的第二和第三式得：另一方面，水槽内的压力是静水压力分布，若设到水面的距离为，则因此在管子的入口处压强是不连续的。(注)在本例题中，若供给的流量，则上式h变为负值，即水槽内不形成自由表面。其次，为了考察在BC管内自由水面能否形成，假设有自由水面，其高度为z，，因为，所以：。因此，这时的水是自由下落，可见不能形成自由水面。10试判断分析不可压缩液流是否存在？若存在，则属于什么流动？分析：判断液流是否存在，主要看其是否满足连续性微分方程。满足连续性微分方程，故该液流存在。因液流与当地加速度无关；，故该液流为恒定流。均匀流时迁移加速度为零，则：故该液流为均匀流。11.水由水箱经一喷口无损失地水平射出，冲击在一块铅直平板上，平板封盖着另一油箱的短管出口。两个出口的中心线重合，其液位高分别为h1和h2，且h1=1.6m，两出口直径分别为d1=25mm,d2=50mm，当油液的相对密度为0.8时，不使油