2015水力學第五次作業(yè)論述題

1、1、流線和跡線的區(qū)別和聯(lián)系是什么？答：（1）區(qū)別：跡線是單個液體質點在某一時段內(nèi)不同時刻的流動軌跡線；流線是同一瞬時由連續(xù)的一系列液體質點所構成的流動方向線。（2）聯(lián)系：恒定流時，流線與跡線重合。2、簡述過水斷面上單位重量流體的平均總機械能E（斷面總能）與斷面比能e的區(qū)別與聯(lián)系。答：（1）基準面不同斷面總能E：是以某一個水平面為基準面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面可任取，但同一題目必須是同一基準面；斷面比能e：是以斷面最低點所在的水平面為基準面計算的單位重量液體所具有的機械能，水平面不能任意選取，且一般情況下同一題目不同的過水斷面基準面不同。 （2）沿流程變化率不同E沿流程總是減小，

2、即 恒小于零； e則可以沿流程上升、下降或不變，即 可0，0，=03、何為連續(xù)介質模型？水力學研究中引入連續(xù)介質模型的可行性和必要性是什么？答：連續(xù)介質模型：假設液體是一種充滿其所占據(jù)空間的毫無空隙的連續(xù)體。引入可能性：水力學所研究的，是液體在外力作用下的機械運動，而不研究其微觀運動。在常溫下，水相鄰分子間的距離與我們所要研究的液流特征尺度相比是極其微小的。引入必要性：有了連續(xù)介質假設，就可以擺脫分子運動的復雜性，在研究液體的宏觀運動時，就可以將液體視為均勻的連續(xù)體，其每個空間點和每個時刻都有確定的物理量，且都是空間和時間坐標的連續(xù)函數(shù)。這樣，我們就可以運用連續(xù)函數(shù)的方法來分析液體的平衡和運動

3、的規(guī)律。4、簡述明渠均勻流的形成條件和特征。答：明渠均勻流的形成條件：根本（力學）條件：重力沿流向的分量=邊壁摩阻力具體條件：.水流應為恒定流；.流量沿程不變；.渠道必須是長而直的棱柱形順坡渠道；.糙率n沿程不變；.渠道中無建筑物的局部干擾。明渠均勻流的水力特征為：.等深流動：h1=h2=h；.等速流動：V1=V2=V；.總水頭線 / 水面線 / 渠底線，J=Jp=i。5、簡述雷諾數(shù)Re、弗勞德數(shù)Fr的物理意義。答：（1）雷諾數(shù)的力學意義：表征慣性力作用與粘性力作用的對比；（2）弗勞德數(shù)的力學意義：表征慣性力作用與重力作用的對比；（3）弗勞德數(shù)的能量意義：表征斷面平均動能的二倍與斷面平均勢能的

4、比值。6、何為長管？何為短管？答：是根據(jù)管路中沿程水頭損失加流速水頭與局部水頭損失所占的比重分為長管、短管。（1）長管：水頭損失以hf為主，(局部損失和速度水頭)在總損失中所占比重很小，可忽略不計或可按hf的百分數(shù)計算的管道。（2）短管：局部損失和速度水頭在總損失中占有一定的比重，計算時不能忽略的管道。7、正常工作條件下，作用水頭、面積相同的孔口和圓柱型外管嘴的出流能力是否相同？為什么？答：正常工作條件下，作用水頭、面積相同的孔口和圓柱型外管嘴的出流能力不同，管嘴出流大于孔口出流，其原因是圓柱型外管嘴的收縮斷面處出現(xiàn)真空，加大了出流能力1、管軸高程沿流向增大的等直徑管道，其管軸壓強沿流向（B：

5、減小）2、粘滯底層厚度比絕對粗糙度小得多的壁面稱為（D：以上答案均不對）3、發(fā)生水躍的充分必要條件是（D：從急流過渡到緩流）4、對于并聯(lián)長管道，每根管道的（C：沿程水頭損失相等）5、圓管層流過流斷面上切應力分布為（B：管軸處是零，且與半徑成正比）8、虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長度3m，5m，直徑d75mm，兩池水面高差H2m，最大超高h1.8m，沿程阻力系數(shù)0.02，局部阻力系數(shù)：進口Ke0.5，轉彎Kb0.3，出口Ko1，試求流量及管道最大超高截面的真空度。9、由水庫引水，先用長25m，直徑d175mm的管道將水引至貯水池中，再由長150m，直徑d250mm的管道將水引至用水點。已知水

6、頭H8m，沿程阻力系數(shù)120.03，閥門局部阻力系數(shù)Kv3，試求：流量Q和水面高差h。已知：=25m，d1=75mm，=150m，d2=50mm，H=8m，1=2=0.03，Kv=3，Ke=0.5，Ko=1.0。解析：(1) 各管段阻抗分別為 總阻抗 列水庫水面至用水點之間的伯努利方程，基準面取在出水口處，得 則 10、兩水箱用一直徑為d1=40mm的薄壁孔口連通，下水箱底部又接一直徑為d2=30mm的圓柱形管嘴，長為=100mm，若上游水深H1=3m保持恒定，求流動穩(wěn)定后的流量Q和下游水深H2。已知：d1=40mm，d2=30mm，H1=3m，=100mm，取1=0.62，2=0.82。解析：由孔口及管嘴出流計算式，得 由 ，有 上式兩邊同時平方，整理后得 11、用虹吸管將鉆井中的水輸送到集水井，已知虹吸管全長60m，直徑200mm，虹吸管為鋼管，沿程阻力系數(shù)0.012，管道進口、彎頭和出口的局部阻力系數(shù)分別為Ke0.5，Kb0.5，Ko1.0，水位差