水力學思索題

Ⅰ思考題：

0.1質(zhì)量、重量、密度、容重的定義，密度和容重間存在著哪些關系？各化學

量的量綱和量測單位是哪些？

0.2哪些稱作粘滯性？粘滯性對液體運動起哪些作用？

0.3固體之間的摩擦力與液體之間的內(nèi)摩擦力有何原則上的區(qū)別？何謂牛頓內(nèi)

摩擦定理，該定理是否適用于任何液體？

0.4哪些是理想液體？理想液體與實際液體的根本區(qū)別何在？

0.5為何可以把液體當做“連續(xù)介質(zhì)”？運用這個假定對研究液體運動規(guī)律有

何意義？

0.6作6作用于液體上的力可以分為哪兩類？兩者有何區(qū)別？試舉例說明之。

思索題：

1.1靜水浮力有什么特點？靜水浮力的分布規(guī)律是哪些？

1.2試剖析圖中浮力分布圖錯在那里？

圖1.2

1.3何謂絕對浮力，相對浮力和真空值？它們的表示方式有哪三種？它們之間

有哪些關系？

1.4圖示一密閉水箱，試剖析水平面A－A，B－B，C－C是否皆為等壓面？何

謂等壓面？等壓面的條件有什么？

圖1.4

1.5一密閉水箱（如圖）系用橡皮管從C點連通容器Ⅱ水的密度物理意義，并在A、B兩點各接一

測壓管問。

（1）AB兩測壓管中水位是否相同？如相同時，問AB兩點浮力是否相等？（2）把容器Ⅱ提高一些后，p0比原先值減小還是減少？兩測壓管中水位變化如

何？

圖1.5

1.6什用6哪些叫壓力體？怎樣確定壓力體的范圍和方向？

思索題：

2.1“恒定流與非恒定流”，“均勻流與非均勻流”，“漸變流與急變流”等三個

概念是怎樣定義的？它們之間有么聯(lián)系？漸變流具有哪些重要的性質(zhì)？

2.2圖（a）表示一水庫正在提高閘門放水，圖（b）表示一水管正在打開球閥

放水，若它們的上游水位均保持不變，問此時的水流是否符合A1V1＝AaVa

的連續(xù)多項式？為何？

圖2.2

2.3能量多項式中各項的幾何意義和能量意義是哪些？

2.4關于水流去向問題，曾有以下一些說法如“水一定是從高處向低處”，“水

是由壓力大的地方向壓力小的地方流”，“水是由流速大的地方向流速小的地

方流”這些說法對嗎？試用基本方程式論證說明。

2.5哪些叫總水頭線和測壓管水頭線？水力斜度和測壓管斜度？均勻流的測壓

管水頭線和總水頭線的關系如何？

2.6總流的動量方程式為∑F＝ρQ（2β2V－1β1V），試問：

（1）∑F中都包括什么力？

（2）假如由動量方程式求得的力為負值說明哪些問題。

思索題：

3.1雷諾數(shù)Re具有哪些數(shù)學意義？為何可以起到判斷紊流（層流、紊流）的

作用？試說明由層流向噴管過渡的化學過程。

3.2層流及沖蝕各有哪些特征？怎么判斷其紊流？

3.3何謂“層流底層”？它與雷諾數(shù)有何關系？它的長度對沿程水頭損失有何

影響？

3.4噴管中存在脈動現(xiàn)象，具有非恒定流性質(zhì)，但又是恒定流，其中有無矛盾？

為何？

3.5試按照尼古拉茲試驗說明影響沿程阻力系數(shù)λ的誘因及λ與謝才系數(shù)C之

間有哪些關系？試寫出你所曉得的估算C的經(jīng)驗公式。

3.6有一圓管如3.1圖所示，寬度L，水頭H，沿程水頭損失系數(shù)λ，流動處于

阻力平方區(qū)（不計局部損失），現(xiàn)擬將管線延長（d不變）?L，試問水平伸

長?L和拐彎延長?L，哪一種布置流量較大？

圖3.1

思索題：

4.1何謂有壓管流？其水力特點是哪些？

4.2長管、短管是如何定義的？判斷標準是哪些？假如某管線是短管，但想按

長管公式估算，如何辦？

4.3如圖所示，兩簡單管線：（a）圖自由出流，（b）圖吞沒出流，若兩管線的

作用水頭H，管長L，內(nèi)徑d及沿程阻力系數(shù)λ均相同，試問：

（1）兩管中通過的流量是否相同？為何？

（2）兩管中各相應點的浮力是否相同？為何？

圖4.3

4.4圖示A、B、C為三條標高不同的壩身泄水管，其內(nèi)徑d、長度L，沿程阻力系數(shù)λ均相同，試問它們的泄流量是否相同？為何？

圖4.4

思索題：

5.1與有壓管流相比，支渠水流的主要特點是哪些？

5.2暗渠均勻流的特征是哪些？形成條件又是哪些？

5.3如右圖示的各類長渠中，糙率沿程不變，試從熱學的觀點剖析是否可能產(chǎn)

生均勻流動。

圖5.3

5.4哪些叫正常水深？它與渠道底坡、糙率、流量之間有何關系？

5.5今欲將形成均勻流的渠道中的流速降低，以減少磨蝕，但流量一直保持不

變，試問有幾種方式可以達到此目的。

思索題：

6.1暗渠水流有哪三種紊流，是怎樣定義的，判斷標準是哪些？

6.2激流、緩流、臨界流各有什么特征？

6.3佛汝德數(shù)的數(shù)學意義是哪些？為何可以用它來判斷暗渠水流的紊流？6.4哪些叫斷面比能？它與斷面單位重量液體的總能量E有何區(qū)別？

6.5何謂斷面比能曲線？比能曲線有什么特點？

圖6.5

6.6若渠道斷面形狀，規(guī)格一定，只促使流量比原先的流量Q1減小為Q2（即

Q2＞Q1），試在同一圖上繪出比能曲線，比較那一個的臨界水深大；假如只減小底坡，hK又如何變化？

圖6.6

6.7陡坡、緩坡、臨界坡是如何定義的？怎樣判斷渠道斜度的陡緩？

6.8緩坡渠道只能形成緩流，陡坡渠道只能形成激流，對嗎？緩流或激流為均

勻流時，只能分別在緩坡或陡坡上發(fā)生，對嗎？

思索題：

7.1哪些叫水躍、波狀水躍和完全水躍？

7.2實驗槽中水流現(xiàn)象如圖示，流量不變，如增強或減少一些尾門（尾門之前

的水流一直為緩流），試剖析水躍位置是否聯(lián)通？往前聯(lián)通還是向后聯(lián)通？

為何？

圖7.2

7.3為何可以借助水躍來清除能量？哪些方式的水躍消能效率最高？

思索題：

8.1何謂堰流，堰流的類型有什么？它們有什么特征？怎么判斷？

8.2堰流估算的基本公式及適用條件？影響流量系數(shù)的主要誘因有什么？

8.3右圖中的溢流壩只是作用水頭不同，其它條件完全相同，試問：流量系數(shù)

那個大？那個小？為何？

圖8.2

8.4吞沒溢流對堰流有何重要影響？薄壁堰、實用堰及寬頂堰的吞沒條件是什

么？影響各類吞沒系數(shù)的誘因有什么？

8.5試剖析在同樣水頭作用下，為何實用剖面堰的過水能力比寬頂堰的過水

能力大？

思索題：

9.1泄水建筑物下游常采用的海面銜接及消能舉措有哪幾種？它們各自的水流

特點是哪些？

9.2如何判斷堰、閘下游水流銜接方式（即確定水躍位置），可能有哪三種方式

的水躍形成？

9.3在哪些情況下，堰、閘下游須要修筑消力池？怎樣確定消力池的深度及長

度。

思索題：

10.1哪些叫水擊？有壓管路中的水擊現(xiàn)象是如何發(fā)生的？

10.2哪些叫水擊相，周期，水擊相在水擊估算中的作用是哪些？

10.3哪些是直接水擊？哪些是間接水擊？各有哪些特征？

思索題：

11.1暗渠非恒定流的主要特點有什么？

11.2暗渠非恒定流波動的化學本質(zhì)是哪些？

11.3寫出暗渠非恒定漸變流的能量多項式，試說明其各項的化學意義。

思索題：

12.1用解析法剖析液體質(zhì)點運動的基本技巧有哪兩種？為何我們常采用歐

拉法？

12.2哪些叫時變加速度，哪些叫位變加速度？

12.3液體運動的基本方式有哪幾種？寫出它們的物理表達式？

12.4哪些叫無渦流？哪些叫有渦流？它們的基本特點是哪些？判斷條件是什

么？

12.5連續(xù)性多項式

UzyUyxUx，對可壓縮液體或非恒定流動是否創(chuàng)立水的密度物理意義，為何？

12.6寫文員維埃——司托克斯多項式并說明它的化學意義是哪些？適用條件是

哪些？思索題：

13.1哪些叫邊界層？邊界層液流有什么特征？

13.2何謂邊界層分離？形成邊界層分離的緣由是哪些？

圖13.2

13.3液體對所繞物體的阻力是由哪兩部份組成？與什么誘因有關？

思索題：

14.1何謂有勢流？有勢流與有渦流本質(zhì)區(qū)別是哪些？

14.2有勢流的特征是哪些？研究平面勢流有何實際意義？

14.3勢函數(shù)和流函數(shù)存在的充分必要條件是哪些？

14.4哪些叫流網(wǎng)，流網(wǎng)的特點是哪些？勾畫流網(wǎng)的原理是哪些？

14.5借助流網(wǎng)圖可以進行什么基本估算？

思索題：

15.1哪些叫紊流？哪些叫孔隙介質(zhì)？

15.2水在底泥中的存在方式有哪幾種？其運動特點是哪些？參與地下水運動，

主要是哪些形態(tài)的水流？

15.3紊流的基本定理是哪些？寫出物理表達式并說明其化學意義？15.4何謂滲透系數(shù)？它的化學意義是哪些？如何確定滲透系數(shù)值？15.5哪些叫浸潤線，浸潤線的基本微分多項式的方式是哪些？

15.6哪些叫普通完全井，哪些叫不完全井？寫出普通井浸潤曲線多項式。

思索題：

18.1進行水工模型實驗的目的是哪些？理論基礎是哪些？

18.2哪些叫相像原理？兩種水流熱學相像必須滿足的條件是哪些？18.3重力相像準則的相像條件是哪些？比尺換算關系是哪些？

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