水力學思考題

1、 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什么關(guān)系？各物理量的量綱和量測單位是什么？0.2 什么叫做粘滯性？粘滯性對液體運動起什么作用？0.3 固體之間的磨擦力與液體之間的內(nèi)磨擦力有何原則上的區(qū)別？何謂牛頓內(nèi)磨擦定律，該定律是否適用于任何液體？0.4 什么是理想液體？理想液體與實際液體的根本區(qū)別何在？0.5 為什么可以把液體當作“連續(xù)介質(zhì)”？運用這個假設(shè)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？二者有何區(qū)別？試舉例說明之。思考題：1.1 靜水壓強有哪些特性？靜水壓強的分布規(guī)律是什么？1.2 試分析圖中壓強分布圖錯在哪里？圖1.21.3

2、何謂絕對壓強，相對壓強和真空值？它們的表示方法有哪三種？它們之間有什么關(guān)系？1.4 圖示一密閉水箱，試分析水平面AA，BB，CC是否皆為等壓面？何謂等壓面？等壓面的條件有哪些？圖1.41.5 一密閉水箱（如圖）系用橡皮管從C點連通容器，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兩點壓強是否相等？（2） 把容器提高一些后，p0比原來值增大還是減小？兩測壓管中水位變化如何？圖1.51.6 什用6 什么叫壓力體？如何確定壓力體的范圍和方向？思考題：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”等三個概念是如何定義的？它們之間有么聯(lián)系？漸

3、變流具有什么重要的性質(zhì)？2.2 圖（a）表示一水閘正在提升閘門放水，圖（b）表示一水管正在打開閥門放水，若它們的上游水位均保持不變，問此時的水流是否符合A1V1AaVa的連續(xù)方程？為什么？圖2.22.3 能量方程中各項的幾何意義和能量意義是什么？2.4 關(guān)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 什么叫總水頭線和測壓管水頭線？水力坡度和測壓管坡度？均勻流的測壓 管水頭線和總水頭線的關(guān)系怎樣？2.6 總流的動量方程式為Q（），試問：（1）中都包括哪些力？（

4、2）如果由動量方程式求得的力為負值說明什么問題。思考題：3.1 雷諾數(shù)Re具有什么物理意義？為什么可以起到判別流態(tài)（層流、紊流）的作用？試說明由層流向紊流過渡的物理過程。3.2 層流及紊流各有什么特點？如何判別其流態(tài)？3.3 何謂“層流底層”？它與雷諾數(shù)有何關(guān)系？它的厚度對沿程水頭損失有何影響？3.4 紊流中存在脈動現(xiàn)象，具有非恒定流性質(zhì)，但又是恒定流，其中有無矛盾？為什么？3.5 試根據(jù)尼古拉茲試驗說明影響沿程阻力系數(shù)的因素及與謝才系數(shù)C之間有什么關(guān)系？試寫出你所知道的計算C的經(jīng)驗公式。3.6 有一圓管如3.1圖所示，長度L，水頭H，沿程水頭損失系數(shù)，流動處于阻力平方區(qū)（不計局部損失），現(xiàn)擬

5、將管道延長（d不變）L，試問水平伸長L和轉(zhuǎn)彎延長L，哪一種布置流量較大？圖3.1思考題：4.1 何謂有壓管流？其水力特征是什么？4.2 長管、短管是怎樣定義的？判別標準是什么？如果某管道是短管，但想按長管公式計算，怎么辦？4.3 如圖所示，兩簡單管道：（a）圖自由出流，（b）圖淹沒出流，若兩管道的作用水頭H，管長L，管徑d及沿程阻力系數(shù)均相同，試問：（1） 兩管中通過的流量是否相同？為什么？（2） 兩管中各相應(yīng)點的壓強是否相同？為什么？圖4.34.4 圖示A、B、C為三條高程不同的壩身泄水管，其管徑d、長度L，沿程阻力系數(shù)均相同，試問它們的泄流量是否相同？為什么？圖4.4思考題：5.1 與有壓

6、管流相比，明渠水流的主要特征是什么？5.2 明渠均勻流的特點是什么？產(chǎn)生條件又是什么？5.3 如下圖示的各種長渠中，糙率沿程不變，試從力學的觀點分析是否可能產(chǎn)生均勻流動。圖5.35.4 什么叫正常水深？它與渠道底坡、糙率、流量之間有何關(guān)系？5.5 今欲將產(chǎn)生均勻流的渠道中的流速減小，以減小沖刷，但流量仍然保持不 變，試問有幾種方法可以達到此目的。思考題：6.1 明渠水流有哪三種流態(tài)，是如何定義的，判別標準是什么？6.2 急流、緩流、臨界流各有哪些特點？6.3 佛汝德數(shù)的物理意義是什么？為什么可以用它來判別明渠水流的流態(tài)？6.4 什么叫斷面比能？它與斷面單位重量液體的總能量E有何區(qū)別？6.5 何

7、謂斷面比能曲線？比能曲線有哪些特征？圖6.56.6 若渠道斷面形狀，尺寸一定，只使得流量比原來的流量Q1增大為Q2（即Q2Q1），試在同一圖上繪出比能曲線，比較那一個的臨界水深大；如果只增大底坡，hK又怎樣變化？圖6.66.7 陡坡、緩坡、臨界坡是怎樣定義的？如何判別渠道坡度的陡緩？6.8 緩坡渠道只能產(chǎn)生緩流，陡坡渠道只能產(chǎn)生急流，對嗎？緩流或急流為均勻流時，只能分別在緩坡或陡坡上發(fā)生，對嗎？思考題：7.1 什么叫水躍、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，如提高或降低一些尾門（尾門之前的水流始終為緩流），試分析水躍位置是否移動？向前移動還是向后移動？為什么？圖7.2

8、7.3 為什么可以利用水躍來消除能量？什么形式的水躍消能效率最高？思考題：8.1 何謂堰流，堰流的類型有哪些？它們有哪些特點？如何判別？8.2 堰流計算的基本公式及適用條件？影響流量系數(shù)的主要因素有哪些？8.3 下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)哪個大？哪個?。繛槭裁?？圖8.28.4 淹沒溢流對堰流有何重要影響？薄壁堰、實用堰及寬頂堰的淹沒條件是什么？影響各種淹沒系數(shù)的因素有哪些？8.5 試分析在同樣水頭作用下，為什么實用剖面堰的過水能力比寬頂堰的過水能力大？思考題：9.1 泄水建筑物下游常采用的水面銜接及消能措施有哪幾種？它們各自的水流特征是什么？9.2 怎樣判

9、別堰、閘下游水流銜接形式（即確定水躍位置），可能有哪三種形式 的水躍產(chǎn)生？9.3 在什么情況下，堰、閘下游需要修建消力池？如何確定消力池的深度及長度。思考題：10.1 什么叫水擊？有壓管道中的水擊現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？10.2 什么叫水擊相，周期，水擊相在水擊計算中的作用是什么？10.3 什么是直接水擊？什么是間接水擊？各有什么特點？思考題：11.1 明渠非恒定流的主要特征有哪些？11.2 明渠非恒定流波動的物理本質(zhì)是什么？11.3 寫出明渠非恒定漸變流的能量方程，試說明其各項的物理意義。思考題：12.1 用解析法分析液體質(zhì)點運動的基本方法有哪兩種？為什么我們常采用歐拉法？12.2 什么叫時變加速

10、度，什么叫位變加速度？12.3 液體運動的基本形式有哪幾種？寫出它們的數(shù)學表達式？12.4 什么叫無渦流？什么叫有渦流？它們的基本特征是什么？判別條件是什么？12.5 連續(xù)性方程，對可壓縮液體或非恒定流動是否成立，為什么？12.6 寫出納維埃司托克斯方程并說明它的物理意義是什么？適用條件是什么？思考題：13.1 什么叫邊界層？邊界層液流有哪些特點？13.2 何謂邊界層分離？產(chǎn)生邊界層分離的原因是什么？圖13.213.3 液體對所繞物體的阻力是由哪兩部分組成？與哪些因素有關(guān)？思考題：14.1 何謂有勢流？有勢流與有渦流本質(zhì)區(qū)別是什么？14.2 有勢流的特點是什么？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什么？14.4 什么叫流網(wǎng)，流網(wǎng)的特征是什么？繪制流網(wǎng)的原理是什么？14.5 利用流網(wǎng)圖可以進行哪些基本計算？思考題：15.1 什么叫滲流？什么叫孔隙介質(zhì)？15.2 水在土壤中的存在形式有哪幾種？其運動特征是什么？參與地下水運動，主要是什么形態(tài)的水流？15.3 滲流的基本定律是什么？寫出數(shù)學表達式并說明其物理意義？15.4 何謂滲透系數(shù)？它的物理意義是什么