水力学思考题.doc
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Ⅰ 思考题: 0.1 质量、重量、密度、容重的定义,密度和容重间存在着什么关系?各物理量的量纲和量测单位是什么? 0.2 什么叫做粘滞性?粘滞性对液体运动起什么作用? 0.3 固体之间的磨擦力与液体之间的内磨擦力有何原则上的区别?何谓牛顿内磨擦定律,该定律是否适用于任何液体? 0.4 什么是理想液体?理想液体与实际液体的根本区别何在? 0.5 为什么可以把液体当作“连续介质”?运用这个假设对研究液体运动规律有何意义? 0.6 作 6 作用于液体上的力可以分为哪两类?二者有何区别?试举例说明之。 思考题: 1.1 静水压强有哪些特性?静水压强的分布规律是什么? 1.2 试分析图中压强分布图错在哪里? 图1.2 1.3 何谓绝对压强,相对压强和真空值?它们的表示方法有哪三种?它们之间有什么关系? 1.4 图示一密闭水箱,试分析水平面A-A,B-B,C-C是否皆为等压面?何谓等压面?等压面的条件有哪些? 图1.4 1.5 一密闭水箱(如图)系用橡皮管从C点连通容器Ⅱ,并在A、B两点各接一测压管问。 (1) AB两测压管中水位是否相同?如相同时,问AB两点压强是否相等? (2) 把容器Ⅱ提高一些后,p0比原来值增大还是减小?两测压管中水位变化如何? 图1.5 1.6 什用6 什么叫压力体?如何确定压力体的范围和方向? 思考题: 2.1 “恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”等三个概念是如何定义的?它们之间有么联系?渐变流具有什么重要的性质? 2.2 图(a)表示一水闸正在提升闸门放水,图(b)表示一水管正在打开阀门放水,若它们的上游水位均保持不变,问此时的水流是否符合A1V1=AaVa的连续方程?为什么? 图2.2 2.3 能量方程中各项的几何意义和能量意义是什么? 2.4 关于水流去向问题,曾有以下一些说法如“水一定是从高处向低处”,“水是由压力大的地方向压力小的地方流”,“水是由流速大的地方向流速小的地方流”这些说法对吗?试用基本方程式论证说明。 2.5 什么叫总水头线和测压管水头线?水力坡度和测压管坡度?均匀流的测压 管水头线和总水头线的关系怎样? 2.6 总流的动量方程式为=Q(-),试问: (1)中都包括哪些力? (2)如果由动量方程式求得的力为负值说明什么问题。 思考题: 3.1 雷诺数Re具有什么物理意义?为什么可以起到判别流态(层流、紊流)的作用?试说明由层流向紊流过渡的物理过程。 3.2 层流及紊流各有什么特点?如何判别其流态? 3.3 何谓“层流底层”?它与雷诺数有何关系?它的厚度对沿程水头损失有何影响? 3.4 紊流中存在脉动现象,具有非恒定流性质,但又是恒定流,其中有无矛盾?为什么? 3.5 试根据尼古拉兹试验说明影响沿程阻力系数的因素及与谢才系数C之间有什么关系?试写出你所知道的计算C的经验公式。 3.6 有一圆管如3.1图所示,长度L,水头H,沿程水头损失系数,流动处于阻力平方区(不计局部损失),现拟将管道延长(d不变)L,试问水平伸长L和转弯延长L,哪一种布置流量较大? 图3.1 思考题: 4.1 何谓有压管流?其水力特征是什么? 4.2 长管、短管是怎样定义的?判别标准是什么?如果某管道是短管,但想按长管公式计算,怎么办? 4.3 如图所示,两简单管道:(a)图自由出流,(b)图淹没出流,若两管道的作用水头H,管长L,管径d及沿程阻力系数均相同,试问: (1) 两管中通过的流量是否相同?为什么? (2) 两管中各相应点的压强是否相同?为什么? 图4.3 4.4 图示A、B、C为三条高程不同的坝身泄水管,其管径d、长度L,沿程阻力系数均相同,试问它们的泄流量是否相同?为什么? 图4.4 思考题: 5.1 与有压管流相比,明渠水流的主要特征是什么? 5.2 明渠均匀流的特点是什么?产生条件又是什么? 5.3 如下图示的各种长渠中,糙率沿程不变,试从力学的观点分析是否可能产生均匀流动。 图5.3 5.4 什么叫正常水深?它与渠道底坡、糙率、流量之间有何关系? 5.5 今欲将产生均匀流的渠道中的流速减小,以减小冲刷,但流量仍然保持不 变,试问有几种方法可以达到此目的。 思考题: 6.1 明渠水流有哪三种流态,是如何定义的,判别标准是什么? 6.2 急流、缓流、临界流各有哪些特点? 6.3 佛汝德数的物理意义是什么?为什么可以用它来判别明渠水流的流态? 6.4 什么叫断面比能?它与断面单位重量液体的总能量E有何区别? 6.5 何谓断面比能曲线?比能曲线有哪些特征? 图6.5 6.6 若渠道断面形状,尺寸一定,只使得流量比原来的流量Q1增大为Q2(即Q2>Q1),试在同一图上绘出比能曲线,比较那一个的临界水深大;如果只增大底坡,hK又怎样变化? 图6.6 6.7 陡坡、缓坡、临界坡是怎样定义的?如何判别渠道坡度的陡缓? 6.8 缓坡渠道只能产生缓流,陡坡渠道只能产生急流,对吗?缓流或急流为均匀流时,只能分别在缓坡或陡坡上发生,对吗? 思考题: 7.1 什么叫水跃、波状水跃和完全水跃? 7.2 实验槽中水流现象如图示,流量不变,如提高或降低一些尾门(尾门之前的水流始终为缓流),试分析水跃位置是否移动?向前移动还是向后移动?为什么? 图7.2 7.3 为什么可以利用水跃来消除能量?什么形式的水跃消能效率最高? 思考题: 8.1 何谓堰流,堰流的类型有哪些?它们有哪些特点?如何判别? 8.2 堰流计算的基本公式及适用条件?影响流量系数的主要因素有哪些? 8.3 下图中的溢流坝只是作用水头不同,其它条件完全相同,试问:流量系数哪个大?哪个小?为什么? 图8.2 8.4 淹没溢流对堰流有何重要影响?薄壁堰、实用堰及宽顶堰的淹没条件是什么?影响各种淹没系数的因素有哪些? 8.5 试分析在同样水头作用下,为什么实用剖面堰的过水能力比宽顶堰的过水能力大? 思考题: 9.1 泄水建筑物下游常采用的水面衔接及消能措施有哪几种?它们各自的水流特征是什么? 9.2 怎样判别堰、闸下游水流衔接形式(即确定水跃位置),可能有哪三种形式 的水跃产生? 9.3 在什么情况下,堰、闸下游需要修建消力池?如何确定消力池的深度及长度。 思考题: 10.1 什么叫水击?有压管道中的水击现象是怎样发生的? 10.2 什么叫水击相,周期,水击相在水击计算中的作用是什么? 10.3 什么是直接水击?什么是间接水击?各有什么特点? 思考题: 11.1 明渠非恒定流的主要特征有哪些? 11.2 明渠非恒定流波动的物理本质是什么? 11.3 写出明渠非恒定渐变流的能量方程,试说明其各项的物理意义。 思考题: 12.1 用解析法分析液体质点运动的基本方法有哪两种?为什么我们常采用欧拉法? 12.2 什么叫时变加速度,什么叫位变加速度? 12.3 液体运动的基本形式有哪几种?写出它们的数学表达式? 12.4 什么叫无涡流?什么叫有涡流?它们的基本特征是什么?判别条件是什么? 12.5 连续性方程,对可压缩液体或非恒定流动是否成立,为什么? 12.6 写出纳维埃——司托克斯方程并说明它的物理意义是什么?适用条件是什么? 思考题: 13.1 什么叫边界层?边界层液流有哪些特点? 13.2 何谓边界层分离?产生边界层分离的原因是什么? 图13.2 13.3 液体对所绕物体的阻力是由哪两部分组成?与哪些因素有关? 思考题: 14.1 何谓有势流?有势流与有涡流本质区别是什么? 14.2 有势流的特点是什么?研究平面势流有何实际意义? 14.3 势函数和流函数存在的充分必要条件是什么? 14.4 什么叫流网,流网的特征是什么?绘制流网的原理是什么? 14.5 利用流网图可以进行哪些基本计算? 思考题: 15.1 什么叫渗流?什么叫孔隙介质? 15.2 水在土壤中的存在形式有哪几种?其运动特征是什么?参与地下水运动,主要是什么形态的水流? 15.3 渗流的基本定律是什么?写出数学表达式并说明其物理意义? 15.4 何谓渗透系数?它的物理意义是什么?怎样确定渗透系数值? 15.5 什么叫浸润线,浸润线的基本微分方程的形式是什么? 15.6 什么叫普通完全井,什么叫不完全井?写出普通井浸润曲线方程。 思考题: 18.1 进行水工模型实验的目的是什么?理论基础是什么? 18.2 什么叫相似原理?两种水流力学相似必须满足的条件是什么? 18.3 重力相似准则的相似条件是什么?比尺换算关系是什么? 9- 配套讲稿:
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