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长沙理工大学水力学习题集 - 图文

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第一章 绪 论

第一节 思 考 题

1-1 重力加速度的大小与哪些因素有关?在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小? 1-2 液体的容重和密度在什么情况下可视为常数?

1-3 影响液体?与?变化的因素有哪些?水的?和?与这些因素的变化关系如何? 1-4 固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦力有何不同之处? 1-5 静止液体是否存在粘滞性?为什么? 1-6 举例说明液层上切应力方向的确定方法。

1-7 假设明渠水流的垂线流速分布为:①常数;②底部速度u=0,表面u=umax的斜直线;③二次抛物线。则其切应力τ的垂线分布规律各是怎样的(作图说明)?

1-8 液体压缩时,其质量和密度各有无变化?影响?(或K)变化的因素有哪些? 1-9 引入连续介质假设有何实际意义?

1-10 何谓理想液体?理想液体流动的垂线流速与切应力分布规律如何?在自然界中存在理想液体吗?

第二节 计 算 题

1-1 体积为2.5m3,重量为17.1kN的液体,其容量、密度各为若干?

1-2 某液体的密度为13600kg/ m3,运动粘滞系数为1.14×10-7㎡/s,求动力粘滞系数。 1-3 已知水的动力粘滞系数μ=0.00129Pa·s,求其运动粘滞系数。

1-4 两水平平行板间充满y=7.84kN/ m3的液体,上板固定,下板在τ=1.5N/㎡的切应力作用下,以u=0.3m/s的速度平移,两板间距l=1mm,求液体的粘滞系数μ和υ。

1-5 一质量m=5kg的木板如计1-5图,沿着涂有润滑油的斜面等速下滑,油的动力粘滞系数μ=0.1225N·s/㎡,油层厚t=0.1cm,木板的接触面积A=0.25㎡,求木板的下滑速度u。

1-6 某滑动轴承如计1-6图,轴承宽a=20cm,轴的直径d=13cm,间隙t=0.1cm,当轴的转速n=210rpm时,内摩擦力对轴中心的力矩M=0.4N·m,求μ。

1-7 当压强由240kN/㎡增至 300kN/㎡时,液体的体积缩小0.025%,求该液体的体积弹性系数。

1-8 证明:压缩系数??(d?/?)/dp,并求若使水的密度增加(?=4.18×10-10㎡/N)。

1时的压强增值1000

第三节 公 式 提 要

一、体体的密度、容重及两者间的关系 1)密度

??2)容量

m (1-1) V?=

3)容重与密度之间的关系

上述三式中 m——质量,kg; V——体积,m3; G——重量,N。

二、牛顿内摩擦定律

G (1-2) V???g (1-3)

T=μA

式中 T——流层间的内摩擦力,N;

dudu(或τ=μ) (1-4) dydy μ——动力粘滞系数,N·S/㎡或Pa·s; A——两流层间的接触面积,㎡;

du τ、dy——粘滞切应力和流速梯度。

三、压缩系数β(或弹性系数K)

dV1 ???V= (1-5)

dpK式中 ?——压缩系数,㎡/N;

dV——压强变化dp时体积的改变量。

第二章 水 静 力 学

第一节 思 考 题

2-1 静水压强有哪两个特性(要求用自己的语言来表达)?

2-2 “等压面必为水平面”,这种说法对吗?试给出等压面为水平面的条件。

2-3 静水中某点的绝对压强为39.2kN/㎡,试分别用kgf/cm2、at、mH2O、mmHg和Pa表示其相对压强。该点是否存在真空?菲存在,则真空高度为若干?

*

2-4 某地当地大气压为101.3kPa,此时测得水中某点的绝对压强为99kPa,该点存在真空

吗?为什么?水力学中对当地大气压是如何考虑的,此时该点的情况又如何?

2-5 基本议程z+

p=C中,压强p是相对压强还是绝对压强?或二者均可?为什么? ?2-6 绘制静水压强分布图的理论依据是什么?试说明它们在绘图中的具体作用? 2-7 绘制静水压强分布图的主要目的何在?

2-8 静水压强分布图应绘成绝对压强分布图还是相对压强分布图?为什么?

2-9 “因弧形闸门沿水深各点静水压强尾端的连线为光滑曲线,故此时静水压强与水深成非线性关系”对吗?为什么?

2-10 圆柱形容器如思1-10图,AC面上的压强分布图及顶面、底面上的静水总压力应如何求?

(动)

2-11 当液体处于相对平衡时,作用于自由面上任一点的

重力与惯性力的合力有何特点?

2-12 两容器置于桌面上,容器自重、底面积和高度均相等,容积不等,盛满水时,两容器底面上的静水总压力及桌面上所受的力相等吗?为什么?

2-13 使用图解法和解析法求静水总压力时,对受压平面

的形状各有无限制?为什么? 思 2-10 图

2-14 挡水面积为A的平面闸门,一侧挡水,若绕过其心C的水平轴任转a角,其静水总压力的大小、方向和作用点各是否变化?为什么?

2-15 “只有当受压面为水平面时,压力中心才与受压面的形心相重合”对吗?试举例说明。

2-16 矩形平面闸门AB,当上下游水位均上升△h至虚线位置时,思2-16图示的两种情况下,闸门上的静水总压力及作用点是否改变?为什么?

2-17 若弧形闸门上下游有水,但水位不相等时,应如何确定闸门的铅直投影面Ax及水平分力Px?

2-18 组成压力体的面有哪些?如何确定铅直分力Pz的方向及其作用线的位置?

(动)

2-19 液体相对平衡时其压强的分布规律与静止时压台的分布规律是否相同?为什么? 2-20 若某水箱作水平匀加速直线运动,其底面上的压强分布和总压力与水箱静止时比较

(动)

有无改变?为什么?

2-21 浮体的平衡稳定条件是什么?当

?<e和?=e时,浮体各处于什么状态?

第二节 计 算 题

2-1 求当a分别为60°和90°时,计2-1图中各点的压强。 2-2 求计2-2图示各点的相对压强和绝对压强。

2-3 试计算并标出2-3图示各点的位置水头、压强水头和测压管水头(po=0.05at)。 2-4 试求计2-2图中A、B两点的真空值和真空高度。

2-5 求计2-5图示密闭容器的表面压强p0(已知

?a=8.90kN/㎡, ?H=133.28 kN/㎡,且不计空气重量)。

2-6 计2-6图中压力表读?a数为0.55at,求容重y1。 2-7 两相领贮液容器如计2-7图,求h1为若干。 2-8 计2-8图中真空表读数为1kN/㎡,h为多少? 2-9 连通器如计2-9图,活塞面积A2=2A1=0.07㎡,求物重G为若干。

2-10 试求计2-10图中测压管A、B、C的液面高程及测压管D的水银面高差△h为若干。

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第一章绪论第一节思考题1-1重力加速度的大小与哪些因素有关?在水力学中是怎样考虑重力加速度的大小?1-2液体的容重和密度在什么情况下可视为常数?1-3影响液体?与?变化的因素有哪些?水的?和?与这些因素的变化关系如何?1-4固体间的摩擦力与液层之间的内摩擦
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