简答题-2005.doc

简答题 1、什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？ 答：理想液体是指没有粘滞性的液体。 实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。 2、试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义。 答：z—位置水头，—压强水头，—测压管水头； 表示静止液体内各点测压管水头等于常数。 3、“恒定流一定是均匀流”，这种说法是否正确？为什么？ 答：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。 4、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。 答：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1（Re）； 过渡区λ=f2（Re， ）；粗糙区λ=f3（ ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。 5、为什么谢齐公式 只适用于阻力平方区？ 答：谢齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。 6、从能量及力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。 答：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。 7、雷诺数与佛汝德数的意义、表达式及作用。 答：雷诺数（）表示惯性力与粘滞力的对比关系，应用于液体流态（层流与紊流）的判别；佛汝德数（）表示惯性力与重力的对比关系，应用于水流形态（缓流、临界流、急流）的判别。 8、分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？ 答：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。 9、试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析a1型水面曲线的变化趋势。 答： 缓坡情况 在区， 且水流为缓流， （为壅水曲线） 极限分析： （1）上游水深最小，取，则 且水流为缓流， ，上游，水面线以N-N线为渐近线。 （2）下游无限长，则，则，因而 ，水面线以水平线为渐近线