流体力学复习思考题

9、魏斯巴赫—达西公式hf??LV ，它是沿程水头损失计算的通用公式。适用于层流与紊流，

d2g2明渠流与管流。

10、圆管均匀层流的沿程水头损失与断面平均流速的一次方成正比。

紊流的水力粗糙区的沿程水头损失与断面平均流速的二次方成正比。 11、圆管层流的沿程阻力系数只与Re有关，即??64。

Re12、流速脉动：在恒定流中任取一个空间点，在不同的时间会有不同的液体质点以不同的流速通过该空间点，但在某一时刻，只有一个液体质点通过该空间点，此液体质点的瞬时速度即为该空间点的瞬时流速。瞬时流速随时间不断变化的现象称为流速脉动。

13、紊流中的层流底层：在紊流中，贴近固体边界壁的地方，由于流速梯度很大，液体与管壁间粘滞力较大，因此，在贴近固体边界壁的地方有一层极薄的层流层存在，该层称为层流底层（或称粘性底层） 。

14、管道边壁的粗糙度的表示方法 ：

绝对粗糙度?：采用人工加糙时，均匀沙粒的直径d即为?。

当量粗糙度?：对实际工程管道（即自然加糙），通过沿程阻力系数试验，结合公式计算出的圆管的粗糙度。

相对粗糙度：?（或?）。

dR15、紊流的三个流区：根据固体边界壁绝对粗糙度与层流底层厚度相对大小不同，紊流被分成三种不同的流区：水力光滑区；水力粗糙区；水力过渡粗糙区。

16、尼古拉兹试验目的：研究紊流的沿程阻力系数的变化规律。

17、尼古拉兹试验结论：得出了沿程阻力系数的五个不同分区的规律，如下。（看图4-26）

分区 Ⅰ区 Ⅱ区 Ⅲ区 Ⅳ区 Ⅴ区 紊流区 第一 过渡区 流区 层流区（直线Ⅰ） 层流到紊流（直线Ⅰ与直线Ⅱ间区域） 水力光滑区（直线Ⅱ） 第二过渡区（直线Ⅱ与直线Ⅲ间区域） 水力粗糙区（或阻力平方区）（直线Ⅲ右侧的区域） 1雷诺数Re Re< 2000 2000< Re< 4000 沿程阻力系数? 64 ??Re???(Re) ???(Re) Re>4000 ???(Re,)?d ???()?d 18、舍齐公式（或称谢才公式）V?cRJ，曼宁公式c?1R6

n19、谢才公式与魏斯巴赫—达西公式是一致的。魏斯巴赫—达西公式适用于层流、紊流、明渠、管流，是一个通用公式。但谢才公式计算谢才系数时，因为引用糙率n资料（见表4-2）多为紊流的水力粗糙区条件，因此，这限制了谢才公式只适用于明渠或管道的紊流的水力粗糙区（即阻力平方区）。 20、局部水头损失计算的统一公式hj??V

2g2第五章

1、有压管流：液体质点完全充满输水管道，没有自由水面存在。 2、短管：流速水头、局部水头损失、沿程水头损失都要考虑的管路。

3、长管：流速水头、局部水头损失可以忽略不计的管路。 4、长管分为四种：

简单管：直径和流量沿程不变，且无分支的管路。 串联管：由直径不同的简单管路串联而成的管路。 并联管：由简单管路并联而成的管路。

管网：由许多管路组成的复杂管路。管网分为树状管网和环状管网。

l5、计算长管沿程水头损失常用的经验公式：hf?8?lQ2?alQ2?SQ2 25g?d6、串联管路水力计算公式：?hf??ailiQi2；

22并联管路水力计算公式：a1l1Q12?a2l2Q2 。 ??anlnQn第六章

1、明渠：人工渠道、天然河道、未充满水流的管道统称为明渠。

2、明渠流：在明渠中流动，具有显露在大气中的自由表面，水面上各点的压强都等于大气压强。

3、明渠的底坡（或比降）i?z1?z2

L4、棱柱形明渠：横断面形状、尺寸以及底坡都沿程不变的明渠。 非棱柱形明渠：横断面形状、尺寸、底坡只要有一个沿程变化的明渠。 5、明渠均匀流的特性：

（1）水深、流速、断面的流速分布均沿程不变； （2）总水头线、水面、底坡三者平行。即J?Jp?i

（1）水流为恒定流；（2）流量沿程不变；（3）长而直的棱柱形顺坡明渠； （4）明渠糙率沿程不变；（5）明渠中无闸、坝或跌水建筑物的局部干扰。 7、明渠均匀流计算的基本公式：舍齐公式（谢才公式）V?cRi 8、正常水深：明渠中水流为均匀流时的水深h0。

9、当明渠中通过的流量Q一定时，随着明渠底坡的增大，h0减小。

10、水力最佳断面：从经济的角度，在选定的横断面形状下，明渠通过已知的设计流量时，过水面积最小的断面。或过水面积一定，能通过最大流量的断面。

b11、对梯形或矩形断面的明渠，水力最佳断面应满足???2(1?m2?m)。

h12、根据明渠水流断面平均流速V与微波波速C相对大小的不同，可将明渠水流区分为三种

6、明渠均匀流产生的条件：

流态：缓流V?Vw；急流V?Vw；临界流V?Vw。

13、弗汝德数Fr反映的物理意义：过水断面单位重量的液体的平均动能与平均势能的比值大小。Fr越大，则意味着水流的平均动能较大。

14、断面比能Es：基准面选在渠底时，明渠断面水流总能量称之。

15、比能曲线的特点：

（1）两条渐近线。（2）最小比能水深为临界水深。（3）上半支对应缓流，下半支对应急流。 16、临界水深hc：明渠水流为临界流时的水深。

17、在明渠断面形状、尺寸一定的情况下，临界水深hk只与明渠中通过的流量大小有关。 18、临界底坡ic：明渠水流为均匀流的条件下，当渠道中的流量Q一定时，h0随底坡i增大而较小。当渠中的水深h0恰好为hc，此时，明渠的底坡称为临界底坡。 19、临界底坡ic应同时满足明渠均匀流方程和临界流方程，即 ???Q?AcCcRcicA3cQ2 ?B?gc?20、对于给定的明渠（断面形状和尺寸、糙率n、底坡i一定），当明渠中通过流量Q增大时，

ic将减小。

21、水跃现象：水面线突然上升。水深从小于临界水深变为大于临界水深。

水跃出现的场合：明渠的底坡由陡坡变为缓坡时（或水流由急流过渡为缓流）发生。 22、水跌现象：水面线急剧下降，水深从大于临界水深变为小于临界水深。

水跌出现的场合：明渠中有跌坎或明渠的底坡由缓坡变为陡坡时（或明渠水流由缓流过

渡到急流时）发生。

23、要掌握水面曲线定性分析的方法。

24、堰流：受到堰坎或两侧边墙的束窄阻碍，上游水位壅高，水流下泄时，溢流上表面不受约束，为光滑连续的自由降落水面，这种水流现象称之。

25、闸孔出流：水流受到闸门或胸墙的控制，闸前水位壅高，水流由闸门底缘与闸底板之间孔口流出，过水断面受闸门开启尺寸的限制，其水面是不连续的，这种水流现象称之。

26、工程上，通常按照堰顶厚度?与堰上水头H的比值大小，将堰分为三种：薄壁堰??0.67；

H实用堰0.67???2.5；宽顶堰2.5???10。

HH27、堰流基本公式Q?mb2gH03/2 28、堰流的泄流类型：

按照下游水位对堰的泄流能力的影响程度，堰流的泄流分为：自由出流，形成条件：

hy?(0.75至0.85)H0或hy?hk（相当于下游水位低于临界水深线）；淹没出流，形成条件：

hy?(0.75至0.85)H0。