水力學(xué)考試題與答案.doc
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1、1、選擇題:(每小題2分)(1)在水力學(xué)中,單位質(zhì)量力是指( ) a、單位面積液體受到的質(zhì)量力;b、單位體積液體受到的質(zhì)量力; c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力;d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。 答案:c(2)在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面( ) a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。 答案:d(3)液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2答案:b(4)水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指( ) a、恒定流動(dòng); b、均勻流動(dòng); c、層流運(yùn)動(dòng); d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。 答案:d(5)有壓管道的管徑d與
2、管流水力半徑的比值d /R=( ) a、8; b、4; c、2; d、1。 答案:b(6)已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)l與邊壁相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),即可以判斷該液體流動(dòng)屬于 a、層流區(qū); b、紊流光滑區(qū); c、紊流過渡粗糙區(qū); d、紊流粗糙區(qū) 答案: c(7)突然完全關(guān)閉管道末端的閥門,產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強(qiáng)水頭H = 250m,則管道中原來的流速v0為 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m答案:c(8)在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是( ) a、恒定均勻流; b、恒定非均勻流; c、非恒定均勻流; d、非恒定非均勻流。 答案:c
3、(9)在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是( )。 a、均勻緩流; b、均勻急流; c、非均勻緩流; d、非均勻急流。 答案:b(10)底寬b=1.5m的矩形明渠,通過的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某處水深h = 0.4m,則該處水流的流態(tài)為a、 緩流; b、急流; c、臨界流;答案:b(11)閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H( )成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 答案:d(12)滲流研究的對(duì)象是( )的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 a、重力水; b、毛細(xì)水; c、氣態(tài)水; d、薄膜水。 答案:a(13)測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有 a、文丘里計(jì) b、畢托管 c、測(cè)壓管 d、薄壁
4、堰 答案:b(14)按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型,長度比尺L=100,模型中水深為0.1米,則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為a、 1米,Q =1000; b、10米,Q =100; c、1米,Q =100000; d、10米,Q =100000。 答案:d 2、判斷題:(每小題2分)(1)任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。 ( ) 答案:錯(cuò)誤(2)水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 ( ) 答案:錯(cuò)誤(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 ( ) 答案:錯(cuò)誤(4)粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。 ( ) 答案:正確(5)同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。 (
5、) 答案:正確(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。 ( ) 答案:錯(cuò)誤(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比=2。 ( ) 答案:正確(8)斷面比能沿流程總是減小的。 ( ) 答案:錯(cuò)誤(9)在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大,躍后水深也越大。( ) 答案:錯(cuò)誤(10)滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流,并且無滲透變形。 ( ) 答案:正確 3、填空題:(每小題2 4分)(1) 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 和 。 答案:層流運(yùn)動(dòng),牛頓液體(2) 液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為 _kN/m2,真空度為 。 答案:2, 不存在.(3) 只受重力作用,靜
6、止液體中的等壓面是_。 答案:水平面。(4) 實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是_,_。 答案:液體存在粘滯性和邊界的影響。(5) 水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí),其水深h_ hk,弗汝德數(shù)Fr_1。(填寫符號(hào))答案: , 。(6) 在流量不變的條件下,水躍的躍前水深越小,則水躍的躍后水深越_。答案:大。(7) 根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同,管道可以分為_和_。答案:短管,長管。(8) 在水擊計(jì)算中閥門關(guān)閉的時(shí)間Ts Tr的水擊稱為_水擊。答案:直接, 間接。(9) a2型水面曲線是發(fā)生在_ 坡上的 _流(指急流或緩流)的水面線,這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程 _(指增大、減小或不變)答案:陡坡
7、, 緩流, 減小。(10) 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的_ 次方成正比。答案:3/2 。(11) 泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí),下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc _ht(ht為下游河道的水深,填寫符號(hào))答案:填寫符號(hào) (12) 按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型,長度比尺L=25,當(dāng)模型中某點(diǎn)的流速為v m= o.8m/s,則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為vp=_m/s 。答案:4m/s 。 4、問答題:(每小題3 4分)(1)什么是理想液體?為什么要引入理想液體的概念?答案:理想液體是指沒有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性,在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失,給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來很大困難。為了簡化液體運(yùn)動(dòng)的
8、討論,我們引入了理想液體的概念,忽略液體的粘滯性,分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正,可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,用以解決實(shí)際工程問題。這是水力學(xué)重要的研究方法。(2)“均勻流一定是恒定流”,這種說法是否正確?為什么?答案:這種說法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言,恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時(shí),雖然是恒定流,但它不是均勻流。(3)簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。答案:通過尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn):在層流中僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比;在層流到紊流過渡區(qū),僅是Re的函數(shù);在紊流光滑區(qū)=f1(Re); 過渡區(qū)=f2(Re, );粗糙區(qū)=f3( ),紊
9、流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。(4)為什么舍齊公式 只適用于阻力平方區(qū)?答案:舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式,自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū),因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。(5)流動(dòng)相似的含義是什么?答案:流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提,動(dòng)力相似是保證,才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。(6)從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案:均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變,但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量,因此從能量方程來分析,只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。(7)分析水面曲線時(shí),如何尋找急流和緩流的控制斷面?答
10、案:急流的控制斷面在上游,因?yàn)橥饨鐚?duì)急流的干擾不能向上游傳播;緩流的控制斷面在下游,其原因與急流正好相反。(8)在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別?答案:達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流;而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流,同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v= kJ。5、作圖題:(1) 定性繪出圖示管道(短管)的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。 (5分)v00測(cè) 壓 管 水 頭 線總 水 頭 線v00解:(2)定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線,并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長,各段糙率相同) (5分)解:6、計(jì)算題:(1) 圖示一跨河倒虹吸管,
11、正方形斷面面積為 A=0.64 m2,長 l =50 m,兩個(gè) 30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為1=0.2,2=0.5,3=1.0,沿程水力摩擦系數(shù)=0.024,上下游水位差 H=3m。求通過的流量 Q ? ( 10分) 解: 按短管計(jì)算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程 (5分) 計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù) 將參數(shù)代入上式計(jì)算,可以求解得到 (5分) 即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.662m3/s 。 (2) 從水箱接一橡膠管道及噴嘴(如圖)。橡膠管直徑D=7.5cm,噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H =5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失
12、hw = 0.5m。用壓力表測(cè)得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p = 4.9N/cm2。如用手握住噴嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為1。 (15分) 解:以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面,列水箱漸變流斷面11和噴嘴出口斷面22的能量方程 (5分)求得噴嘴出口流速和流量為 (1.5分) 橡膠管道內(nèi)的流速為 (1分)對(duì)于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程 N (6.5分) 水流對(duì)噴嘴沖擊力為 即為手握噴嘴所需之力。 (1分) (3) 有一梯形渠道,底寬 b =10 m,水深 h = 3 m,邊坡為 1:1,糙率 n = 0.014,底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū) ,求
13、通過的流量Q。 (9分)解:計(jì)算渠道斷面水力要素,過流斷面面積 m2 (1.5分) 濕周 m (1.5分) 水力半徑 m (1分) 舍齊系數(shù) (2分) 通過的流量 Q = AC (R i)0.5 = 144.93 m3/s (3分)(4)某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬B18m,流量Q265m3/s,壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí),問: ( 12分)1)壩下游是否發(fā)生水躍? (4分)2)如發(fā)生水躍,屬于何種形式的水躍? (4分)3) 是否需要修建消能工?若需要修建消能工,估算消力池深。 (4分) 解:1)計(jì)算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài), q
14、= Q/B =265/18 =14.72 m3/sm m因?yàn)槭湛s斷面水深 hc =1.1 m hk 為緩流,所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2)計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深hchc 5.81m因?yàn)?hc ht ,該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3)溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍,需要修建消力池。估算消力池深d,取水躍淹沒系數(shù) sj 1.05則池深約為 d = sj hc- ht =1.055.81 4.7 = 1.40 m一、是非題(正確的劃“”,錯(cuò)誤的劃“)1、理想液體就是不考慮粘滯性的實(shí)際不存在的理想化的液體。 ()2、圖中矩形面板所受靜水總壓力的作用點(diǎn)與受壓面的形心點(diǎn) O重合。() 3、園管中層流的雷諾數(shù)必然
15、大于3000。 ()4、明槽水流的急流和緩流是用Fr判別的,當(dāng) Fr1為急流。 () 5、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 ()6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動(dòng)。 ()6、達(dá)西定律適用于所有的滲流。 ()7、閘孔出流的流量與閘前水頭的1/2次方成正比。 ()8、漸變流過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測(cè)壓管水頭都相同。 () 9、粘滯性是引起液流運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。 ()10、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)就是平板的形心。 ()11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ()12、陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流,緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。 () 13、在作用水頭相同的條件下,孔口的流量系數(shù)比等
16、直徑的管嘴流量系數(shù)大。 ()14、兩條明渠的斷面形狀、尺寸、糙率和通過的流量完全相等,但底坡不同,因此它們的正常水深不等。 () 15、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。 ()16、水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 ()17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。 () 18、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體。 ()19、靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。 ()20、明渠過流斷面上各點(diǎn)的流速都是相等的。 ()21、緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流。 () 22、靜止水體中,某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)為50kPa,則該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為-50 kPa。 ()24、滿寧公式只能適用于紊流阻力
17、平方區(qū)。 () 25、水深相同的靜止水面一定是等壓面。 ()26、恒定流一定是均勻流,層流也一定是均勻流。 ()27、紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ()28、陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流。 () 29、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。 ()30、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深,該水流一定是急流。 ()31、緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流。 ()32、靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無關(guān)。 ()33、水泵的揚(yáng)程就是指水泵的提水高度。 ()34、恒定總流能量方程只適用于整個(gè)水流都是漸變流的情況。 ()35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流。 ()36、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深,該水流一定是急流。
18、 ()37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。 ()二、單項(xiàng)選擇題(填寫唯一正確答案的編號(hào))1、 作用水頭相同時(shí),孔口的過流量要比相同直徑的管咀過流量 (2) (1)大 ; (2)小 ; (3)相同 ; (4)無法確定 。2、根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性,靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng) (1) (1) 數(shù)值相等; (2) 數(shù)值不等;(3) 僅水平方向數(shù)值相等;(4) 鉛直方向數(shù)值最大 。3、已知水流的沿程水力摩擦系數(shù)l 只與邊界粗糙度有關(guān),可判斷該水流屬于 (4)(1) 層流區(qū) ; (2) 紊流光滑區(qū) ;(3) 紊流過渡粗糙區(qū) ; (4) 紊流粗糙區(qū) 。4、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)
19、為 (2)(1)1 kN/m2 (2)2 kN/m2 (3)5 kN/m2 (4)10 kN/m25、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合 (1) (1)對(duì)數(shù)分布; (2)直線分布; (3)拋物線分布; (4)橢圓分布。6、長管的總水頭線與測(cè)壓管水頭線 (1)(1)相重合; (2)相平行,呈直線;(3)相平行,呈階梯狀; (4)以上答案都不對(duì)。7、滲流的達(dá)西公式只能適用于 (1) (1) 恒定均勻?qū)恿?(2) 恒定均勻紊流 (3)恒定均勻流; (4)非恒定流 。8、液流的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關(guān),即可判斷該液流屬 (3)(1) 層流區(qū) ; (2) 紊流光滑區(qū) ;(3) 紊流過渡粗糙區(qū)
20、; (4 ) 紊流粗糙區(qū) 。9、堰流的流量與堰頂水頭的( 2 )成正比。 (1) 1/2次; (2) 3/2次方; (3) 2次方; (4) 1次方 。10、溢流壩下泄水流收縮斷面水深 hc0 的躍后水深為 hc02 ,形成遠(yuǎn)離水躍銜接的條件是 (3)(1) ht = hc02 (2) ht hc02 (3) ht r1 ,則 A、B 兩測(cè)壓管中的液面必為 (2)(1) B 管高于 A 管; (2) A 管高于 B 管; (3) AB 兩管同高。22、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合 (1) ( 1 ) 對(duì)數(shù)分布 ; ( 2 ) 橢圓分布 ; ( 3 ) 拋物線分布 ; ( 4 ) 直線分布 。 2
21、3平底棱柱形明渠發(fā)生水躍,其水躍函數(shù) J (h1)與 J (h2)的關(guān)系是 (1)( 1 ) J(h1)= J(h2) ( 2 ) J(h1)J(h2) ( 3 ) J(h1) pb (2) pa iki2iki2ik4、定性繪出圖示曲面A上水平方向的分力和鉛垂方向壓力體。(5分)5、定性繪出圖示管道(短管)的總水頭線和測(cè)壓管水頭線向。 v0=0v0=0測(cè)壓管水頭總水頭線v0=0v0=06、繪出圖中的受壓曲面AB上水平分力的壓強(qiáng)分布圖和垂直分力的壓力體圖。 7、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線,并注明曲線名稱。(各渠段均充分長,各段糙率相同) 六、根據(jù)題目要求解答下列各題 HROABR1、圖示
22、圓弧形閘門AB(1/4圓), A點(diǎn)以上的水深H1.2m,閘門寬B=4m,圓弧形閘門半徑R=1m,水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向。解:水平分力 Px=pcAx=74.48kN 鉛垂分力 Py=V=85.65kN,靜水總壓力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tana= Py/Px=1.15 a=49合力作用線通過圓弧形閘門的圓心。 2、圖示一跨河倒虹吸圓管,管徑d0.8m,長 l=50 m,兩個(gè) 30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為 1=0.2,2=0.5,3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)=0.024,上下游水位差 H=3m。若上下游流速水頭
23、忽略不計(jì),求通過倒虹吸管的流量Q 。 解: 按短管計(jì)算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程 計(jì)算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù) 將參數(shù)代入上式計(jì)算,可以求解得到 即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.091m3/s 。 3、d1v1某水平管路直徑d1=7.5cm,末端連接一漸縮噴嘴通大氣(如題圖),噴嘴出口直徑d2=2.0cm。用壓力表測(cè)得管路與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=49kN/m2,管路內(nèi)流速v1=0.706m/s。求水流對(duì)噴嘴的水平作用力F (可取動(dòng)量校正系數(shù)為1) 解:列噴嘴進(jìn)口斷面11和噴嘴出口斷面22的連續(xù)方程:P1x2211得噴嘴流量和出口流速為: R 對(duì)于噴嘴建立
24、x方向的動(dòng)量方程 N 水流對(duì)噴嘴沖擊力:F與R, 等值反向。 4、有一矩形斷面混凝土渡槽,糙率n=0.014,底寬b1.5m,槽長L120m。進(jìn)口處槽底高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z252.04m,當(dāng)槽中均勻流水深h0=1.7m時(shí),試求渡槽底坡i和通過的流量Q。 解: i=(Z1-Z2)/L =0.001 m2 m m v=C(Ri)0.51.46m/sQ= vA=3.72m3/s。12、某溢流壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,已知單寬流量q14.72m2/s,當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí),1)求對(duì)應(yīng)收縮斷面處水深hc的躍后水深hc2 2)壩下游發(fā)生何種形式的水躍?是否需要修建消能工?
25、 解:1)計(jì)算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài), m因?yàn)槭湛s斷面水深 hc =1.1 m hk 為緩流,所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2)計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深hc2hc2 5.81m因?yàn)?hc2 ht ,該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3)溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍,需要修建消力池。一、填空(每小題1分,共15分)1. 運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)與動(dòng)力粘滯系數(shù)成 正 比。2. 單位質(zhì)量流體所受的力為 單位質(zhì)量 力。3. 真空值的測(cè)量起點(diǎn)為 。4. 任一平面上的靜水總壓力等于 平面形心點(diǎn)上的靜水壓強(qiáng) 與平面面積 的 乘積 。5. 當(dāng)為 恒定 流時(shí),流線與跡線重合。6. 單位長度上的沿程水頭損失為 水力坡度 。
26、7. 應(yīng)用能量方程時(shí),兩過水?dāng)嗝姹仨毴≡?漸變 流上。8. 管流液體的流動(dòng)方向應(yīng)為總機(jī)械能沿程 損失 的方向。9. 圓管和明渠的臨界雷諾數(shù)分別為 2000 和 500 。10. 圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉贋槠骄魉俚?2 倍。11. 長管和短管水力計(jì)算的區(qū)別在于前者忽略了局部水頭損失 和 流速水頭 。二、名詞解釋(每小題3分,共15分)1. 表面力p9作用于所取液體表面,與受作用表面面積成比例的力,分為垂直作用面的壓力和平行作用面的切力。2. 測(cè)壓管水頭P19位置水頭和壓強(qiáng)水頭的和,稱為測(cè)壓管水頭。靜止液體內(nèi)個(gè)點(diǎn)測(cè)壓管水頭等于常數(shù)。3. 均勻流流線是互相平行的直線的流動(dòng)。4. 水頭損失由于液流內(nèi)部
27、各液團(tuán)和各液層間產(chǎn)生的阻抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的能耗。過水?dāng)嗝娲怪绷骶€的液流橫斷面。得分評(píng)卷人三、單項(xiàng)選擇(每小題2分,共20分)1. 某點(diǎn)靜水壓強(qiáng)( A )。A的方向與受壓面垂直并指向受壓面;B的大小與受壓面的方向有關(guān);C的大小與容器大小有關(guān);D的大小與液體重度無關(guān)2. 曲面上靜水總壓力的( B )。A垂直分力的方向與重力一致;B垂直分力的大小等于壓力體的水重;C水平分力的方向指向曲面的水平投影面;D水平分力的大小等于水平投影面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)與水平投影面積的乘積3. 滿足在同一過水?dāng)嗝嫔蠝y(cè)壓管水頭相等的條件為( C )。A恒定流;B非恒定流;C均勻流;D非均勻流4. ( D )正比。A糙率;
28、B流速;C謝才系數(shù);D流段長度5. 虹吸管的最大真空值出現(xiàn)在( D )。A入口處;B出口處;C最高處;D最高處的最末端6. 下列的( D )不是動(dòng)量方程左端的力。A作用于流段上的動(dòng)水壓力;B作用于流段上的固體邊界摩阻力;C水對(duì)固體邊界的作用力;D作用于流段上的重力7. 薄壁孔口與管嘴(厚壁孔口)的區(qū)別在于( D )。A有無收縮斷面;B自由出流還是淹沒出流;C作用水頭的大?。籇是否有真空壓強(qiáng)存在8. 并聯(lián)管道的( A )等于( A )。注:兩括號(hào)填同一字母A總水頭損失 各分管段水頭損失;B總水頭損失 各分管段水頭損失之和;C總流量 各分管段的流量;D總流量 各分管段流量之和9. 均勻泄流管道的(
29、 D )等于( D )。注:兩括號(hào)填同一字母A水頭損失 同長同質(zhì)的直管水頭損失;B某斷面流量 入口斷面的流量;C某斷面的流量 折算流量;D水頭損失 同長同質(zhì)的直管水頭損失的10. 在環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中,不正確的做法是( D )。A按經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)管徑;B任一環(huán)路上的水頭損失的代數(shù)和為零;C任一節(jié)點(diǎn)的流量代數(shù)和為零;D.當(dāng)大于規(guī)定的環(huán)路閉合差時(shí)才能終止計(jì)算得分評(píng)卷人四、判斷(每小題1分,共10分。對(duì)者劃“”;錯(cuò)者劃“”)1. 重度與容重是同一概念。( )2. 汽化溫度隨壓強(qiáng)的降低而降低。( X )3. 均勻流上兩斷面測(cè)壓管水頭差等于它們之間的水頭損失。( )4. 在同一水平軸線且無分流的串聯(lián)管道中,
30、流速大,則壓強(qiáng)小。( )5. 在連通的同種液體中,任一水平面都是等壓面。( )6. 不同過水?dāng)嗝嫔系臏y(cè)壓管水頭一般不相等。( )7. 畢托管是專門測(cè)量流量用的。( 流速 )8. 糙率與謝才系數(shù)成反比。( )9. 常用的臨界雷諾數(shù)指的是下臨界雷諾數(shù)。( )10. 能量方程的應(yīng)用條件之一就是作用于液體上的質(zhì)量力只有重力。( )得分評(píng)卷人五、計(jì)算(共40分,各題必須有解題步驟。)1. A、B兩容器中液體的重度為,比壓計(jì)下部液體的重度為,比壓計(jì)上部液體的重度為。求A與B兩容器之間的壓強(qiáng)差。(5分)P222. 一水管直徑,測(cè)得水銀壓差計(jì)()中的,若斷面平均流速和軸線處流速存在關(guān)系,忽略水頭損失,求管中通
31、過的流量。(12分)P1063. ,100秒鐘流出的水體的體積為,求彎管的水頭損失系數(shù)。(11分)P1594. 煙囪直徑,煙氣密度,煙氣流量,外界大氣的密度,煙囪底部的壓強(qiáng)低于地面大氣壓強(qiáng)水柱,求煙囪高度 (12分)P214第一部分 選擇題(共20分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題,每小題2分,共20分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的,請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.某流體的運(yùn)動(dòng)粘度v=310-6m2/s,密度=800kg/m3,其動(dòng)力粘度為( ) A.3.7510-9Pas B.2.410-3Pas C.2.4105Pas D.2.4109Pas2.圖中相互
32、之間可以列總流伯努利方程的斷面是 A.1-1斷面和2-2斷面 B.2-2斷面和3-3斷面 C.1-1斷面和3-3斷面 D.3-3斷面和4-4斷面3.如圖所示,孔板上各孔口的大小形狀相同,則各孔口的出流量是( ) A.QAQB B.QA=QB C.QAQB D.不能確定4.并聯(lián)管道A、B,兩管材料、直徑相同,長度 B=2 ,兩管的水頭損失關(guān)系為( ) A. = B. =2 C. =1.41 D. =4 5.如圖所示,水泵的揚(yáng)程是( ) A. B. C. + D. + + 6.在已知通過流量Q、渠道底坡i、邊坡系數(shù)m及粗糙系數(shù)n的條件下,計(jì)算梯形斷面渠道尺寸的補(bǔ)充條件及設(shè)問不能是( ) A.給定水
33、深h,求底寬b B.給定寬深比,求水深h與底寬b C.給定最大允許流速vmax,求水底h與底寬b D.給定水力坡度J,求水深 與底寬 7.斷面單位能量 隨水深 的變化規(guī)律是( ) A. 存在極大值 B. 存在極小值 C. 隨 增加而單調(diào)增加 D. 隨 增加而單調(diào)減少8.下列各型水面曲線中,表現(xiàn)為上凸型的水面曲線是( ) A.M3型 B.C3型 C.S3型 D.H3型9.根據(jù)堰頂厚度與堰上水頭的比值,堰可分為( ) A.寬頂堰、實(shí)用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹沒溢流堰和側(cè)收縮堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲線型實(shí)用堰和折線型實(shí)用堰10.速度v、長度l、運(yùn)動(dòng)粘度v的無量綱組合是(
34、) A. B. C. D. 第二部分 非選擇題(共80分)二、填空題(本大題共10空,每空1分,共10分) 不寫解答過程,將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯(cuò)填或不填均分無。11.潛體所受浮力的大小與其所在液體的_成正比。12.恒定流是各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨_變化的流動(dòng)。13.圓管流的臨界雷諾數(shù)Rec為_。14.水由孔口直接流入另一水體中,稱為_出流。15.在相同的作用水頭作用下,同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量_。16.渠道中的水深h大于臨界水深hc時(shí),水流流態(tài)為_。17.水躍函數(shù)相等的兩個(gè)不同水深稱為_。18.自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為_。19.達(dá)西定律適用于_滲流。20.具有自由液
35、面的水流模型試驗(yàn),一般選用_準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型。三、名詞解釋題(本大題共5小題,每小題2分,共10分)21.粘性22.斷面平均流速23.粘性底層24.短管25.臨界底坡四、簡答題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)26.試述液體靜力學(xué)的基本方程 及其各項(xiàng)的物理意義。27.如圖所示,一倒置U形管,上部為油,其密度oil=800kg/m3,用來測(cè)定水管中的A點(diǎn)流速uA,若讀數(shù)h=200mm,求該點(diǎn)流速A。28.如何判別圓管和非圓管有壓流中的流態(tài)?29.試根據(jù)棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程分析M2型水面曲線的變化趨勢(shì)。五、計(jì)算題(本大題共4小題,每小題10分,共40分)30.如圖所示,一矩形平板閘門A
36、B,寬b=2m,與水平面夾角=30,其自重G=19.6kN,并鉸接于A點(diǎn)。水面通過A點(diǎn),水深h=2.1m,試求打開閘門的最大鉛直拉力T。31.如圖所示,文丘里流量計(jì)管道直徑d1=200mm,喉管直徑d2=100mm,水銀差壓計(jì)讀數(shù)y=20mm,水銀密度m=13.6103kg/m3,忽略管中水頭損失,試求管道輸水流量Q。32.有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m,底寬b=3.2m,渠中水深h0=1.6m,粗糙系數(shù)n=0.025,通過的流量Q=6m3/s,試求沿程水頭損失。33.水塔經(jīng)圖示管道系統(tǒng)供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管長l1=l2=100m,l2=50m,l3=
37、200m,各段管道直徑d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6), 試求:(1)各并聯(lián)管段的流量Q2,Q3; (2)水塔水面高度H。水力學(xué)試題參考答案一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題,每小題2分,共20分) 1.B 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.B 8.C 9.A 10.D二、填空題(本大題共10空,每空1分,共10分) 11.密度 12.時(shí)間 13.2300或2000 14.淹沒 15.大 16.緩流 17.共軛水深 18.急流 19.均勻 20.弗勞德三、名詞解釋題(本大題共5小題,每小題2分,共10分) 21.相鄰流層在發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)叫粘性;或者答粘性是流體阻抗剪切變形速度的特性;或者答粘性是流體的內(nèi)摩擦特性均可。 22.設(shè)想過流斷面上速度v均勻分布,通過的流量等于實(shí)際流量,此速
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