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水力学考试题与答案.doc
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. .
1、选择题:〔每题 2 分〕
〔1〕在水力学中,单位质量力是指〔 〕
a、单位面积液体受到的质量力;b、单位体积液体受到的质量力;
c、单位质量液体受到的质量力;d、单位重量液体受到的质量力。
答案:c
〔2〕在平衡液体中,质量力与等压面〔 〕
a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。
答案:d
〔3〕液体中某点的绝对压强为 100kN/m
2
,那么该点的相对压强为
a、1 kN/m
2
b、2 kN/m
2
c、5kN/m
2
d、10 kN/m
2
答案:b
〔4〕水力学中的一维流动是指〔 〕
a、恒定流动; b、均匀流动;
c、层流运动; d、运动要素只与一个坐标有关的流动。
答案:d
〔5〕有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d /R=〔 〕
a、8; b、4; c、2; d、1。
答案:b
〔6〕液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数 Re 都有关,即
可以判断该液体流动属于
a、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区
答案: c
〔7〕突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。水击波速 c=1000m/s,水
击压强水头 H=250m,那么管道中原来的流速 v
0
为
a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m
答案:c
〔8〕在明渠中不可以发生的流动是〔 〕
a、恒定均匀流; b、恒定非均匀流;
c、非恒定均匀流; d、非恒定非均匀流。
答案:c
〔9〕在缓坡明渠中不可以发生的流动是〔 〕。
a、均匀缓流; b、均匀急流; c、非均匀缓流; d、非均匀急流。
答案:b
〔10〕底宽 b=1.5m 的矩形明渠,通过的流量 Q =1.5m
3
/s,渠中某处水深 h =
0.4m,那么该处水流的流态为
a、 缓流; b、急流; c、临界流;
答案:b
〔11〕闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 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〕渗流研究的对象是〔 〕的运动规律。
a、重力水; b、毛细水; c、气态水; d、薄膜水。
答案:a
〔13〕测量水槽中某点水流流速的仪器有
jz*
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. .
a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰
答案:b
〔14〕按重力相似准那么设计的水力学模型,长度比尺 λ
L
=100,模型中水深为
0.1 米,那么原型中对应点水深为和流量比尺为
a、 1 米,λ
Q
=1000; b、10 米,λ
Q
=100;
c、1 米,λ
Q
=100000; d、10 米,λ
Q
=100000。
答案:d
2、判断题:〔每题 2 分〕
〔1〕任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 〔 〕
答案:错误
〔2〕水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 〔 〕
答案:错误
〔3〕水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 〔 〕
答案:错误
〔4〕粘滞性是液体产生水头损失的内因。 〔 〕
答案:正确
〔5〕同样条件下直接水击比间接水击更不平安。 〔 〕
答案:正确
〔6〕在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 〔 〕
答案:错误
〔7〕矩形断面水力最正确断面的宽深比 β=2。 〔 〕
答案:正确
〔8〕断面比能沿流程总是减小的。 〔 〕
答案:错误
〔9〕在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深也越大。〔
〕
答案:错误
〔10〕渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流,并且无渗透变形。 ( )
答案:正确
3、填空题:〔每题 2 ~ 4 分〕
(1) 牛顿内摩擦定律适用的条件是和。
答案:层流运动,牛顿液体
(2) 液体中某点的绝对压强为 100kN/m
2
,那么该点的相对压强为
kN/m
2
,真空度为。
答案:2,不存在.
(3) 只受重力作用,静止液体中的等压面是。
答案:水平面。
(4) 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是,
。
答案:液体存在粘滞性和边界的影响。
(5) 水流在明渠中的流态为缓流时,其水深 hh
k
,弗汝德数 Fr1。
〔填写 、 、符号〕
答案: , 。
(6) 在流量不变的条件下,水跃的跃前水深越小,那么水跃的跃后水深越。
jz*
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/62582504/bg3.jpg)
. .
答案:大。
(7) 根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为和。
答案:短管,长管。
(8) 在水击计算中阀门关闭的时间 T
s
水击相长 T
r
的水击,称为水击,
把 T
s
T
r
的水击称为水击。
答案:直接, 间接。
(9) a
2
型水面曲线是发生在 坡上的 流〔指急流或缓流〕的水面
线,这时弗汝德数 Fr 沿程 〔指增大、减小或不变〕
答案:陡坡, 缓流, 减小。
(10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。
答案:3/2 。
〔11〕 泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深 h
c
的共轭水深
h
c
’’
h
t
(h
t
为下游河道的水深,填写 、 、符号)
答案:填写 、 、符号
(12) 按重力相似准那么设计的溢流坝水力模型,长度比尺 λ
L
=25,当模型中某点
的流速为 v
m
= o.8m/s,那么原型中对应点的流速为 v
p
=m/s 。
答案:4m/s 。
4、问答题:〔每题 3 ~ 4 分〕
〔1〕什么是理想液体?为什么要引入理想液体的概念?
答案: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展修正,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〕“均匀流一定是恒定流〞,这种说法是否正确?为什么?
答案: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。
〔3〕简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数 λ 的变化规律。
答案: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=f
1
〔Re〕; 过渡区
λ=f
2
〔Re, 〕;粗糙区 λ=f
3
〔 〕,紊流粗糙区又称为阻力平方区。
〔4〕为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区?
答案:舍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。
〔5〕流动相似的含义是什么?
答案:流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提,动
力相似是保证,才能实现流动相似。
〔6〕从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。
答案: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,只能消耗位能来抑制水流阻力。所以均匀流只能产生在
正坡渠道中。
〔7〕分析水面曲线时,如何寻找急流和缓流的控制断面?
答案: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
jz*
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. .
控制断面在下游,其原因与急流正好相反。
〔8〕在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别?
答案:达西定律适用于任一点的渗流流速 u=kJ,其适用于恒定均匀层流渗流;而
杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等
且等于 v= kJ。
5、作图题:
〔1〕定性绘出图示管道〔短管〕的总水头线和测压管水头线。 (5 分)
解:
〔2〕定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称及流态。(各渠段
均充分长,各段糙率一样) (5 分)
解:
6、计算题:
jz*
v
0
>0
测 压 管 水 头 线
总 水 头 线
v
0
>0
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. .
〔1〕 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为 A=0.64 m
2
,长 l=50 m,两
个 30
。
折 角 、 进 口 和 出 口 的 局 部 水 头 损 失 系 数 分 别 为
ζ
1
=0.2,ζ
2
=0.5,ζ
3
=1.0,沿程水力摩擦系数 λ=0.024,上下游水位差
H=3m。求通过的流量 Q " 〔 10 分〕
解: 按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的计算断
面建立能量方程
(5 分)
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
将参数代入上式计算,可以求解得到
(5 分)
即倒虹吸管内通过的流量为 2.662m
3
/s。
〔2〕从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径 D=7.5cm,喷嘴出口直径
d=2.0cm。水头 H=5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失 h
w
=0.5m。用压力表测得橡
胶管与喷嘴接头处的压强 p=4.9Ncm
2
。如用手握住喷嘴,需要多大的水平力 R,行
近流速 v
0
=0,取动能校正系数和动量校正系数均为 1。 〔15 分〕
解:以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面 1—1 和
喷嘴出口断面 2—2 的能量方程
jz*
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