水力學考試試題與答案.doc

1、精選1、選擇題：（每小題2 分）（1）在水力學中，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）液體中某點的絕對壓強為100kN/m ，則該點的相對壓強為a、1 kN/m 2 b 、2 kN/m 2 c 、5 kN/m 2 d 、10 kN/m 2 答案： b（4）水力學中的一維流動是指（）a 、恒定流動； b、均勻流動；c 、層流運動； d、運動要素只與一個坐標有關(guān)的流動。答案： d（5

2、）有壓管道的管徑d 與管流水力半徑的比值d / R= （）a 、 8； b 、 4； c 、 2； d 、 1。 答案： b（6）已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re 都有關(guān)，即可以判斷該液體流動屬于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, 水擊壓強水頭 H = 250m, 則管道中原來的流速V。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)生的流動是（）a 、恒定均勻流；b 、恒定非均勻流；c

3、 、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。答案： c（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是（）。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=1.5m 3/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歡迎下載精選(12)滲流研究的對象是 () 的運動規(guī)律。a 、重力水； b、毛細水； c、氣態(tài)水； d、薄膜水。答案： a

4、(13) 測量水槽中某點水流流速的儀器有a 、文丘里計b 、畢托管c 、測壓管d 、薄壁堰答案： b(14)按重力相似準則設(shè)計的水力學模型，長度比尺入L =100 ,模型中水深為0.1米，則原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為a、1 米，入Q=1000;b 、10 米，入 Q =100 ;c、 1 米，入 Q =100000 ;d 、 10 米，入Q=100000 。答案： d2、判斷題： ( 每小題 2 分)(1)任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強。()答案：錯誤(2)水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。()答案：錯誤(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。()答案：錯誤(4

5、)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。()答案：正確(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。()答案：錯誤(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比B =2。()答案：正確(8)斷面比能沿流程總是減小的。()答案：錯誤歡迎下載精選(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：錯誤(10)滲流達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：層流運動，牛頓液體(2) 液體中某點的絕對壓強為 100kN/

6、m , 則該點的相對壓強為_ kN/m ，真空度為 _ 。答案： 2，不存在 .(3) _只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。答案：水平面。(4) 實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的兩個主要原因是_ ,_ 。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，其水深h_ h k , 弗汝德數(shù) Fr _ 1 。( 填寫、=、A 符號 )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_ 0答案：大。(7)_根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為_和 _ 。答案：短管，長管。(8)_在水擊計算中閥門關(guān)閉的時間Ts ：水擊相長 Tr 的水擊，稱為

7、 _ 水擊 ,把 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，這時弗汝德數(shù) Fr 沿程 _ ( 指增大、減小或不變 )答案：陡坡，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)生遠驅(qū)水躍時，下游收縮斷面水深hc 的共軛水深歡迎下載精選h _ ht(ht 為下游河道的水深，填寫、=、符號 )答案：填寫 ：:：、二、?符號(12) 按重力相似準則設(shè)計的溢流壩水力模型，長度比尺入L=25 ，當模型中某點的流速為 v o.8m/s ，則原型中對應(yīng)點的流速為

8、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。實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進行修正，可以得到實際水流的運動規(guī)律，用以解決實際工程問題。這是水力學重要的研究方法。(2) “均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒

9、定流，但它不是均勻流。(3) 簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。答案：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中入僅是雷諾數(shù)Re 的函數(shù)并與 Re 成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，入僅是 Re 的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入 =f i ( Re); 過渡區(qū)入 =f2 ( Re,) ；粗糙區(qū)入 =f3 ( ) 紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。RR _(4) 為什么舍齊公式 v=C.,Ri 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)流動相似的含義是什么？答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動

10、力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似。(6) 從力學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水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，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，如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游，因為外界對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) 在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達西定律適用于任一點的滲流流速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

11、滲流，同一過水斷面上各點的滲流流速都相等且等于 v=kJ。5、作圖題：歡迎下載精選( 1) 定性繪出圖示管道 ( 短管 ) 的總水頭線和測壓管水頭線。(5分)歡迎下載精選（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)均充（各渠分長，各段糙率相同 ）（5段對上下游渠道內(nèi)的計算斷）6 計算題 :（1）圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64 m? ，長 I =50 m 兩個 30 折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為Z1=0.2 ,Z 2=0.5 , Z 3=1.0 ，沿程水力摩擦系數(shù)入 =0.024 ，上下游水位差H=3m 求通過的流量 Q?（10 分）解：按短管計算

12、，取下游水面為基準面,面建立能量方程I2H =hw 二（ 、）（54R2g計算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)A=0.2 20.5 T.0=1.9R= =0.2 m, 將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到v= 4.16 m/s , Q =vA = 2.662 m 3/s（5 分）即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.662m 3/s 歡迎下載精選（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hw = 0.5m 。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p = 4.9Ncn? 。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R,行近流速v0=0，取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為 1。（ 15分）解：以過噴嘴中心的水平面為基準面，列水箱漸變流斷面嘴 11 和噴出口斷面 22 的能量方程.20V2（5H00=0 0.52g求得噴嘴出口流速和流量為v2=j2g 5 =9.9 Q = v 2 A2=0.000314 m（1.5橡膠管道內(nèi)的流速為v3 = -Q =0.706 m S（1Fl對于噴嘴建立 X 方向的動量方程P3A3 -R Q （V2x