水力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案2課件

1、水力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案1、選擇題：（每小題2分）（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（ c ） 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。 （2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（ d ） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （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ba、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 （4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（ d ） 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)。 （5）有壓管道

2、的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=（ b ） a、8； b、4； c、2； d、1。 （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c a、層流區(qū)； b、紊流光滑區(qū)； c、紊流過(guò)渡粗糙區(qū)； d、紊流粗糙區(qū)（7）突然完全關(guān)閉管道末端的閥門(mén)，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(lái)的流速v0為c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（ c ） 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。（9）在緩坡明渠

3、中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（ b ）。 a、均勻緩流； b、均勻急流； c、非均勻緩流； d、非均勻急流。（10）底寬b=1.5m的矩形明渠，通過(guò)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ba、 緩流； b、急流； c、臨界流；（11）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H（ d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方（12）滲流研究的對(duì)象是（ a ）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。（13）測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有b a、文丘里計(jì) b、畢托管 c、測(cè)壓管 d、薄壁堰（14）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模

4、型，長(zhǎng)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da、 1米，Q =1000； b、10米，Q =100； c、1米，Q =100000； d、10米，Q =100000。 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)。 （ x ）（2）水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 （ x ）（3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 （ x ）（4）粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。 （ T ）（5）同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。 （ T ）（6）在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。 （ X ）（7）矩形斷面水力最佳斷面的寬

5、深比=2。 （ T ）（8）斷面比能沿流程總是減小的。 （ X ）（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。（ X ）（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(wú)滲透變形。 ( T )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

6、） 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(xiě)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_(kāi)和_。答案：短管，長(zhǎng)管。（8） 在水擊計(jì)算中閥門(mén)關(guān)閉的時(shí)間Ts Tr的水擊稱(chēng)為_(kāi)水擊。答案：直接， 間接。(9) a2型水面曲線(xiàn)是發(fā)生在_ 坡上的 _流（指急流或緩流）的水面線(xiàn)，這時(shí)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(guò)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

7、面水深hc的共軛水深hc _ht(ht為下游河道的水深，填寫(xiě)符號(hào))答案：填寫(xiě)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(zhǎng)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 。 5、作圖題：（1） 定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線(xiàn)和測(cè)壓管水頭線(xiàn)。 (5分)v0=0測(cè) 壓 管 水 頭 線(xiàn)總 水 頭 線(xiàn)v0=0解：（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線(xiàn)，并注明曲線(xiàn)名稱(chēng)及流態(tài)。(各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同) (5分)解：6、計(jì)算題：（1） 圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為 A=0.64 m2，長(zhǎng) l =50 m，兩個(gè)

8、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(guò)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(guò)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hw = 0.5m。用壓力表測(cè)得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p =

9、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(guò)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) ，求通過(guò)的流量Q。 (9分)解：計(jì)算渠道斷面水力要素，過(guò)流斷面面積

10、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(guò)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(wèn)： ( 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 = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm m因?yàn)槭湛s

11、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(méi)系數(shù) sj 1.05則池深約為 d = sj hc- ht =1.0535.81 4.7 = 1.40 m水力學(xué)模擬題2。一、選擇題（每小題1分，共5分）1、明渠均勻流可能發(fā)生在：（ ）A、平坡棱柱形渠道；B、順坡棱柱形渠道；C、逆坡棱柱形渠道；D、都有可能。2、某水庫(kù)水深為10m處的絕對(duì)壓強(qiáng)為：（ ）A. 10kPa；B. 98kPa；C. 147kPa；D.

12、 196kPa。3、在圓管流中，層流的斷面流速分布符合：( ) A、均勻規(guī)律；B、直線(xiàn)變化規(guī)律； C、拋物線(xiàn)規(guī)律；D、對(duì)數(shù)曲線(xiàn)規(guī)律。4、圓柱形外管嘴的正常工作條件是：（ ）A. A. 4），；B. B. 4），；C. C. (34) ,；D. D. 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(xiàn)分布 ； ( 4 ) 直線(xiàn)分布 。 23平底棱柱形明渠發(fā)生水躍，其水躍函數(shù) J (

13、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 pb (3) pa = pb (4) 無(wú)法確定25、層流斷面流速分布規(guī)律符合 （3）( 1 ) 對(duì)數(shù)分布 ； ( 2 ) 直線(xiàn)分布 ；( 3 ) 拋物線(xiàn)分布 ； ( 4 ) 橢圓分布 。26、佛汝德數(shù)Fr是判別下列哪種流態(tài)的重要的無(wú)量綱數(shù) （1）( 1 ) 急流和緩流 ； ( 2 ) 均勻流和非均勻流 ；( 3 ) 層流和紊流； ( 4 ) 恒定流和非恒定流。 27、紊流中粘滯底層厚度 d 比絕對(duì)粗糙高度 D 大得多的壁面稱(chēng)為 （1）（1）光

14、滑面 ( 2 ) 過(guò)渡粗糙面 （3）粗糙面 （4）以上答案均不對(duì)三、填空題(在空格中填寫(xiě)正確答案)1、水力模型的重力相似準(zhǔn)則是 模型與原型的佛汝德數(shù)相同 。 2、明渠的斷面和流量不變時(shí)，水躍的躍前水深越大，則躍后水深越 小 。3、底流式消能工的主要形式有降低護(hù)坦、修建消能坎、綜合式消能池3種形式。 4測(cè)量明槽流量的主要工具有_堰_(dá) 、_量水槽_ 。 5、根據(jù)管道計(jì)算方法的不同，管道可分類(lèi)為 長(zhǎng)管 和 短管 。6、滲流的達(dá)西公式是_v=kJ_。7、測(cè)量管道流量的主要儀器有文丘里流量計(jì)、渦輪流量計(jì)。8、 計(jì)算明渠均勻流的公式是。9、根據(jù)管道中水擊波傳播時(shí)間與閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間的對(duì)比關(guān)系，水擊可分類(lèi)為 （

15、1） 直接水擊 和 （2） 間接水擊 。10、底流式消力池中產(chǎn)生的水躍，要求是_微淹沒(méi)_形式的水躍消能率高且穩(wěn)定。11、按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的模型中，幾何比尺為64，則流速比尺為 8 。12、牛頓內(nèi)摩擦定律適用條件是 牛頓流體 ，層流運(yùn)動(dòng) 13、理想液體與實(shí)際液體的主要區(qū)別是_是否存在液體的拈滯性_14、實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因是 液體的粘滯性 ，外因是 邊界條件的影響。15、水躍是水流從_急_流過(guò)渡到 緩 流的局部水力現(xiàn)象；當(dāng)流量一定，躍前水深增大時(shí)，則躍后水深是 減小 。16、三種液體盛有容器中，如圖所示的四條水平面，其中為等壓面的是 BB 六、根據(jù)題目要求解答下列各題 HROAB

16、R1、圖示圓弧形閘門(mén)AB(1/4圓), A點(diǎn)以上的水深H1.2m，閘門(mén)寬B=4m，圓弧形閘門(mén)半徑R=1m，水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門(mén)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(xiàn)通過(guò)圓弧形閘門(mén)的圓心。 2、圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d0.8m，長(zhǎng) 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

17、游流速水頭忽略不計(jì)，求通過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)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