水力學試題1(共3頁)

1、填空題（每空 1分，共30分）1.水力學的研究方法之一實驗方法，包括_ 、_ 、_ 。2.液體的主要物理性質(zhì)為 _、_ 、_ 、_ 、_ 。3.計算平面上靜止液體作用力的兩種方法是 _、_ 。4.靜止液體中壓強的表示方法為_ 、_ 、_ 。5.描述液體運動的兩種方法_ 、_ 。6.液體運動的兩種型態(tài)_ 、_ 。7.當液體所受粘性力和慣性力為主要作用力時，需滿足相似準則中的_ 。8.有壓管路中水擊分為_ 、_ 。9.在棱柱形渠道的非均勻漸變流中，共有_ 種水面曲線。其中，順坡渠道有_種，平坡和逆坡渠道各有_ 種。10.堰根據(jù)堰頂寬度和堰上水頭的比值可分為_ 、_ 、_ 。11.模型試驗時原型和模

2、型的相似可分為三類：_ 、_ 、_ 。12.要用實驗方法解決一個水力學問題，應首先用_ 確定出各個變量之間的關系式，然后進一步通過模型試驗，確定出問題的完整分析式。二名詞解釋（每個 3分，共15分）1.等壓面2.水頭損失3.水力最優(yōu)斷面4.共軛水深5.滲流系數(shù)三簡答（共 20分）1.什么是水力學？（5分）2.水力學的任務及研究方法分別是什么？（6分）3.水力學研究的兩大基本規(guī)律及各自的研究內(nèi)容？（4分）4.實際液體恒定總流的能量方程的適用條件是什么？（5分）四計算（共 35分）1.圖示（圖1）為一水箱，左端為一半球形端蓋，右端為圓形水平蓋板，已知h=0.8m，R=0.3m。試求兩端蓋所受的總壓

3、力及其方向。（10分）2.如圖（圖2）所示，A、B、C三個水箱由兩段鋼管相連接，經(jīng)過調(diào)節(jié)使管中產(chǎn)生恒定流動。已知A箱和C箱的水位差 H=15m,l 1 =60m,l 2 =40m,d 1 =300mm, d 2 =250mm, 彎 =0.35；設流動處在粗糙區(qū)，用=0.11（K s /d） 0.25 計算，管壁K s =0.3mm。試求：管中流量Q；h 1 和h 2 值。（15分）3.由水塔供水的輸水管為三段鑄鐵管組成，各段比阻分別為s 01 =7.9210 -6 s 2 /l 2 , s 02 =36.710 -6 s 2 /l 2 , s 03 =31910 -6 s 2 /l 2 ,中段

4、為均勻泄流管段（圖3）。每米長泄出的流量q=0.15l/s。已知q 1 =20l/s，Q=10l/s, l 1 =350mm,d 1 =200mm; l 2 =250mm,d 2 =150mm; l 3 =150mm,d 3 =100mm。求需要的水塔高度（作用水頭）。（5分）4.圖示(圖4)為U型汞壓差計,用于量測兩水管中A和B點的壓強差。已知h m =0.4m, A和B兩點高差 Z=2m。試求A和B兩點的壓強差。（ 選做題8分） 濟南大學水力學試卷（ 1）答案一、 填空題（每個 1分，共30分）1、原型觀測、模型試驗、系統(tǒng)試驗2、慣性、粘性、壓縮性和熱脹性、表面張力、汽化3、解析法、圖解法

5、4. 絕對壓強、相對壓強、真空度5. 拉格朗日法、歐拉法6. 層流、紊流7. 雷諾準則8. 直接水擊、間接水擊9. 12、 8、210. 薄壁堰、實用堰、寬頂堰11.幾何相似、運動相似、動力相似12. 因次分析-定理二 .名詞解釋（每個3分，共15分）1、等壓面 -液體中壓強相等的空間點構成的面。2、水頭損失 -液體在流動過程中由于受到沿程或局部集中阻力所產(chǎn)生的能量損失。3. 水力最優(yōu)斷面-底坡i、粗糙系數(shù)n和過水斷面面積A一定的條件下，使渠道輸水能力最大的斷面形狀。4、共軛水深 -指水躍的躍前水深h 和躍后水深h。5、滲流系數(shù) -滲流單位水力坡度上的流速，是反映土壤滲流特性的一個綜合指標，它

6、的大小取決于土壤顆粒的形狀、大小、不均勻系數(shù)及水溫等。三、簡答題（共 20分）1. 水力學是一門技術科學，是力學的一個分支，也是不少專業(yè)、特別是水利類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課。它通過研究液體（主要是水）的平衡和機械運動規(guī)律及其實際應用，獲得分析計算能力和實驗技能的基本訓練，為解決實際工程問題和為科學研究奠定必要的理論基礎。（5分）2、水力學的基本任務分以下三個層次 :（共6分）（ 1）研究液體宏觀機械運動的基本規(guī)律（包括靜止平衡狀態(tài)）。（ 2）研究產(chǎn)生上述宏觀機械運動的原因。（ 3）研究液體與建筑物之間的相互作用。水力學的研究方法：理論分析方法 數(shù)值計算方法 實驗方法3、(4分)一是關于液體

7、平衡的規(guī)律，即水靜力學。主要研究液體處于靜止（或相對平衡）狀態(tài)時，作用于液體上的各種力之間的關系。二是關于液體運動的規(guī)律，即水動力學。主要研究液體在運動狀態(tài)時，作用于液體上的力和運動要素之間的關系以及液體的運動特性與能量轉變等。4、實際液體恒定總流的能量方程的適用條件為：（ 5分）恒定流 質(zhì)量力僅為重力 不可壓縮液體 漸變流斷面 兩斷面間無分流和匯流四 .計算題（共35分）1、解：右側端蓋：P 右 = p c A=(h+R)R 2 =3046N或 P 右 =D 2 (2L 1 +D) sin/8=3046N方向：水平向右，垂直于右端面左側端蓋：P x =P 右 =3046NP z =V=2R

8、3 /3=554N總壓力： P=( P x 2 +P z 2 ) 0.5 =3096Ntan= P z /P x =0.1819 =10.3 o方向：通過左端球面的球心并指向球面，與水平方向夾角為 10.3 O (水平方向逆時針轉10.3 O 。2、解：列整個 A-C的能量方程 以水平管軸中心線所在面為基準面H=h f =l 1 v 1 2 /2d 1 g+l 2 v 2 2 /2d 2 g+1.85 v 1 2 /2g+1.5 v 2 2 /2g代入數(shù)據(jù)整理得： v 1 2 + v 2 2 =51.02 又 v 1 A 1 =v 2 A 2 v 1 /v 2 =d 2 2 /d 1 2 =0.69 由解得 v 1 =4.31m/s v 2 =6.25m/sQ=307l/s列 A-B斷面的能量方程 h 1 5.5m列 B-C斷面的能量方程 h 1 9.5m3、解：先計算各管段的流量。Q 3 =Q=10l/sQ C =Q+0.55ql 2 =30.6l/sQ 1 =Q+ ql 2 +q 1 =67.5l/s所需的作用水頭為 HH=S 01 l 1 Q 1 2 + S 02 l 2 Q C 2 + S 03 l 3 Q 2 =26m4. 解：p A =p 1