水力學(xué)試題1(共3頁)

1、填空題（每空 1分，共30分）1.水力學(xué)的研究方法之一實(shí)驗(yàn)方法，包括_ 、_ 、_ 。2.液體的主要物理性質(zhì)為 _、_ 、_ 、_ 、_ 。3.計(jì)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(qiáng)的表示方法為_ 、_ 、_ 。5.描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法_ 、_ 。6.液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài)_ 、_ 。7.當(dāng)液體所受粘性力和慣性力為主要作用力時(shí)，需滿足相似準(zhǔn)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(yàn)時(shí)原型和模

2、型的相似可分為三類：_ 、_ 、_ 。12.要用實(shí)驗(yàn)方法解決一個(gè)水力學(xué)問題，應(yīng)首先用_ 確定出各個(gè)變量之間的關(guān)系式，然后進(jìn)一步通過模型試驗(yàn)，確定出問題的完整分析式。二名詞解釋（每個(gè) 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(xué)？（5分）2.水力學(xué)的任務(wù)及研究方法分別是什么？（6分）3.水力學(xué)研究的兩大基本規(guī)律及各自的研究內(nèi)容？（4分）4.實(shí)際液體恒定總流的能量方程的適用條件是什么？（5分）四計(jì)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(gè)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(dòng)。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(shè)流動(dòng)處在粗糙區(qū)，用=0.11（K s /d） 0.25 計(jì)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(jì),用于量測(cè)兩水管中A和B點(diǎn)的壓強(qiáng)差。已知h m =0.4m, A和B兩點(diǎn)高差 Z=2m。試求A和B兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差。（ 選做題8分） 濟(jì)南大學(xué)水力學(xué)試卷（ 1）答案一、 填空題（每個(gè) 1分，共30分）1、原型觀測(cè)、模型試驗(yàn)、系統(tǒng)試驗(yàn)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(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)、真空度5. 拉格朗日法、歐拉法6. 層流、紊流7. 雷諾準(zhǔn)則8. 直接水擊、間接水擊9. 12、 8、210. 薄壁堰、實(shí)用堰、寬頂堰11.幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似12. 因次分析-定理二 .名詞解釋（每個(gè)3分，共15分）1、等壓面 -液體中壓強(qiáng)相等的空間點(diǎn)構(gòu)成的面。2、水頭損失 -液體在流動(dòng)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?dāng)嗝婷娣eA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(gè)綜合指標(biāo)，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(xué)是一門技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個(gè)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(chǔ)課。它通過研究液體（主要是水）的平衡和機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其實(shí)際應(yīng)用，獲得分析計(jì)算能力和實(shí)驗(yàn)技能的基本訓(xùn)練，為解決實(shí)際工程問題和為科學(xué)研究奠定必要的理論基礎(chǔ)。（5分）2、水力學(xué)的基本任務(wù)分以下三個(gè)層次 :（共6分）（ 1）研究液體宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(jī)械運(yùn)動(dòng)的原因。（ 3）研究液體與建筑物之間的相互作用。水力學(xué)的研究方法：理論分析方法 數(shù)值計(jì)算方法 實(shí)驗(yàn)方法3、(4分)一是關(guān)于液體

7、平衡的規(guī)律，即水靜力學(xué)。主要研究液體處于靜止（或相對(duì)平衡）狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的各種力之間的關(guān)系。二是關(guān)于液體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，即水動(dòng)力學(xué)。主要研究液體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，作用于液體上的力和運(yùn)動(dòng)要素之間的關(guān)系以及液體的運(yùn)動(dòng)特性與能量轉(zhuǎn)變等。4、實(shí)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(jì)算題（共35分）1、解：右側(cè)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(cè)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(shí)針轉(zhuǎn)10.3 O 。2、解：列整個(gè) A-C的能量方程 以水平管軸中心線所在面為基準(zhǔn)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(jì)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