水力學(xué)考試試題與答案

1、1、選擇題：（每小題2分）（1）在水力學(xué)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(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2答案：b（4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（ ） 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)。 答案：d（5）有壓管道的管徑d與

2、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(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 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) 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(qiáng)水頭H = 250m，則管道中原來(lái)的流速v0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(dòng)是（ ） 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。 答案：c

3、（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)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(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（12）滲流研究的對(duì)象是（ ）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。 答案：a（13）測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有 a、文丘里計(jì) b、畢托管 c、測(cè)壓管 d、薄壁

4、堰 答案：b（14）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型，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a、 1米，Q =1000； b、10米，Q =100； c、1米，Q =100000； d、10米，Q =100000。 答案：d 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)。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（2）水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（4）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。 （

5、） 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(cuò)誤（7）矩形斷面水力最佳斷面的寬深比=2。 （ ） 答案：正確（8）斷面比能沿流程總是減小的。 （ ） 答案：錯(cuò)誤（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(cuò)誤（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。 ( ) 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(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

6、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） 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< 、= 、>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_和_。答案：短管，長(zhǎng)管。（8） 在水擊計(jì)算中閥門關(guān)閉的時(shí)間Ts < 水擊相長(zhǎng)Tr的水擊，稱為_ 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

7、是發(fā)生在_ 坡上的 _流（指急流或緩流）的水面線，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)，下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc _ht(ht為下游河道的水深，填寫< 、= 、>符號(hào))答案：填寫< 、= 、>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 。 4、問(wèn)答題：（每小題3 4分）（1）什么是理想液體？為

8、什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒(méi)有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性，在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失，給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)很大困難。為了簡(jiǎn)化液體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正，可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用以解決實(shí)際工程問(wèn)題。這是水力學(xué)重要的研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流”，這種說(shuō)法是否正確？為什么？答案：這種說(shuō)法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言，恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過(guò)一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。答案：通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：

9、在層流中僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過(guò)渡區(qū)，僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)=f1（Re）； 過(guò)渡區(qū)=f2（Re， ）；粗糙區(qū)=f3（ ），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。（4）為什么舍齊公式 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(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提，動(dòng)力相似是保證，才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。（6）從力學(xué)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(qiáng)水頭沿程不變，但

10、水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量，因此從能量方程來(lái)分析，只能消耗位能來(lái)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(shí)，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?yàn)橥饨鐚?duì)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(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)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滲流，同一過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v= kJ。5、作圖題：（1） 定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。 (5分)v0>0測(cè) 壓 管 水 頭 線總 水

11、頭 線v0>0解：（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)。(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) 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

12、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 = 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

13、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 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

14、）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斷面水深 hc =1.1 m < hk 為急流，下游水深ht=4.7m > 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hc"hc" 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

15、池深約為 d = sj hc"- ht =1.05×5.81 4.7 = 1.40 m一、是非題(正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×)1、理想液體就是不考慮粘滯性的實(shí)際不存在的理想化的液體。 （）2、圖中矩形面板所受靜水總壓力的作用點(diǎn)與受壓面的形心點(diǎn) O重合。(×) 3、園管中層流的雷諾數(shù)必然大于3000。 (×)4、明槽水流的急流和緩流是用Fr判別的，當(dāng) Fr1為急流。 () 5、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 （×）6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動(dòng)。 （×）6、達(dá)西定律適用于所有的滲流。 （×）

16、7、閘孔出流的流量與閘前水頭的1/2次方成正比。 （）8、漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測(cè)壓管水頭都相同。 () 9、粘滯性是引起液流運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。 ()10、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)就是平板的形心。 （×）11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ()12、陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流，緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。 () 13、在作用水頭相同的條件下，孔口的流量系數(shù)比等直徑的管嘴流量系數(shù)大。 (×)14、兩條明渠的斷面形狀、尺寸、糙率和通過(guò)的流量完全相等，但底坡不同，因此它們的正常水深不等。 () 15、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。 （）16、水力粗糙

17、管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 (×)17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。 () 18、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體。 (×)19、靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。 （）20、明渠過(guò)流斷面上各點(diǎn)的流速都是相等的。 (×)21、緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流。 () 22、靜止水體中,某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)為50kPa，則該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為-50 kPa。 ()24、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。 () 25、水深相同的靜止水面一定是等壓面。 ()26、恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。 （×）27、紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾

18、數(shù)有關(guān)。 ()28、陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流。 (×) 29、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。 ()30、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。 (×)31、緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流。 （×）32、靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無(wú)關(guān)。 ()33、水泵的揚(yáng)程就是指水泵的提水高度。 (×)34、恒定總流能量方程只適用于整個(gè)水流都是漸變流的情況。 （×）35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流。 ()36、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。 （）37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。 (×)二、單項(xiàng)選擇題(填寫唯一正確答案的編號(hào)

19、)1、 作用水頭相同時(shí)，孔口的過(guò)流量要比相同直徑的管咀過(guò)流量 （2） (1)大 ; (2)小 ； (3)相同 ； (4)無(wú)法確定 。2、根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性，靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng) （1） (1) 數(shù)值相等; (2) 數(shù)值不等;(3) 僅水平方向數(shù)值相等;(4) 鉛直方向數(shù)值最大 。3、已知水流的沿程水力摩擦系數(shù)l 只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于 （4）(1) 層流區(qū) ； (2) 紊流光滑區(qū) ；(3) 紊流過(guò)渡粗糙區(qū) ； (4) 紊流粗糙區(qū) 。4、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 （2）（1）1 kN/m2 （2）2 kN/m2 （3）5 kN/m2 （4）

20、10 kN/m25、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合 （1） (1)對(duì)數(shù)分布； (2)直線分布； (3)拋物線分布； (4)橢圓分布。6、長(zhǎng)管的總水頭線與測(cè)壓管水頭線 （1）（1）相重合； （2）相平行，呈直線；（3）相平行，呈階梯狀； （4）以上答案都不對(duì)。7、滲流的達(dá)西公式只能適用于 （1） (1) 恒定均勻?qū)恿?(2) 恒定均勻紊流 (3)恒定均勻流； (4)非恒定流 。8、液流的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關(guān)，即可判斷該液流屬 （3）(1) 層流區(qū) ； (2) 紊流光滑區(qū) ；(3) 紊流過(guò)渡粗糙區(qū) ； (4 ) 紊流粗糙區(qū) 。9、堰流的流量與堰頂水頭的( 2 )成正比。 (1)

21、1/2次； (2) 3/2次方； (3) 2次方； (4) 1次方 。10、溢流壩下泄水流收縮斷面水深 hc0 的躍后水深為 hc02 ，形成遠(yuǎn)離水躍銜接的條件是 （3）(1) ht = hc02 (2) ht > hc02 (3) ht < hc02 (4) 無(wú)法確定 11、按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型，若幾何比尺為100，則流速比尺為 （2）（1）100； （2）10； （3）20； （4）50。 12、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為108kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為 （4）（1）1 kN/m2 （2）2 kN/m2 （3）8 kN/m2 （4）10 kN/m213、靜止液體中同一點(diǎn)沿各方

22、向上的壓強(qiáng) （1）(1) 數(shù)值相等 ; (2) 數(shù)值不等 ; (3) 僅水平方向數(shù)值相等 。14、矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比等于 （2）( 1 ) 1 ； ( 2 ) 2 ； ( 3 ) 3 ； ( 4 ) 4 。15、水泵的揚(yáng)程是指 （2）(1) 水泵提水高度 ； (2) 水泵提水高度+吸水管的水頭損失；(3) 水泵提水高度 + 吸水管與壓水管的水頭損失。 16、紊流粗糙區(qū)的水頭損失與流速成 （2） (1) 一次方關(guān)系； (2) 二次方關(guān)系； (3) 1.752.0次方關(guān)系 。17、在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面 （3） （1）重合； （2）平行 ； （3）正交。18、雷諾數(shù)是判別下列哪

23、種流態(tài)的重要的無(wú)量綱數(shù) (3 )(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。19、閘孔出流的流量與閘前水頭 ( 3 )成正比(1) 1次方 ； (2) 2次方 ； (3) 0. 5次方 。20、共軛水深是指 ( 1)(1) 水躍的躍前水深與躍后水深 (2) 溢流壩下游水流收縮斷面水深 (3) 均勻流水深 （4）臨界水深21、圖示容器中有兩種液體，密度r2 > 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） (

24、 1 ) 對(duì)數(shù)分布 ； ( 2 ) 橢圓分布 ； ( 3 ) 拋物線分布 ； ( 4 ) 直線分布 。 23平底棱柱形明渠發(fā)生水躍，其水躍函數(shù) J (h1)與 J (h2)的關(guān)系是 （1）( 1 ) J(h1)= J(h2) ( 2 ) J(h1)>J(h2) ( 3 ) J(h1)< J(h2) 24、盛水容器 a 和 b 的測(cè)壓管水面位置如圖 (a)、(b) 所示，其底部壓強(qiáng)分別為 pa和 pb。若兩容器內(nèi)水深相等，則 pa和pb的關(guān)系為 （1） ( 1) pa > 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

25、合 （3）( 1 ) 對(duì)數(shù)分布 ； ( 2 ) 直線分布 ；( 3 ) 拋物線分布 ； ( 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 大得多的壁面稱為 （1）（1）光滑面 ( 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

26、、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)間與閥門關(guān)閉時(shí)間的對(duì)比關(guān)系，水擊可分類為 （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 ，

27、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 四、問(wèn)答題 1什么是液體的可壓縮性？什么情況下需要考慮液體的可壓縮性？解：可壓縮性是：當(dāng)外界的壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)液體的體積也隨之發(fā)生改變的特性。液體可壓縮性一般情況下可以不必考慮，但是當(dāng)外界壓強(qiáng)變化較大，如發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)必須予以考慮。2有人說(shuō)“均勻流一定是恒定流”，這種說(shuō)

28、法是否正確？為什么？解：這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對(duì)于空間而言，即運(yùn)動(dòng)要素沿流程不變，而恒定流是相對(duì)于時(shí)間而言，即運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間而變。兩者判別標(biāo)準(zhǔn)不同。3什么是相對(duì)壓強(qiáng)和絕對(duì)壓強(qiáng)？ 4。寫出水力半徑R的表達(dá)式。 5、請(qǐng)分別敘說(shuō)明渠均勻流水深和臨界水深的含義和區(qū)別。6、明渠的底坡可以分為哪些類型？7、如何用臨界水深hk與渠道內(nèi)的水深h 來(lái)判別明渠水流的流態(tài)？8、根據(jù)邊界條件的不同，水頭損失可以分為哪兩類？9、試敘述判斷明渠水流流態(tài)有哪些方法。10明渠均勻流產(chǎn)生的條件是什么？ 五、作圖題(在題圖上繪出正確答案)i.1>iki2<ik1.定性繪出圖示棱柱形明渠

29、的水面曲線，并注明曲線名稱。(各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同) (5分)2、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。 v0=0測(cè) 壓 管 水 頭 線總 水 頭 線v0=03、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。(各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同,末端有一跌坎) (5分)i.1>iki2<ik4、定性繪出圖示曲面A上水平方向的分力和鉛垂方向壓力體。(5分)5、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線向。 v0=0v0=0測(cè)壓管水頭總水頭線v0=0v0=06、繪出圖中的受壓曲面AB上水平分力的壓強(qiáng)分布圖和垂直分力的壓力體圖。 7、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲

30、線，并注明曲線名稱。(各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同) 六、根據(jù)題目要求解答下列各題 HROABR1、圖示圓弧形閘門AB(1/4圓), A點(diǎn)以上的水深H1.2m，閘門寬B=4m，圓弧形閘門半徑R=1m，水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向。解：水平分力 Px=pc×Ax=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°合力作用線通過(guò)圓弧形閘門的圓心。 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)

31、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

32、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.

33、72m2/s，當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí)，1）求對(duì)應(yīng)收縮斷面處水深hc的躍后水深hc2 2）壩下游發(fā)生何種形式的水躍？是否需要修建消能工？ 解：1)計(jì)算臨界水深hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)， m因?yàn)槭湛s斷面水深 hc =1.1 m < hk 為急流，下游水深ht=4.7m > 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hc2hc2 5.81m因?yàn)?hc2 > 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。一、填空（每小題1分，共15分）1. 運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)與動(dòng)力粘滯系數(shù)成 正 比。2. 單位質(zhì)量流體所受的力為 單

34、位質(zhì)量 力。3. 真空值的測(cè)量起點(diǎn)為 。4. 任一平面上的靜水總壓力等于 平面形心點(diǎn)上的靜水壓強(qiáng) 與平面面積 的 乘積 。5. 當(dāng)為 恒定 流時(shí)，流線與跡線重合。6. 單位長(zhǎng)度上的沿程水頭損失為 水力坡度 。7. 應(yīng)用能量方程時(shí)，兩過(guò)水?dāng)嗝姹仨毴≡?漸變 流上。8. 管流液體的流動(dòng)方向應(yīng)為總機(jī)械能沿程 損失 的方向。9. 圓管和明渠的臨界雷諾數(shù)分別為 2000 和 500 。10. 圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉贋槠骄魉俚?2 倍。11. 長(zhǎng)管和短管水力計(jì)算的區(qū)別在于前者忽略了局部水頭損失 和 流速水頭 。二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1. 表面力p9作用于所取液體表面，與受作用表面面積成比例

35、的力，分為垂直作用面的壓力和平行作用面的切力。2. 測(cè)壓管水頭P19位置水頭和壓強(qiáng)水頭的和，稱為測(cè)壓管水頭。靜止液體內(nèi)個(gè)點(diǎn)測(cè)壓管水頭等于常數(shù)。3. 均勻流流線是互相平行的直線的流動(dòng)。4. 水頭損失由于液流內(nèi)部各液團(tuán)和各液層間產(chǎn)生的阻抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的能耗。過(guò)水?dāng)嗝娲怪绷骶€的液流橫斷面。得分評(píng)卷人三、單項(xiàng)選擇（每小題2分，共20分）1. 某點(diǎn)靜水壓強(qiáng)（ A ）。A的方向與受壓面垂直并指向受壓面；B的大小與受壓面的方向有關(guān)；C的大小與容器大小有關(guān)；D的大小與液體重度無(wú)關(guān)2. 曲面上靜水總壓力的（ B ）。A垂直分力的方向與重力一致；B垂直分力的大小等于壓力體的水重；C水平分力的方向指向曲面

36、的水平投影面；D水平分力的大小等于水平投影面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)與水平投影面積的乘積3. 滿足在同一過(guò)水?dāng)嗝嫔蠝y(cè)壓管水頭相等的條件為（ C ）。A恒定流；B非恒定流；C均勻流；D非均勻流4. （ D ）正比。A糙率；B流速；C謝才系數(shù)；D流段長(zhǎng)度5. 虹吸管的最大真空值出現(xiàn)在（ D ）。A入口處；B出口處；C最高處；D最高處的最末端6. 下列的（ D ）不是動(dòng)量方程左端的力。A作用于流段上的動(dòng)水壓力；B作用于流段上的固體邊界摩阻力；C水對(duì)固體邊界的作用力；D作用于流段上的重力7. 薄壁孔口與管嘴（厚壁孔口）的區(qū)別在于（ D ）。A有無(wú)收縮斷面；B自由出流還是淹沒(méi)出流；C作用水頭的大?。籇是否有真空壓強(qiáng)

37、存在8. 并聯(lián)管道的（ A ）等于（ A ）。注：兩括號(hào)填同一字母A總水頭損失 各分管段水頭損失；B總水頭損失 各分管段水頭損失之和；C總流量 各分管段的流量；D總流量 各分管段流量之和9. 均勻泄流管道的（ D ）等于（ D ）。注：兩括號(hào)填同一字母A水頭損失 同長(zhǎng)同質(zhì)的直管水頭損失；B某斷面流量 入口斷面的流量；C某斷面的流量 折算流量；D水頭損失 同長(zhǎng)同質(zhì)的直管水頭損失的10. 在環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，不正確的做法是（ D ）。A按經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)管徑；B任一環(huán)路上的水頭損失的代數(shù)和為零；C任一節(jié)點(diǎn)的流量代數(shù)和為零；D.當(dāng)大于規(guī)定的環(huán)路閉合差時(shí)才能終止計(jì)算得分評(píng)卷人四、判斷（每小題1分，共10分

38、。對(duì)者劃“”；錯(cuò)者劃“×”）1. 重度與容重是同一概念。（ ）2. 汽化溫度隨壓強(qiáng)的降低而降低。（ X ）3. 均勻流上兩斷面測(cè)壓管水頭差等于它們之間的水頭損失。（ × ）4. 在同一水平軸線且無(wú)分流的串聯(lián)管道中，流速大，則壓強(qiáng)小。（ ）5. 在連通的同種液體中，任一水平面都是等壓面。（ × ）6. 不同過(guò)水?dāng)嗝嫔系臏y(cè)壓管水頭一般不相等。（ ）7. 畢托管是專門測(cè)量流量用的。（ 流速 × ）8. 糙率與謝才系數(shù)成反比。（ ）9. 常用的臨界雷諾數(shù)指的是下臨界雷諾數(shù)。（ ）10. 能量方程的應(yīng)用條件之一就是作用于液體上的質(zhì)量力只有重力。（ ）得分評(píng)卷人五、

39、計(jì)算（共40分，各題必須有解題步驟。）1. A、B兩容器中液體的重度為，比壓計(jì)下部液體的重度為，比壓計(jì)上部液體的重度為。求A與B兩容器之間的壓強(qiáng)差。（5分）P222. 一水管直徑，測(cè)得水銀壓差計(jì)（）中的，若斷面平均流速和軸線處流速存在關(guān)系，忽略水頭損失，求管中通過(guò)的流量。（12分）P1063. ，100秒鐘流出的水體的體積為，求彎管的水頭損失系數(shù)。（11分）P1594. 煙囪直徑，煙氣密度，煙氣流量，外界大氣的密度，煙囪底部的壓強(qiáng)低于地面大氣壓強(qiáng)水柱，求煙囪高度 （12分）P214第一部分  選擇題(共20分)一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)在每小題列出的四個(gè)

40、選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1.某流體的運(yùn)動(dòng)粘度v=3×10-6m2/s,密度=800kg/m3,其動(dòng)力粘度為(      )  A.3.75×10-9Pa·s      B.2.4×10-3Pa·s  C.2.4×105Pa·s        D.2.4×109Pa·s2

41、.圖中相互之間可以列總流伯努利方程的斷面是  A.1-1斷面和2-2斷面  B.2-2斷面和3-3斷面  C.1-1斷面和3-3斷面  D.3-3斷面和4-4斷面3.如圖所示，孔板上各孔口的大小形狀相同，則各孔口的出流量是(      )  A.QA>QB  B.QA=QB  C.QA<QB  D.不能確定4.并聯(lián)管道A、B，兩管材料、直徑相同，長(zhǎng)度 B=2 ，兩管的水頭損失關(guān)系為(      )

42、0; A. =   B. =2   C. =1.41   D. =4 5.如圖所示，水泵的揚(yáng)程是(      )   A.   B.   C. +   D. + + 6.在已知通過(guò)流量Q、渠道底坡i、邊坡系數(shù)m及粗糙系數(shù)n的條件下，計(jì)算梯形斷面渠道尺寸的補(bǔ)充條件及設(shè)問(wèn)不能是(      )  A.給定水深h，求底寬b  B.給定寬深比，求水深h與底寬b  C.給定最大允許流速vmax，求水底h與底

43、寬b  D.給定水力坡度J，求水深 與底寬 7.斷面單位能量 隨水深 的變化規(guī)律是(      )  A. 存在極大值            B. 存在極小值  C. 隨 增加而單調(diào)增加    D. 隨 增加而單調(diào)減少8.下列各型水面曲線中，表現(xiàn)為上凸型的水面曲線是(      )  A.M3型  

44、       B.C3型         C.S3型             D.H3型9.根據(jù)堰頂厚度與堰上水頭的比值，堰可分為(      )  A.寬頂堰、實(shí)用堰和薄壁堰      B.自由溢流堰、淹沒(méi)溢流堰和側(cè)收縮堰

45、60; C.三角堰、梯形堰和矩形堰      D.溢流堰、曲線型實(shí)用堰和折線型實(shí)用堰10.速度v、長(zhǎng)度l、運(yùn)動(dòng)粘度v的無(wú)量綱組合是(      )   A.       B.              C.         

46、60;  D. 第二部分  非選擇題(共80分)二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)    不寫解答過(guò)程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯(cuò)填或不填均分無(wú)。11.潛體所受浮力的大小與其所在液體的_成正比。12.恒定流是各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨_變化的流動(dòng)。13.圓管流的臨界雷諾數(shù)Rec為_。14.水由孔口直接流入另一水體中，稱為_出流。15.在相同的作用水頭作用下，同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量_。16.渠道中的水深h大于臨界水深hc時(shí)，水流流態(tài)為_。17.水躍函數(shù)相等的兩個(gè)不同水深稱為_。18.自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為_

47、。19.達(dá)西定律適用于_滲流。20.具有自由液面的水流模型試驗(yàn)，一般選用_準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型。三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)21.粘性22.斷面平均流速23.粘性底層24.短管25.臨界底坡四、簡(jiǎn)答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)26.試述液體靜力學(xué)的基本方程 及其各項(xiàng)的物理意義。27.如圖所示，一倒置U形管，上部為油，其密度oil=800kg/m3，用來(lái)測(cè)定水管中的A點(diǎn)流速uA，若讀數(shù)h=200mm，求該點(diǎn)流速A。28.如何判別圓管和非圓管有壓流中的流態(tài)?29.試根據(jù)棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程分析M2型水面曲線的變化趨勢(shì)。五、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題10

48、分，共40分)30.如圖所示，一矩形平板閘門AB，寬b=2m，與水平面夾角=30°，其自重G=19.6kN，并鉸接于A點(diǎn)。水面通過(guò)A點(diǎn)，水深h=2.1m，試求打開閘門的最大鉛直拉力T。31.如圖所示，文丘里流量計(jì)管道直徑d1=200mm，喉管直徑d2=100mm，水銀差壓計(jì)讀數(shù)y=20mm，水銀密度m=13.6×103kg/m3，忽略管中水頭損失，試求管道輸水流量Q。32.有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長(zhǎng)l=500m,底寬b=3.2m，渠中水深h0=1.6m,粗糙系數(shù)n=0.025，通過(guò)的流量Q=6m3/s，試求沿程水頭損失。33.水塔經(jīng)圖示管道系統(tǒng)供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管長(zhǎng)l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直徑d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d