2020秋國開(電大)《流體力學(xué)》形考作業(yè)1-10參考答案

word-行業(yè)資料分享國開（電大1-7參考答案形考作業(yè)1一、選擇題牛頓內(nèi)摩擦定律適用于（ ）非牛頓流體牛頓流體任何流體液體不具有的性質(zhì)是（ ）粘滯性易流動性抗拉性壓縮性連續(xù)介質(zhì)假定認(rèn)為流體（ ）連續(xù)。分子間在微觀上原子間在宏觀上在國際制單位制中流體力學(xué)基本量綱不包括（ ）力質(zhì)量長度時間在靜水中取一六面體，作用在該六面體上的力有（ ）正壓力、重力切向力、重力切向力、正壓力正壓力、切向力、重力下屬那些力屬于質(zhì)量力（ ）慣性力彈性力重力粘滯力二、判斷題（√）（╳）（√）三、簡答題1．為什么要建立連續(xù)介質(zhì)模型？參考答案：液體（氣體）參考答案：損失。動力粘滯系數(shù)μv參考答案：兩者都反映流體的粘滯性，μ為動力量，v為運(yùn)動量，μ=ρv，量綱不同。容器內(nèi)盛有液體，求下述不同情況時該液體所受單位質(zhì)量力？容器靜止時；g垂直向上運(yùn)動；g參考答案：液體所受單位質(zhì)量力僅有重力；2g；0。A受哪些表面力和質(zhì)量力？（1）（2）水流（均勻流（3）平面彎道水流。精品word完整版-行業(yè)資料分享參考答案：A受哪些表面力為壓應(yīng)力（正壓力；A（均勻流；Ag四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）1yuym（1）1、5、m（2）m2，計(jì)算相應(yīng)的切應(yīng)力。參考答案：×（1u=21×dy 10

?9=0.072y?91010則y=0.1du|1010dyy=0.5du|dyy=1.0du|dy

y=0.5

=0.072×1010=0.072×101010=0.072×10

=0.572=0.134=0.072（2）τ=μdu=ρvdu=998.20.01010×dudy dy dy=10.082×dudydy則y=0.1處的切應(yīng)力為：τ|y=0.1=10.082×10?4×du|y=0.1dy= 5.77×10?4paduy =0.5處的切應(yīng)力為：τ|y=0.5=10.082×dy|y=0.5= 1.35×10?4padyy=1.0處的切應(yīng)力為：τ|y=1.0=10.082×10?4×du|y=1.0dy= 0.726×10?4pa2．已知溫度20℃時水的密度ρ=998.2kg/m3，動力粘滯系數(shù)μ=1.002×10-3N·s/m2，求其運(yùn)動粘滯系數(shù)v？word-行業(yè)資料分享參考答案：解：由公式得μ 1.002×10?3N·s/m2v= = =1.0038×10m2/sρ 998.2kg/m3一、選擇題某點(diǎn)存在真空時（。該點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為負(fù)值該點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為正值該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為負(fù)值該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為正值流體靜壓強(qiáng)的（。大小與受壓面積有關(guān)方向與受壓面有關(guān)

形考作業(yè)2流體平衡微分方程的全微分式為（。P=Pa+ρghp=p(x，y，z)dp=p(Xdx+Ydy+Zdz)壓強(qiáng)單位為N/m2時，采用了哪種表示法（ 。應(yīng)力單位大氣壓倍數(shù)液柱高度等于容器內(nèi)液面高于容器內(nèi)液面二、判斷題（√）（╳）

（。（╳）（√）（╳）（√）三、簡答題參考答案：等壓面是水平面的條件是：續(xù)介質(zhì)同一介質(zhì)單一重力作用下2中液面位置對嗎？為什么？參考答案：分析。3．圖中三種不同情況，試問：A-A、B-B、C-C、D-D什么？參考答案：根據(jù)等壓面是水平面的條件：（a）A-A是（b）B-B不是（c）C-C不是，D-D是四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）80kN/m2pa=98kN/m2。試將該點(diǎn)絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)用水柱及水銀柱表示。參考答案：解：根據(jù)絕對壓強(qiáng)與相對壓強(qiáng)的關(guān)系：p'=p+pa或p=p'-pa(式中pa為當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng))用水柱高表示：用水銀柱高表示：該點(diǎn)絕對壓強(qiáng)：599.1mmHg該點(diǎn)相對壓強(qiáng)：-135.4mmHg該點(diǎn)真空壓強(qiáng)：135.4mmHgAB兩點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。參考答案：解：由壓強(qiáng)基本公式p=p0+ρgh求解pA=p0+ρgh1=74kN/m2pB=p0+ρgh1-ρg(h1-h2)=pA-ρg(h1-h2)=44.6kM/m23?1====1.5m(改為3.5m)。試求水箱液面上的絕對壓強(qiáng) p0＝？(ρH=13.6×103kg/m3 , ρ=1×103kg/m3)參考答案：解：p

2＝ρ

??2）3 2 3 HP＝p?ρg（? ??3 2 3 H4 3 H 3 P=P+ρg（? ??4 3 H 3 0 5 5 =+HP=P=P4ρg（? ??0 5 5 =+HP0=P5

ρ

??2

）?ρg（?3

??2

）ρ

??4

）?ρg（?5

??4）H=279.28kpaHB4HA=HB=1m，ΔH=0.5m。求：pAp。B參考答案：解：設(shè)管中空氣的壓強(qiáng)為p空由壓強(qiáng)公式及等壓面的概念得A H w p=p +ρg?h?ρA H w 空空 w pB=p +ρ空 w p?p=ρg?h?ρg（h+h）A B H w A B=13.6×103×9.8×0.5?1×103×9.8×（1+1）=47.04×103pa=47.04kpa（47kN/m2或4.8mH2o）53m2m總壓力的大小及作用點(diǎn)位置（用圖解法和解析法分別求解。參考答案：解：p

=1ρgh ×1×3=1×1000×9.8×3×1×3=44.1kN空2 空 2P =1ρgh ×1×3=1×1000×9.8×2×1×2=19.6kN右2 右 2P=p ?P =44.1kN?19.6kN=24.5kN空 右（e1h1/3=3/3=1.0me2=h1/3=2/3=0.67m11 2111 211 2=88.2×1?39.2×0.67)/49.2=1.26m答：靜水總壓力P=24.5kN，方向向右靜水總壓力的作用點(diǎn)在閘門的對稱軸上，距渠底的距離e=1.26m6參考答案：（1）水平分力鉛直投影面如圖，Ax=bh=4×2sin45°=5.66m2hc=h/2=(Rsin45°)/2=0.707mc ∴P=ρghA=1000×9.8×0.707×5.66=39.2KN,c x鉛直分力壓力體如圖abcde,V=Aabcde·b∵Aabcde=Aabce+AcdeA =ode-ocd=πR2?30°?1Rsin30°·Rcos30°=4.52m2cde

360° 2Aabce=4×(R-Rcos30°)=5.36m2∴Aabcde=5.36+4.52=5.36m2Z∴P=ρgV=1000×9.8×9.88×8=774.6KN,方向向上。Z總壓力x P=√P2+P2=2663KNx 作用力的方向合力指向曲面，其作用線與水平方向的夾角α=tg-1（774.6）=16.91°。2548一、選擇題

形考作業(yè)3流體運(yùn)動的連續(xù)性方程是根據(jù)（ ）原理導(dǎo)出的。質(zhì)量守恒能量守恒力的平衡動量守恒流線和跡線重合的條件為（ 。恒定流非恒定均勻流二、判斷題（√）（╳）（√）（√）三、簡答題參考答案：拉格朗日（Lagrange）法：拉格朗日法以研究個別流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動為基礎(chǔ)，通過格朗日法的基本特點(diǎn)是追蹤單個質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動。歐拉（Euler）參考答案：流體微團(tuán)體運(yùn)動分為：平移；線變形；角變形；旋轉(zhuǎn)變形。3參考答案：流函數(shù)具有的性質(zhì)：流函數(shù)相等的點(diǎn)組成的線即流線，或曰，同一流線上個點(diǎn)的流函數(shù)為常數(shù)；兩流線間的函數(shù)值之差為為單寬流量；流函數(shù)與流速勢的關(guān)系：流函數(shù)與勢函數(shù)為調(diào)和函數(shù)；等勢線與等流函數(shù)線正交。4參考答案：與流線正交的斷面叫過流斷面。過流斷面上點(diǎn)流速的平均值為斷面平均流速。引入斷面平均流速的概念是為了在工程應(yīng)用中簡化計(jì)算。5．如圖所示，水流通過由兩段等截面及一段變截面組成的管道，試問：還是非均勻流？當(dāng)閥門開度一定，上游水位隨時間下降，這時管中是恒定流還是非恒定流？II段管中是漸變流還是急變流時，與該段管長有無關(guān)系？精品word完整版-行業(yè)資料分享參考答案：是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均勻流，Ⅱ是非均勻流。管中為非恒定流。四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）x zu=αxu=-ay，其中秒α=1秒-1（1）x z（2）＝0、1m2（3）參考答案：（1）流線方程為：dxdyu ux y

代入數(shù)值推導(dǎo)（2（略）（3）由：a x

u uxu xu x代入數(shù)值求解。xx yt x yua y

uy

uy代入數(shù)值求解。y

x

y y答案: ax

a2x ay

a2y試檢驗(yàn)下述不可壓縮流體的運(yùn)動是否存在？ux

2x2

u 2y2y

u 4(xy)zxyzux

yzt,

u xzty

u xytz參考答案：u解：由連續(xù)性微分方程，x

u

uz

=0流體的運(yùn)動存在,反之流體的運(yùn)動不存在。x y z代入數(shù)值求解，流體的運(yùn)動不存在。代入數(shù)值求解，流體的運(yùn)動存在。d110cmd25cmd32.5cmV3/s，如word-行業(yè)資料分享圖所示。求流量及其它管道的斷面平均流速。參考答案：解：應(yīng)用連續(xù)性方程QvA3 3

4.91103l/s斷面平均流速v1

0.0625m/s , v2

0.25m/s 。d1-1v=1m/sQ；1 2 1（2斷面2-2處的平均流速v（3Q及斷面2-2處的速度v是否發(fā)生變化？2 2圖a及v2參考答案：解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1）Q31.4 l/sv2

4m/s不變。流量不變則流速不變。a已知某流場的流速勢為

(x2

y2)，a為常數(shù)，試求u 及u 。x y參考答案：解：u ax u ayx y對于u 2xy，u a2x y

x2

y2的平面流動，a(1)是恒定流還是非恒定流？(2)是均勻流還是非均勻流？(3)是有旋流還是無旋流？參考答案：解：應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)加速度數(shù)學(xué)表達(dá)式ua x

u uxu xx ta

x xuu

y yuu

求解?？磿r間加速度與遷移加速度判別是恒定流還是非恒y

x

y y定流;是均勻流還是非均勻流。是恒定流。是非均勻流用無旋流數(shù)學(xué)表達(dá)式

1 u(

y求解，是無旋流。z 2 y x形考作業(yè)4一、選擇題1、總流伯努力方程適用于（A）A、恒定流B、非恒定流C、可壓縮流體2、總水頭線與測壓管水頭線的基本規(guī)律是：（AA、總水頭線總是沿程下降的B、總水頭線總是在測壓管水頭線的上方C、測壓管水頭線沿程可升可降D、測壓管水頭線總是沿程下降的二、判斷題1、N-S（√）2（√）二、簡答題參考答案：答：流體恒定總流的伯努利方程為:1 Z+(P/ρg)+(u2/2g)=Z+(P/ρg)+(u21 1 1 2 2 ω1式中，Z、Z為單位重量流體所具有的位置勢能；PP為單位重量流體所具有的壓強(qiáng)勢能；u、11 2 1 2u2為單位重量流體所具有的動能；ρg為單位重量流體所具有的勢能；2g為單位重量流體所具有的機(jī)械能；h`為單位重量流體從1點(diǎn)流向2點(diǎn)的機(jī)械能損失。ω參考答案：答：實(shí)際流體恒定元流的伯努利方程：1 Z+(P/ρg)+(u2/2g)=Z+(P/ρg)+(u21 1 1 2 2實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程：1 1 2 Z+(P/ρg)+(αν2/2g)=Z+(P/ρg)+(αν21 1 2 1 1 2 2 ω實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程考慮了能量損失。3．參考答案：答因?yàn)榻⒑愣偭鞯牟匠虝r，把(z p)作為常數(shù)提到積分號外面，只有漸變流斷面或均勻g流斷面的z p c 。g參考答案：答：可以。因?yàn)闈u變流斷面或均勻流斷面的z p c 。g關(guān)于水流流向問題有如下一些說法“水是從流速大的地方向流速小的地方流參考答案：1“水一定由高處向低處流（不對，對明渠水流是對的，對有壓管流不一定壓強(qiáng)小的地方流”（不對，在有壓管流中常常有從壓強(qiáng)小向壓強(qiáng)大的地方流的現(xiàn)象。（2）正確描述時，流體的運(yùn)動方向總是由單位重量流體能量大的位置流向單位重量流體能量小的位精品word完整版-行業(yè)資料分享（不能單從位能或壓能一個角度比較）總流的動量方程為

v2 2v

v11

)，試問：F中包括哪些力？參考答案：（1）一般為表面力、重力（慣性力、摩擦力、彈性力含在待求的力中了）（2）求得的力為負(fù)值說明原假設(shè)的力的方向不對，反向即可。四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）p在一管路上測得過流斷面1-1的測壓管高度 1g

為1.5m，過流面積A為0.05m2；過流斷面2-2的面1A0.02m2；兩斷面間水頭損失h2

為0.5v212g1

Q20l/s；z1

為2.5m，z2

為2.6m。試求斷pg2-22（提示：注意流動方向（z21.6m）g參考答案：解:（1）方程。向未知情況下，流動方向可以假定。先求出vv1 2列能量方程求解p2 =-2.289mHo (1流向2) 2

p2=-1.473mHo (21)g 2 g 2等的管道組成，其過水面積分別是A1=0.05m2，A2=0.03m3，A3=0.04m2，若水池容積很大，行近流速可以忽略v≈，當(dāng)不計(jì)管路的水頭損失時，試求1）出口流速3及流量Q）繪出管路的測壓管水頭線精品word完整版-行業(yè)資料分享及總水頭線。參考答案：解:(1)因?yàn)椴挥?jì)管路的水頭損失,此題為理想流體的流動。①因?yàn)槭抢硐肓黧w，作用水頭完全轉(zhuǎn)化為動能。3v 9.90m/s q0.396m3/s3（2）繪出管路的測壓管水頭線及總水頭線步驟：①因?yàn)槭抢硐肓黧w，不計(jì)水頭損失，故總水頭線為水平。v2②計(jì)算各段流速水頭2g 。1（測壓管水頭線及總水頭線圖，略）B兩點(diǎn)的高差＝1A處直徑d=0.25p=7.84N/c2B處直徑d=0.5，A A Bp＝4.9N/cm2，斷面平均流速V＝1.2m/s。判斷管中水流方向。B B參考答案：解: 判斷管中水流方,，要從單位重量流體總的機(jī)械能考慮，總是單位重量流體總的機(jī)械能大的位向單位重量流體總的機(jī)械能曉得的地方。計(jì)算AB比較A點(diǎn)與BAB。，已知水管直徑d110cm，喉部直徑d25，當(dāng)不計(jì)水頭損失時，求通過流量。參考答案：

精品word完整版-行業(yè)資料分享解:可以直接用公式QK 12.6h求解，也可以流能量方程推導(dǎo)公式求解即，Q0.01425m3/s為將水庫中水引至堤外灌溉，安裝了一根直徑d為15cm的虹吸管（如圖，當(dāng)不計(jì)水頭損失時，問通過虹吸管的流量Q為多少？在虹吸管頂部s點(diǎn)處的壓強(qiáng)為多少？參考答案：解: 此題屬理想流體的水力計(jì)算，作用水頭轉(zhuǎn)化為動能s點(diǎn)處的壓強(qiáng)進(jìn)考慮位能、動能壓能之間的轉(zhuǎn)化。列上游水面到管出口間的能量方程求流量，Q0.1355m3/s列上游水面到s點(diǎn)處的能量方程求s

ps5mHog 2一平板閘門寬b2m，當(dāng)通過流量Q8m3/s時閘前水深h4m，閘孔后收縮斷面水深hC求作用于平板閘門上的動水總壓力（不計(jì)摩擦力。參考答案：解:此題為用動量方程求解作用力。因?yàn)榱髁课粗?，涉及到連續(xù)性方程、能量方程、動量方程這三大方程的聯(lián)合應(yīng)用。取控制面（脫離體（上游過流斷面與C-C斷面之間）畫出相對壓強(qiáng)分布圖，全面并分析、計(jì)算外力（P1，C-CP2，重力精品word完整版-行業(yè)資料分享沿水流方向的分力為0，設(shè)平板閘門對水的動水總壓力為R，方向向左。因?yàn)榱髁课粗攘心芰糠匠糖罅魉?。列出的能量方程由vv1 2

兩個未知量，用連續(xù)性方程消掉1個未知量。求出流量、流速。列動量方程求解作用力。作用于平板閘門上的動水總壓力R=93.5kN,方向向右。如圖溢流壩，上游斷面水深h=1.5mh=0.6m2m（垂1 2直紙面=1000kg/3g=10m/2。參考答案：解: 以1-1與2-2斷面及沿壩（包括上下游部分河床邊界與水流自由表面所圍成的空間作為控制體并取沿水流方向?yàn)閄正向。求上、下游斷面的流速1-12-21 1 2 h+(P/ρg)+(αν2/2g)=h+(P/ρg)+(αν21 1 2 1 1 2 2 ω1 2 α P=P=P，h=0，α11 2 α 1 h+ν2/2g=h+ν2/2g（a1 1 2由連續(xù)方程，得1 ν h=ν h1 1 2h=1.5m,h=0.6m（a）和（，可求得1 21 ν=1.83m/s,ν1 1-12-2斷面的動水壓力P=1ρgbh12P=1ρgbh22

2=1×1000×10×2×1.52=2.25×104N=22.5KN1 22=1×1000×10×2×0.62=0.36×104N=3.6KN2 2計(jì)算過水?dāng)嗝娴牧髁縌=A2ν2=0.6×2×4.58=5.50m3/sx方向?qū)憚恿糠匠淌搅顗蚊鎸λw的反作用力在水平方向的分力為R，方向向左。word-行業(yè)資料分享沿x方向的動量方程為2 2 1 1 1 ρQ（βν-βν）2 2 1 1 1 2 R=P1-P2-ρQ（ν-ν）×5.502 =3.77kN所以壩面對水體的反作用力R的方向與所設(shè)的方向相同。水流對壩面的作用力與R大小相等，方向相反。形考作業(yè)5一、選擇題管道中液體的雷諾數(shù)與（）無關(guān)。管長流速管徑溫度某圓管直徑d=30mm，其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數(shù)為0.0114cm3/s，則此管中液體流態(tài)為（ 。紊流層流層流向紊流過渡等直徑圓管中紊流的過流斷面流速分布是（。呈橢圓曲線分布呈拋物線分布呈對數(shù)線分布呈雙曲線分布等直徑圓管中的層流，其過流斷面平均流速是圓管中最大流速的（ 。1/4倍1.0倍1/2倍1/3倍5．圓管中的層流的沿程損失與管中平均流速的（ ）成正比一次方參考答案：參考答案：二次方四次方三次方圓管的水力半徑是（ 。d/4d/3d/2d/57．謝才公式中謝才系數(shù)的單位是（m1/2/sm2/s無量綱m3/2/s判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是（ 。上下臨界雷諾數(shù)代數(shù)平均上下臨界雷諾數(shù)幾何平均上臨界雷諾數(shù)二、判斷題（√）（╳）（√）等直徑圓管中的層流,1/2（√）（╳）（√）三、簡答題1參考答案：答:層流為拋物線分布，紊流為對數(shù)曲線分布。(也可以畫圖)2．簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律。答:尼古拉茲實(shí)驗(yàn)揭示了沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律，文字表述或數(shù)學(xué)公式表述。層流:λ=f(Re)；水力光滑區(qū):λ=f(Re)；過渡粗糙區(qū):λ=f(Re,K/d)粗糙區(qū)(阻力平方區(qū)):λ=f(K/d)3參考答案：答：管流：Re=vd/v Re<2000(層流) Re>2000(紊流)明渠水流：Re=vR/v Re<500(層流) Re>500(紊4．雷諾數(shù)的物理意義？它為什么能用來判別流態(tài)？參考答案：答:雷諾數(shù)實(shí)質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時慣性力不大,而粘性力占主導(dǎo),受粘性力了渦體時，流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來判別流態(tài)。5．當(dāng)輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變??？當(dāng)輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變??？參考答案：答：當(dāng)輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)增大；當(dāng)輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小。6參考答案：答：不一定。7參考答案：答:件的影響。四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）有已輸油管，管長l=100m,管徑d=5cm，已知油的密度ρ=930kg/m3，動力粘滯系數(shù)μ=0.072N·s/m2Q=0.005m3/s時，判斷液流的流態(tài)，計(jì)算輸油管的沿程hf。word-行業(yè)資料分享解：(1)計(jì)算雷諾數(shù)判別流態(tài)。計(jì)算沿程阻力系數(shù)λ。fh層流f沿程水頭損失hf=25.74m(油柱)0（）（2）若30mm，管中流態(tài)又如何？（3）層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r，水管直徑為多大？參考答案：（1）,其流態(tài)是：層流同上其流態(tài)是：紊流2000d=13.06mmv=0.013cm2/sQ=35cm2/s15m2cmd參考答案：（1）設(shè)管中水流為層流，推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)λ表達(dá)式并代入數(shù)據(jù)；（2）hf=λ(l/d)(v2/2g)并化簡，代入數(shù)據(jù)求管徑。d=14.2mmd=100mmv=100cm/sT=10oC，試判別其流態(tài)。參考答案：解：紊流J=0.0009b=2mh=1m，粗糙系n=0.014，計(jì)算明渠中通過的流量（分別用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算。參考答案：解：濕周χ=b+2h=2+2×1=4m面積A=bh=2×1=2m2水力半徑R=A/χ=2/4=0.5mword-行業(yè)資料分享代入曼寧公式C=1R1

= 1

≈63.636m1/sn 6 0.014 6 2代入謝齊公式v=C√RJ=63.636×√0.5×0.0009≈1.35m/sQ=Va=1.35×2=2.7m3/s代入巴氏公式由于0.1m≤R≤3.0m,符合巴氏公式y(tǒng)=?0.13??0.1)=2.5√0.014?0.13?0.75√0.5(√0.014?0.1)≈0.156C=1Ry=n

1

×(0.5)0.156

≈64.108m1/s2v=C√RJ=64.108×√0.5×0.0009≈1.36m/s22明渠中通過的流量Q=vA=1.36×2=2.72m3/s6．水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知d1=150mm，d2=75mm，l=50m，管道的當(dāng)量粗糙度?m0v（1（2）繪出總水頭線和測壓管水頭線。2參考答案：精品word完整版-行業(yè)資料分享7d=100mml=800m的管道，已知水池水面和參考答案：解：取管道出口面軸線所在水平面為基準(zhǔn)面，列出水箱水面與管道出口間能量方程： H=hfhj+v2/2g，vv。其中，hf=hf=λ（l·v2）/(d·2g)hj有三部分，兩個彎頭和一個突然縮小，hj=ζ·v2/2g∑hj

=2×0.3×v2+0.5v2/2g2gH=hfhj+v2/2g20m=(0.025×800/0.1+2×0.3+0.5+1)v2/2gword-行業(yè)資料分享計(jì)算出V=1.393m/s,流量Q=AV=πd2×0.393=0.011m2/s4一、選擇題

形考作業(yè)6虹吸管正常工作，其頂部的真空值一般不大于（ ）水柱高。10m9m7.5m6.0m2．短管淹沒出流的計(jì)算時，作用水頭為（ 短管出口中心至上游水面高差短管出口中心至下游水面高差上下游水面高差3．外延管嘴正常工作的條件是（ 。A.管長=(3-4)d，作用水頭0.750.753-4倍的管徑作用水頭小于0.754．按短管進(jìn)行水力計(jì)算的管路是（ 虹吸管倒虹吸管環(huán)狀管網(wǎng)二、判斷題（╳）（√）（√）（√）word-行業(yè)資料分享（√）6（╳）三、簡答題1參考答案：2．寫出薄壁小孔口出流的收縮系數(shù)ε，流速系數(shù) 和流量系數(shù)μ的表達(dá)式。2．寫出薄壁小孔口出流的收縮系數(shù)ε，流速系數(shù) 和流量系數(shù)μ的表達(dá)式。參考答案：收縮系數(shù)：ε=A/A流量系數(shù)：μ=Q/(A√流量系數(shù)：μ=Q/(A√2gH0)=μ/ε流速系數(shù)： =1/√1+ζc3．外延管嘴的正常工作條件是什么？參考答案：管嘴長：l=（3~4）d，作用水頭：H≤9.0mH2o。四、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）1H1=1.5m，H2=2.0m,l1=l2=5.0md1=d2=0.1m，沿程損失系數(shù)λ=0.02，進(jìn)口設(shè)攔污柵，進(jìn)口局部損失系數(shù)ζ1=10.0，彎管局部損失系數(shù)ζ2=0.15。求該虹吸管的過流量、管中最大真空值，并定性繪出其測壓管水頭線。參考答案：此題屬短管的水力計(jì)算，可以用能量方程求解，也可直接用公式。要點(diǎn)有2。局部損失系數(shù)要考慮周全（3個。word-行業(yè)資料分享此題，管中最大真空值發(fā)生在最高處。Q=0.0117m3/sV （P/ρg）V 一水塔供水系統(tǒng)如圖所示，已知管道末端要求的自由水頭Hz=10m，管徑d1=450mm，d2=350mm，d3=250mmL1=100m，L2=100m，L3=100m，q1=0.10m3/s，q2=0.08m3/s，q3=0.05n=0.02H。參考答案：此題屬短管的水力計(jì)算，也可直接用公式求解。要點(diǎn)有3。長管公式要記住，應(yīng)注意修正。管中（節(jié)點(diǎn)）流量要算對。題目中給出了管道的粗糙系數(shù)，意指管流在粗糙區(qū)，不必修正，但要記住以下公式，C=1R1/6;λ=8g/c2;s=8λ/gπ2d5;H=slQ2nH=15.1ml=50md=1.0mH=3m，管路沿程阻力系數(shù)λ=0.03，局部阻力系數(shù)：進(jìn)口ζa=0.5，彎管ζb=0.65，水下出口ζ=1.0，求通過流量？參考答案：因?yàn)楹拥垒^寬，忽略上下游流速的影響，以下游水面為基準(zhǔn)面列能量方程：H+0+0=0+0+hwword-行業(yè)資料分享H=hw

=(λld

+ζa+2ζb+ζ）v22g=(0.0350+0.5+2×0.65+1)v21流速：v= 1√3.8

2g√2×9.81×3=3.936m/s通過流量：Q=vπd24

=3.9364

=3.09m3/s一、選擇題

形考作業(yè)7對于管道無壓流，當(dāng)充滿度分別為（ ）時，其流量和速度分別達(dá)到最大。A.1.0，1.0B.0.95，0.81C.0.5，0.5D.0.81，0.81對于a，b，c三種水面線，下列哪些說法是錯誤（ ）a、cdh/ds<0，水深沿程減小。bdh/ds>0，水深沿程增大。bdh/ds<0，水深沿程減小。、cdh/ds>0，水深沿程增大。跌水的形成條件是（ 。從急流過渡到急流從急流過渡到緩流從緩流過渡到急流從緩流過渡到緩流水躍的形成條件是（ 。從緩流過渡到急流從急流過渡到緩流從緩流過渡到緩流從急流過渡到急流兩段長直的棱柱形渠道，通過的流量相同（ 。底寬不同（b12，其他參數(shù)相同Qh1word-行業(yè)資料分享粗糙系數(shù)不同n2，其他參數(shù)相同（Qh1邊坡系數(shù)不同2，其他參數(shù)相同（Qhh6．一梯形斷面渠道，底寬b=2m，邊坡系數(shù)m=1.0，明渠中的水深h=0.5m，則濕周 、水力半徑R分別為（ 。2 01 6．一梯形斷面渠道，底寬b=2m，邊坡系數(shù)m=1.0，明渠中的水深h=0.5m，則濕周 、水力半徑R分別為（ 。2 01 A.3.5，0.30B.3.414，0.30C.3.5，0.366D.3.414，0.366二、判斷題（√）（╳）（√）（╳）,（╳）三、簡答題1．簡述明渠均勻流的水力特征及其形成條件。參考答案：明渠均勻流的水力特征：i=J=JP。h，過水?dāng)嗝婷娣eA明渠均勻流形成條件：流量恒定。n不變。底坡i不變。2．參考答案：明渠水流分為緩流、急流、臨界流。各判別方法有：為臨界流，v<c為緩流，v>c為急流；word-行業(yè)資料分享r m 弗勞德數(shù)：弗勞德數(shù)F=v/√gh ，F(xiàn)=1臨界流，F(xiàn)r<1緩流，F(xiàn)r>1r m

：h>h緩流，h=h臨界流，h<h

√q2；k k k

k= gk k k i：i<i緩流，i=i臨界流，i>ik k k 參考答案：弗勞德數(shù)Fr= v√ghm

，物理意義是：反映動能與勢能之比。參考答案：引入斷面單位能量，目的是分析水面曲線的變化規(guī)律和建立臨界流方程。參考答案：Ahh=f(s)，A=f(s)。i≠J≠JP四、作圖題1．下面為長直棱柱形渠道，n不變，試定性繪出可能出現(xiàn)的水面曲線型式。參考答案：精品word完整版-行業(yè)資料分享五、計(jì)算題（請寫出計(jì)算過程）n=0.025I=0.002，斷面為梯形，m=1.0Q=0.8m3/s，試確定其斷面尺寸。參考答案：h解：β=2（√1+m2-m）=2×（√2-1）=0.8285hhA=（b+mh）h=（β+m）h2 R=h/2 C=1/n（R1/6） Q=AC√Rih2h=[

]3/8=√i（βh

+m）hb=βh=0.8285×0.7=0.57995=0.58mhm5i1，i28（1）hk=

√Q2gb2

=0.586mAk==2×0.586=1.172m2XK=b+=2+2×0.586=3.172mRk=AkXk

1.1723.172

=0.369483mCk=

1R1

= 1

=56.473471m0.5

B k=b=2m66n k 0.015 s66word-行業(yè)資料分享ik=

gXkαC2Bk

=9.8×3.1721×56.52×2

=0.0049k所以，這兩段渠道是水躍銜接k（2）K1K2=

Q √i1Q

2.8√0.0122.8

==100m3/s√i2

√0.0008y1=

b2.67=nK1

22.670.015×25.56

=16.6

01=0.42my2=

b2.67=nK2

22.670.015×100

=4.24

02=1.15mh=h01[√1+8(hk)3?1]=0.42[√1+8(0.586)3?1]=0.8m2 h01

2 0.42所以，是遠(yuǎn)驅(qū)式水躍一、選擇題

形考作業(yè)8實(shí)用斷面堰常常設(shè)計(jì)成真空堰，其目的是（ 。節(jié)省建筑材料提高過流能力減小空化空蝕減小水流對壩面的沖刷小橋過流與（ ）具有相同的水力特征。薄壁堰流閘孔出流寬頂堰流實(shí)用斷面堰流A.B.C.D.寬頂堰形成淹沒出流的充分條件是（A.B.C.D.word-行業(yè)資料分享下述堰的分類哪個正確（ 。A.0.67<δ/H<2.5實(shí)用斷面堰B.δ/H>0.67薄壁堰C.0.67<δ/H<10.0寬頂堰D.δ/H>2.5薄壁堰二、判斷題2．小橋過流的淹沒出流條件與寬頂堰的淹沒出流條件2．小橋過流的淹沒出流條件與寬頂