電大水力學補修模擬復習題

水力學補修模擬復習題（一）1、單項選擇題（每小題3分）（1）靜止液體中同一點各方向壓強 （）a、數(shù)值相等;b、數(shù)值不等;c、僅水平方向數(shù)值相等;d、鉛直方向數(shù)值最大。本題難度：輕易。主要考評學生對靜水壓強特征了解。答案：a（2）在平衡液體中，質量力與等壓面（）a、重合；b、平行c、斜交；d、正交。本題難度：中等。主要考評學生對等壓面概念了解。答案：d（3）液體只受重力作用，則靜止液體中等壓面是（）a、任意曲面；b、水平面c、斜平面；d、旋轉拋物面。本題難度：輕易。主要考評學生對等壓面概念了解。答案：b（4）液體中某點絕對壓強為88kN/m2，則該點相對壓強為（）a、10kN/m2b、-10kN/m2c、12kN/m2d、-12kN/m2本題難度：輕易。主要考評學生對靜水壓強換算掌握。答案：b（5）過水斷面是指（）a、與流線平行斷面；b、與流線正交橫斷面c、與流線斜交橫斷面；d、與跡線正交橫斷面。本題難度：輕易。主要考評學生對過水斷面了解。答案：b（6）水力學中一維流動是指（）a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運動；d、運動要素只與一個坐標關于流動。答案：d（7）作用水頭相同時，孔口過流量要比相同直徑管咀過流量（）a、大;b、??；c、相同；d、無法確定。答案：b（8）已知液體流動沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)Re都關于，即能夠判斷該液體流動屬于（）層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)本題難度：中等。主要考評學生對沿程水力摩擦系數(shù)了解。答案：c（9）有壓管道管徑d與管流水力半徑比值d/R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（10）層流斷面流速分布規(guī)律符合a、對數(shù)分布；b直線分布；c、拋物線分布；d、橢圓分布。答案：c（11）突擴前后有壓管道直徑之比d1/d2=1：2，則突擴前后斷面雷諾數(shù)之比為（）a、2：1b、1：1c、1：2d、1：4答案：a（12）紊流粗糙區(qū)水頭損失與流速成a、一次方關系；b、二次方關系；c、1.75～2.0次方關系；d、不能確定答案：b（13）水泵揚程是指 （）a、水泵提水高度;b、水泵提水高度+吸水管水頭損失; c、水泵提水高度+吸水管與壓水管水頭損失 d、以上答案都不是。答案：c（14）從力學角度看，雷諾數(shù)所表示兩種力對比關系是a、慣性力與粘滯力；b、慣性力與重力；c、重力與粘滯力；d、壓力與粘滯力。答案：a、（15）紊流流速分布為（）a、呈拋物線分布b、呈線性分布c、比層流分布更均勻d、比層流分布更不均勻答案：c（16）長管總水頭線與測壓管水頭線（）a、相重合；b、相平行，呈直線；c、相平行，呈階梯狀。答案：a（17）矩形水力最好斷面寬深比β=（）a、1；b、2；c、3；d、4答案：b（18）在明渠中不能夠發(fā)生流動是（）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（19）在緩坡明渠中不能夠發(fā)生流動是（）均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。答案：b（20）底寬b=1.5m矩形明渠，經(jīng)過流量Q=1.5m3/s，已知渠中某處水深h=0.4m，則該處水流流態(tài)為（）a、緩流；b、急流；c、臨界流；答案：b（21）閘孔出流流量與閘前水頭（）成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方答案：d（22）堰流流量與堰頂水頭成正比。a、1/2次方；b、3/2次方c、2次方；d、1次方答案：b（23）溢流壩下泄水流收縮斷面水深hc共軛水深為hc2，下游河道水深為ht，形成遠離水躍條件是（）a、ht=hc2b、ht＞hc2c、ht＜hc2d、無法確定答案：c（24）滲流研究對象是（）運動規(guī)律。a、重力水；b、毛細水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。答案：a（25）滲流達西公式只能適適用于（）a、恒定均勻層流b、恒定均勻紊流c、恒定均勻流；d、非恒定流。答案：a（26）按重力相同準則設計水力學模型，長度比尺λL=100，模型中水深為0.1m，則原型中對應點水深為（）0.5m；b、1m；c、5.0m；d、10m。答案：d（27）、按重力相同準則設計模型，若幾何比尺為100，則流速比尺為（）a、100；b、10；c、20；d、50。答案：b（28）測量水槽中某點水流流速儀器有（）a、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰答案：b（29）量測明槽流量儀器是（）a、文丘里計；b、電磁流量計；c、量水堰；d、孔板流量計。答案：c2、判斷題（每小題3分）（1）理想液體就是不可壓縮液體。（）答案：錯誤（2）作用任意平面上靜水總壓力作用點與平面形心點重合。（）答案：錯誤（3）均質連續(xù)靜止液體內(nèi)任何一點測壓管水頭等于常數(shù)。（）答案：正確（4）水流總是從壓強大地方向壓強小地方流動。（）答案：錯誤（5）漸變流過水斷面上各點測壓管水頭都相同。（）答案：正確（6）水力粗糙管道是表示管道邊壁比較粗糙。（）答案：錯誤（7）紊流光滑區(qū)沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)關于。答案：正確（8）粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失內(nèi)因。（）答案：正確（9）園管中層流雷諾數(shù)必定大于3000。答案：錯誤（10）一樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（）答案：正確（11）矩形斷面明渠水力最好斷面寬深比為β=2。（）答案：正確（12）兩條明渠斷面形狀、尺寸、糙率和經(jīng)過流量完全相等，但底坡不一樣，所以它們正常水深不等。（）答案：正確（13）在正坡非棱柱渠道內(nèi)能夠形成均勻流。（）答案：錯誤（14）緩坡上能夠出現(xiàn)非均勻流急流。（）答案：錯誤（15）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。（）答案：正確（16）明槽水流斷面比能沿流程總是減小。（）答案：錯誤（17）在流量和渠道斷面形式一定條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。（）答案：錯誤（18）滲流達西定律適用條件是恒定均勻層流滲流，而且無滲透變形。（）答案：正確（19）兩個液流只要在對應點速度和加速度大小成百分比，則兩個液流就是運動相同。（）答案：錯誤3、問答題（每小題6分）（1）什么是理想液體？為何要引入理想液體概念？本題難度：中等。要求學生掌握理想液體概念和水流運動分析方法。評分標準：寫出定義，3分；原因敘述正確，3分。答案：理想液體是指沒有粘滯性液體。實際液體都具備粘滯性，在液體流動時會引發(fā)能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動討論，我們引入了理想液體概念，忽略液體粘滯性，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進行修正，能夠得到實際水流運動規(guī)律，用以處理實際工程問題。這是水力學主要研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為何？本題難度：中等。要求學生掌握均勻流和恒定流概念。評分標準：判斷是否正確，3分；原因敘述正確，3分。答案：這種說法錯誤。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變經(jīng)過一變直徑管道時，即使是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡述尼古拉茲試驗中沿程水力摩擦系數(shù)λ改變規(guī)律。本題難度：較難。要求學生掌握沿程水力摩擦系數(shù)λ改變規(guī)律方便正確利用。評分標準：λ改變規(guī)律表示正確，4分；說明，2分。答案：經(jīng)過尼古拉茲試驗能夠發(fā)覺：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，λ僅是Re函數(shù)；在紊流光滑區(qū)λ=f1（Re）；過渡區(qū)λ=f2（Re，）；粗糙區(qū)λ=f3（），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。（4）為何舍齊公式只適適用于阻力平方區(qū)？本題難度：中等。要求學生能正確利用舍齊公式，了解糙率起源。評分標準：正確敘述舍齊公式起源，6分。以下類似答案：舍齊公式是依照明渠均勻流大量觀察資料總結公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，所以該公式只適適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）為何工程中希望在壓力管道內(nèi)發(fā)生間接水擊？控制壓力管道內(nèi)發(fā)生間接水擊方法有那些？答案：發(fā)生間接水擊時，反射回來減壓波使閥門處水擊壓強降低，預防過高水擊壓強對管道?？刂茐毫艿纼?nèi)發(fā)生間接水擊方法主要有：延長閥門關閉時間，縮短壓力管道長度，必要時設計調壓井（塔）等。（6）從力學意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生原因。答案：均勻流斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，所以從能量方程來分析，只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。（7）分析水面曲線時，怎樣尋找急流和緩流控制斷面？答案：急流控制斷面在上游，因為外界對急流干擾不能向上游傳輸；緩流控制斷面在下游，其原因與急流恰好相反。（8）在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區(qū)分？答案：達西定律適適用于任一點滲流流速u=kJ，其適適用于恒定均勻層流滲流；而杜比公式是適適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水斷面上各點滲流流速都相等且等于v=kJ。4、計算題：（1）如圖所表示矩形平板閘門AB寬b=3m，門重G=9800N，α=60°，h1=1m，h2=1.73m。試求：下游無水時啟門力T。（10分）說明：本題難度中等。要求學生掌握作用在平面上靜水總壓力計算。題解和評分標準：解：閘門上靜水總壓力P=pcA，pc＝ρghc=1000×9.8×（1＋1.73×0.5）=18.27kN/m2（2分）P=pcA=18.27×3×1.73÷sin60°＝109.6kN（2分）靜水總壓力作用點到轉軸距離為m（1分）各力對轉軸取力距Th2/tg60°－G×0.5h2/tg60°－PL=0（3分）∴T=131.6kN（2分）即下游無水時啟門力為131.6kN（2）水溫10。C時，水運動粘度ν＝0.0131cm2/s，管徑為10cm，管中流速為100cm/s，試判別水流流態(tài)，并求在該管中轉變?yōu)榱硪粋€流態(tài)時流速。（6分）說明：本題較輕易。要求學生掌握水流流態(tài)判別，并會進行雷諾數(shù)計算。題解和評分標準：解：＝76336＞，管內(nèi)為紊流。（3分）假如要轉變?yōu)閷恿鲃t≤，則v≤2.62cm/s（3分）（3）圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積A=0.64m2，長l=50m，兩個30。折角、進口和出口局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系數(shù)λ=0.024，上下游水位差H=3m。求經(jīng)過流量Q。（10分）說明：本題難度中等。要求學生掌握管道輸水能力和方管水力半徑計算。題解和評分標準：解：(5分）(5分）(4）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=5.5M。由水箱至噴嘴水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處壓強p=4.9Ncm2。如用手握住噴嘴，需要多大水平力R，行近流速v0=0，取動能校正系數(shù)均為1。（15分）說明：本題難度較難。是能量方程和動量方程綜合應用題，要求學生掌握能量方程和動量方程建立和計算。題解和評分標準：解：列水箱漸變流斷面1-1和噴嘴出口斷面2-2能量方程(5分） (1分） (1分）列X向動量方程(6分）水流對噴嘴沖擊力即為手握噴嘴所需之力。(1分)（5）有一梯形渠道，底寬b=10m，水深h=3m，邊坡為1:1，糙率n=0.014，底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求流量Q。（8分）解：m2（1分）m（1分）（1分）（2分）Q=A.C.(Ri)0.5=145.1m3/s（3分）（6）有一梯形渠道，底寬b=10m，水深h=3m，邊坡為1:1，糙率n=0.014，底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求經(jīng)過流量Q。（10分）。說明：本題難度中等。要求學生掌握明渠均勻流公式、舍齊系數(shù)和流量計算。解：m2（1分）m（1分）（2分）（3分）Q=A.C.(RJ)0.5=145.1m3/s（3分） （7）有一3孔WES型實用堰。每孔凈寬=8.0m，上游堰高P=35m，堰頂水頭H=3.2m，已知實用堰流量系數(shù)m=0.502，側受縮系數(shù)1=0.96，堰下游收縮水深hc=0.5m，對應寬度30m，下游水位低于堰頂，下游河道水深ht=3.5m。（12分）（1）求實用堰流量Q（2）確定堰下游水躍銜接形式，說明堰下游是否需要修建消能設施？（3）如采取底流式消能，消能池中水躍應為何形式水躍？說明：本題難度較難。要求學生掌握堰流量計算、水躍共軛水深計算、判斷水躍形式和消能池設計。題解和評分標準：解：（1）P/H=35/3.2＞1.33是高堰，且為非淹沒，實用堰流量Q＝σsε1mnb＝0.96×0.502×3×8×=293.3m3/s（5分）（2）下游單寬流量q=Q/30=9.78m2/s，臨界水深hk=＝2.14m（2分）hc=0.5m＜hk＜ht=3.5m，而且＝6.0m＞ht=3.5m堰下游發(fā)生遠驅水躍，需要修建消力池。（4分）（3）如采取底流式消能，消能池中水躍應為微淹沒式水躍水力學補修模擬復習題（二）1、選擇題：（每小題2分）（1）在水力學中，單位質量力是指（）a、單位面積液體受到質量力；b、單位體積液體受到質量力；c、單位質量液體受到質量力；d、單位重量液體受到質量力。答案：c（2）在平衡液體中，質量力與等壓面（）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。答案：d（3）液體中某點絕對壓強為100kN/m2，則該點相對壓強為a、1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m答案：b（4）水力學中一維流動是指（）a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運動；d、運動要素只與一個坐標關于流動。答案：d（5）有壓管道管徑d與管流水力半徑比值d/R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（6）已知液體流動沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都關于，即能夠判斷該液體流動屬于a、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)答案：c（7）突然完全關閉管道末端閥門，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s，水擊壓強水頭H=250m，則管道中原來流速v0為a、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m答案：c（8）在明渠中不能夠發(fā)生流動是（）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（9）在緩坡明渠中不能夠發(fā)生流動是（）。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矩形明渠，經(jīng)過流量Q=1.5m3/s，已知渠中某處水深h=0.4m緩流；b、急流；c、臨界流；答案：b（11）閘孔出流流量Q與閘前水頭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）滲流研究對象是（）運動規(guī)律。a、重力水；b、毛細水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。答案：a（13）測量水槽中某點水流流速儀器有a、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰答案：b（14）按重力相同準則設計水力學模型，長度比尺λL=100，模型中水深為0.1米，則原型中對應點水深為和流量比尺為1米，λQ=1000；b、10米，λQ=100；c、1米，λQ=100000；d、10米，λQ=100000。答案：d2、判斷題：（每小題2分）（1）任意受壓面上平均壓強等于該受壓面形心處壓強。（）答案：錯誤（2）水流總是從壓強大地方向壓強小地方流動。（）答案：錯誤（3）水力粗糙管道是表示管道邊壁比較粗糙。（）答案：錯誤（4）粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失內(nèi)因。（）答案：正確（5）一樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（）答案：正確（6）在正坡非棱柱渠道內(nèi)能夠形成均勻流。（）答案：錯誤（7）矩形斷面水力最好斷面寬深比β=2。（）答案：正確（8）斷面比能沿流程總是減小。（）答案：錯誤（9）在流量和渠道斷面形式一定條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。（）答案：錯誤（10）滲流達西定律適用條件是恒定均勻層流滲流，而且無滲透變形。()答案：正確3、填空題：（每小題2～4分）牛頓內(nèi)摩擦定律適用條件是和。答案：層流運動，牛頓液體液體中某點絕對壓強為100kN/m2，則該點相對壓強為kN/m2，真空度為。答案：2，不存在. 只受重力作用，靜止液體中等壓面是。答案：水平面。實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失兩個主要原因是，。答案：液體存在粘滯性和邊界影響。水流在明渠中流態(tài)為緩流時，其水深hhk，弗汝德數(shù)Fr1。（填寫、、符號）答案：，。在流量不變條件下，水躍躍前水深越小，則水躍躍后水深越。答案：大。依照管道水頭損失計算方法不一樣，管道能夠分為和。答案：短管，長管。在水擊計算中閥門關閉時間Ts水擊相長Tr水擊，稱為水擊，把TsTr水擊稱為水擊。答案：直接，間接。a2型水面曲線是發(fā)生在坡上流（指急流或緩流）水面線，這時弗汝德數(shù)Fr沿程（指增大、減小或不變）答案：陡坡，緩流，減小。(10)溢流堰過堰流量與堰頂水頭次方成正比。答案：3/2。（11）泄水建筑物下游發(fā)生遠驅水躍時，下游收縮斷面水深hc共軛水深hc’’ht(ht為下游河道水深，填寫、、符號)答案：填寫、、符號(12)按重力相同準則設計溢流壩水力模型，長度比尺λL=25，當模型中某點流速為vm=o.8m/s，則原型中對應點流速為vp=m/s。答案：4m/s。4、問答題：（每小題3～4分）（1）什么是理想液體？為何要引入理想液體概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性液體。實際液體都具備粘滯性，在液體流動時會引發(fā)能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動討論，我們引入了理想液體概念，忽略液體粘滯性，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進行修正，能夠得到實際水流運動規(guī)律，用以處理實際工程問題。這是水力學主要研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為何？答案：這種說法錯誤。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當流量不變經(jīng)過一變直徑管道時，即使是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡述尼古拉茲試驗中沿程水力摩擦系數(shù)λ改變規(guī)律。答案：經(jīng)過尼古拉茲試驗能夠發(fā)覺：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，λ僅是Re函數(shù)；在紊流光滑區(qū)λ=f1（Re）；過渡區(qū)λ=f2（Re，）；粗糙區(qū)λ=f3（），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。（4）為何舍齊公式只適適用于阻力平方區(qū)？答案：舍齊公式是依照明渠均勻流大量觀察資料總結公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，所以該公式只適適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動相同含義是什么？答案：流動相同包含幾何相同、運動相同和動力相同。其中幾何相同是前提，動力相同是確保，才能實現(xiàn)流動相同。（6）從力學意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生原因。答案：均勻流斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，所以從能量方程來分析，只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。（7）分析水面曲線時，怎樣尋找急流和緩流控制斷面？答案：急流控制斷面在上游，因為外界對急流干擾不能向上游傳輸；緩流控制斷面在下游，其原因與急流恰好相反。（8）在滲流計算中達西定律與杜比公式有何區(qū)分？答案：達西定律適適用于任一點滲流流速u=kJ，其適適用于恒定均勻層流滲流；而杜比公式是適適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水斷面上各點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）總水頭線和測壓管水頭線。(5分)vv0=0測壓管水頭線總水頭線測壓管水頭線總水頭線v0=0（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長，各段糙率相同)(5分)解：6、計算題：（1）圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64m2，長l=50m，兩個30。折角、進口和出口局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系數(shù)λ=0.024，上下游水位差H=3m。求經(jīng)過流量Q?（10分）解：按短管計算，取下游水面為基準面，對上下游渠道內(nèi)計算斷面建立能量方程(5分)計算方形管道斷面水力半徑和局部水頭損失系數(shù)將參數(shù)代入上式計算，能夠求解得到(5分)即倒虹吸管內(nèi)經(jīng)過流量為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=5.5m。由水箱至噴嘴水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處壓強p=4.9Ncm2。如用手握住噴嘴，需要多大水平力R，行近流速v0=0，取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為1。（15分）解：以過噴嘴中心水平面為基準面，列水箱漸變流斷面1—1和噴嘴出口斷面2—2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)流速為 (1分)對于噴嘴建立x方向動量方程N(6.5分)水流對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=10m，水深h=3m，邊坡為1:1，糙率n=0.014，底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求經(jīng)過流量Q。(9分)解：計算渠道斷面水力要素，過流斷面面積m2(1.5分)濕周m(1.5分)水力半徑m(1分)舍齊系數(shù)(2分)經(jīng)過流量Q=AC(Ri)0.5=144.93m3/s(3分（4）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬B＝18m，流量Q＝265m3/s，壩下收縮斷面處水深hc=1.1m，當壩下游水深ht=4.7m時，問：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=14.72m3m因為收縮斷面水深hc=1.1mhk為急流，下游水深ht=4.7mhk為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計算收縮斷面處水深hc共軛水深hc"hc"＝＝＝5.81m因為hc"ht，該水躍為遠驅水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠驅水躍，需要修建消力池。估算消力池深d，取水躍淹沒系數(shù)j＝1.05則池深約為d=jhc"-ht=1.055.81–4.7=1.40m水力學補修模擬復習題（三）一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)在每小題列出四個選項中只有一個選項是符合題目要求，請將正確選項前字母填在題后括號內(nèi)。1.某流體運動粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其動力粘度A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.圖中相互之間能夠列總流伯努利方程斷面是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.如圖所表示，孔板上各孔口大小形狀相同，則各孔口出流量是()A.QA>QBB.QA=QBC.QA<QBD.不能確定4.并聯(lián)管道A、B，兩管材料、直徑相同，長度B=2，兩管水頭損失關系為()A.=B.=2C.=1.41D.=45.如圖所表示，水泵揚程是()A.B.C.+D.++6.在已知經(jīng)過流量Q、渠道底坡i、邊坡系數(shù)m及粗糙系數(shù)n條件下，計算梯形斷面渠道尺寸補充條件及設問不能是()A.給定水深h，求底寬bB.給定寬深比β，求水深h與底寬bC.給定最大允許流速［v］max，求水底h與底寬bD.給定水力坡度J，求水深與底寬7.斷面單位能量隨水深改變規(guī)律是()A.存在極大值B.存在極小值C.隨增加而單調增加D.隨增加而單調降低8.以下各型水面曲線中，表現(xiàn)為上凸型水面曲線是()A.M3型B.C3型C.S3型D.H3型9.依照堰頂厚度與堰上水頭比值，堰可分為()A.寬頂堰、實用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹沒溢流堰和側收縮堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲線型實用堰和折線型實用堰10.速度v、長度l、運動粘度v無量綱組合是()A.B.C.D.二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)不寫解答過程，將正確答案寫在每小題空格內(nèi)。錯填或不填均分無。11.潛體所受浮力大小與其所在液體______成正比。12.恒定流是各空間點上運動參數(shù)都不隨______改變流動。13.圓管流臨界雷諾數(shù)Rec為______。14.水由孔口直接流入另一水體中，稱為______出流。15.在相同作用水頭作用下，一樣口徑管嘴出流量比孔口出流量______。16.渠道中水深h大于臨界水深hc時，水流流態(tài)為______。17.水躍函數(shù)相等兩個不一樣水深稱為______。18.自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為______。19.達西定律適適用于______滲流。20.具備自由液面水流模型試驗，通常選取______準則設計模型。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.試述液體靜力學基本方程及其各項物理意義。27.如圖所表示，一倒置U形管，上部為油，其密度ρoil=800kg/m3，用來測定水管中A點流速uA，若讀數(shù)△h=200mm，求該點流速μA。28.怎樣判別圓管和非圓管有壓流中流態(tài)?29.試依照棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程分析M2型水面曲線改變趨勢。五、計算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30.如圖所表示，一矩形平板閘門AB，寬b=2m，與水平面夾角α=30°，其自重G=19.6kN，并鉸接于A點。水面經(jīng)過A點，水深h=2.1m，試求打開閘門最大鉛直拉力T。31.如圖所表示，文丘里流量計管道直徑d1=200mm，喉管直徑d2=100mm，水銀差壓計讀數(shù)y=20mm，水銀密度ρm=13.6×103kg/m32.有一漿砌塊石矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m,底寬b=3.2m，渠中水深h0=1.6m,粗糙系數(shù)n=0.025，經(jīng)過流量Q=6m333.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l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直徑d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6),試求：(1)各并聯(lián)管段流量Q2，Q3；(2)水塔水面高度H。水力學試題參考答案一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)1.B2.C3.B4.A5.D6.D7.B8.C9.A10.D二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)11.密度12.時間13.2300或14.淹沒15.大16.緩流17.共軛水深18.急流19.均勻20.弗勞德三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)21.相鄰流層在發(fā)生相對運動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力性質叫粘性；或者答粘性是流體阻抗剪切變形速度特征；或者答粘性是流體內(nèi)摩擦特征均可。22.構想過流斷面上速度v均勻分布，經(jīng)過流量等于實際流量，此速度v定義為該斷面平均流速，即23.緊靠壁面存在一個粘性切應力(或粘性力)起控制作用薄層。24.水頭損失中，沿程水頭損失和局部水頭損失都占相當比重，二者都不可忽略管道。25.正常水深等于該流量下臨界水深時渠底坡度。四、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)26.物理意義：z:單位重量液體具備相對于基準面重力勢能，簡稱位能。：單位重量液體具備壓強勢能，簡稱壓能。Z+:單位重量液體具備總勢能。Z+=C：靜止液體中各點單位重量液體具備總勢能相等。27.解：依照元流伯努利方程，如圖，有：=(1-0.8)=392Pa=0.885m/s答：A點流速為0.88528.用臨界雷諾數(shù)作為流態(tài)判別標準對于管流：若或，流動為層流若或，流動為紊流對于非圓管道，特征長度為水力半徑R，雷諾數(shù)，此時，對應臨界雷諾數(shù)為575和500或500，流動為層流或500，流動為紊流若特征長度取為當量直徑，則仍為2300或。29．水深小于正常水深，但大于臨界水深，流動為緩流分子：h<h0,J>i,I－J<0分母：h>hc,Fr<1,i－Fr2>0分式：dh/ds<0,M2型降水曲線五、計算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30．閘門AB上水壓力P=表示閘門AB長度。KN作用點D，AD=重力G作用點C，AC==hT==76.34kN打開閘門最小鉛直拉力為76.34kN31.解：列1-1，2-2斷面總流伯努利方程取=1，有m將（2）、（3）代入（1），得v2=2.295m/sQ==0.018m2/s32.R=0.8mC==38.54m0.5/sA=bh0=5.12m==1.17m/s=0.00115m33.(1)Q2+Q3=0.1m3得Q3=0.033mQ2=0.067m3(2)H===27.45m水力學補修模擬復習題（四）一、單項選擇題(在每小題四個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案序號填在題干括號內(nèi)。每小題2分，共20分)1.一密閉容器內(nèi)下部為水，上部為空氣，液面下4.2米處測壓管高度為2.2m，設當?shù)貕簭姙?8KPa，則容器內(nèi)液面絕對壓強為()水柱。A.2mB.1mC.8mD.-2m2.理想流體是一個()假想流體。A.動力粘度μ為0B.速度梯度為0C.速度u為一常數(shù)D.流體沒有剪切變形3.斷面平均流速v與斷面上每一點實際流速u關系是()。A.v=uB.v<uC.v>uD.v≤u或v≥u4.在并聯(lián)管路問題中，有()。A.流經(jīng)每一管路水頭損失相加得總水頭損失B.流經(jīng)全部管路流量相同C.并聯(lián)任一管路水頭損失相同D.當總流量已知時，可直接解得各管流量5.水力最優(yōu)矩形斷面渠道，底寬b和水深h之比βh=為()。A.0.5B.1C.2D.2.56.明渠渠首斷面過水斷面面積為10m2，渠尾面積為15m2。若渠首流速為A.0.5m/sB.1m/sC.2m/sD.7.在漸變流過流斷面上，動壓強分充滿足()規(guī)律。A.z+>0B.z+<0C.z+=cD.以上都不是8.邊界層分離只可能發(fā)生在有壓強梯度區(qū)域，即()區(qū)域。A.<0B.>0C.=0D.以上都不是9.明渠水流由緩流過渡到急流時發(fā)生()水力現(xiàn)象。A.水躍B.水跌C.連續(xù)過渡D.都可能10.進行石油輸送管路水力模型試驗，要實現(xiàn)動力相同，應選相同準則是()。A.雷諾準則B.弗勞德準則C.歐拉準則D.以上都不是二、填空題(共20分)1.(本小題2分)流體質點加速度由_______和_______兩部分組成，恒定流動_______加速度為零，均勻流動______加速度為零。2.(本小題3分)如圖，相同條件(d1=d2,h1=h2)孔口與管嘴出流，問：(1)v1______v2(用等號或不等號表示)(2)Q1_____Q2(用等號或不等號表示)3.(本小題3分)在常溫常壓范圍內(nèi)，每增加一個標準大氣壓，水體積相對縮小量約為百萬分之四十九，試計算在此范圍內(nèi)水平均體積壓縮系數(shù)K=________。4.(本小題2分)真實滲流流速________滲流模型流速，因為_______________。5.(本小題2分)井群浸潤面高度z可依照_______原理導出，即等于各單井浸潤面高度疊加。井群總產(chǎn)水量_______(等于、不等于)單井計算出水量總和。6.(本小題2分)有一直徑d=25mm水管，流速v=1.0m/s，水溫為10℃時運動粘度ν=1.31×10-67.(本小題3分)_______堰是主要用作測量流量設備；_______堰則適適用于水利工程中大、中型溢流壩中；而小橋孔過流可利用_______堰流來計算。8.(本小題3分)明渠水流模型試驗，應采取_______相同準則。若其長度比尺為9，則模型流量應為原型流量_______。三、簡述題(共12分)1.(本小題6分)如圖所表示兩種液體盛在同一容器中，其中ρ1<ρ2。試分析下面兩個水靜力學方程式z1+z2+哪個對?哪個錯?說明其原因。2.(本小題6分)何謂長管?何謂短管?虹吸管、并聯(lián)管道分別可用哪一個管道(長管還是短管)計算?四、作圖(共8分)繪出(a),(b)兩種情況下，管道進口前、后一段距離內(nèi)總水頭線和測壓管水頭線示意圖。(a)v0=0(b)v0≠0五、計算題(共40分)1.(本小題8分)(1)(本小題5分)如圖(a)中直徑D=150mm，重量G=10N活塞浸入水中，并在壓力P作用下平衡(如圖示)。若P=6N，試求與活塞底等高之點M處壓強PM及測壓管高度h。(2)(本小題3分)如圖(b)中敞口