水力學(xué)模擬試題及答案(一)

水力學(xué)模擬試題及答案（一）1、選擇題：（每小題2分）（1） 在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（C）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（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） 液體中某點的絕對壓強為10OkN/m2,則該點的相對壓強為a、1kN/m2b、2kN/m2 c、5kN/m2d、10kN/m2答案：b（4） 水力學(xué)中的一維流動是指（）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(biāo)有關(guān)的流動。答案：d（5） 有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（6） 已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，即可以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(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，水擊壓強水頭H=250m，則管道中原來的流速v0為a、1?54mb、2?0mc、2?45md、3.22m答案：c（8） 在明渠中不可以發(fā)生的流動是（）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） 在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是（）。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的矩形明渠，通過的流量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、12次方答案：d滲流研究的對象是()的運動規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。答案：a測量水槽中某點水流流速的儀器有a、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰答案：b按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的水力學(xué)模型，長度比尺入L=100,模型中水深為0.1米，則原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為a、 1米，入Q=1000；b、10米，入Q=100；c、1米，入Q=100000；d、10米，入Q=100000o答案：d2、 判斷題：(每小題2分)任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強。(前提：靜止液體中!！!)(答案：錯誤水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。()答案：錯誤水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。()答案：錯誤粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。()答案：正確同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。()答案：正確在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。()答案：錯誤矩形斷面水力最佳斷面的寬深比8=2。()答案：正確斷面比能沿流程總是減小的。()答案：錯誤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：錯誤滲流達(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)摩擦定律適用的條件是和。答案：層流運動，牛頓液體液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,則該點的相對壓強為?????????????kN/m2，真空度為。答案：2，不存在.只受重力作用，靜止液體中的等壓面是????????????????。答案：水平面。實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的兩個主要原因是????????????????，??????????????????。答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。水流在明渠中的流態(tài)為緩流時，其水深h????hk，弗汝德數(shù)Fr?????1。(填寫?、?、?符號)答案：?，?o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????o答案：大。根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為???????和????????。答案：短管，長管。在水擊計算中閥門關(guān)閉的時間Ts?水擊相長Tr的水擊，稱為??????????水擊，把Ts?Tr的水s r sr擊稱為??????????水擊。答案：直接，間接。a2型水面曲線是發(fā)生在??????坡上的????????流(指急流或緩流)的水面線，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。溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的????????次方成正比。答案：3/2o泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時，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)答案：填寫?、？、？符號按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的溢流壩水力模型，長度比尺入l=25，當(dāng)模型中某點的流速為v=o?8m/s,則原型中對應(yīng)點的流速為v=????????m/som p答案：4m/s。4、問答題：(每小題3?4分)什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性，在液體流動時會引起能量損失，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，分析其運動規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正，可以得到實際水流的運動規(guī)律，用以解決實際工程問題。這是水力學(xué)重要的研究方法?！熬鶆蛄饕欢ㄊ呛愣鳌?，這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時間而言。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流。簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。答案：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中入僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，入僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入=f1（Re）；過渡區(qū)入f（Re,）；粗糙區(qū)入=f3（），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。 R3 R（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） 流動相似的含義是什么？答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似。（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水頭沿程不變，但水流運動總要消耗能量，因此從能量方程來分析，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，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，因為外界對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的滲流流速u=J，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，同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c的滲流流速都相等且等于v=J。5、作圖題:（1）定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。（5分）（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,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Z=50m,兩個30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為Z1=0.2,Z2=0.5,Z3=1.0,沿程水力摩擦系數(shù)入=0.024,上下游水位差H=3m。求通過的流量Q?（10分）解：按短管計算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程H=hw=（入:R?。籫（5分）計算正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)代入上式計算，可以求解得到v=4.16m/s,Q=vA=2.662m3/s（5分）即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為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?5m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0?5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強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：以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面1—1和噴嘴出口斷面2—2的能量方程H+0+0=0+0+?+0.5（5分）2g求得噴嘴出口流速和流量為v2=￥gx5二9.9mSQ=vA二0.000314m3s（1?5分）橡膠管道內(nèi)的流速為v=Q=0.706ms3A /s31（1分）- F日二：對于噴嘴建立x方向的動量方程- X —pA-R=PpQ（v-v）R=pA-pQ（v-v）=187.79N（6.5分）33 2x3x 33 2 3水流對噴嘴沖擊力為R=-R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“=0?014,底坡1=0.001,如流動在紊流粗糙區(qū)，求通過的流量Q。（9分）解：計算渠道斷面水力要素,-來源網(wǎng)絡(luò),僅供個人學(xué)習(xí)參考過流斷面面積A二bh+mh2二39m2（1?5分）濕周x=b+2^1+m2h=18.49m（1.5分）水力半徑r二d二2.11m（1分）x舍齊系數(shù)C=-R16=80.90m12/s（2分）n通過的流量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h=1?1m,當(dāng)壩下游水深ht=4?7m時，問：（12分）c t1） 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?72m3/smiaqiaq2 114.722=2.81m因為收縮斷面水深hc=1?1mhk為急流，下游水深ht=4?7m?hk為緩流,所以溢流壩下