电大水利水电专科【水力学（b）】 形成性考核册答案（附题目）

电大【水力学（B）】形成性考核册答案电大【水力学（B）】形考作业一第1、2章一、单项选择题（每小题3分，共计12分）1静止液体中同一点各方向的静水压强（A）A、大小相等B、大小不等C、仅水平方向数值相等D、铅直方向数值为最大。2在平衡液体中，质量力与等压面（D）A、重合；B、平行C、相交；D、正交。3液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（B）A、任意曲面；B、水平面C、斜平面；D、旋转抛物面。4液体中某点的绝对压强为88KN/M2，则该点的相对压强为（B）A、10KN/M2B、10KN/M2C、12KN/M2D、12KN/M2二、填空题（每小题3分，共计9分）1牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿流体。2液体中某点的相对压强值为20KN/M2，则该点的绝对压强值为118KN/M2，真空度为不存在。3当压力体与受压面位于同一侧，则铅垂方向作用力的方向是向下。三、判断题（每小题3分，共计9分）1理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。（）2图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点C重合。（）3静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。（）四、问答题（每小题5分，共计10分）1液体的基本特征是什么答液体的基本特征是易流动、不易被压缩、均匀等向的连续介质。2什么是液体的粘滞性它对液体运动有什么影响AB05M20364油水银CDECDE答对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；由于粘滞性的存在，液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量，所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。五、作图题（每小题5分，共计10分）1试绘制图中AB面上的静水压强分布图2试绘制图中曲面ABC上的水平方向静水压强分布图及压力体图题51题52六、计算题（共4题，计50分）1如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为V10CM/S，平板与下部固定底板的距离为1MM，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C，试求作用平板单位面积上的摩擦力。（12分）解因为水流运动速度呈直线分布，则流速梯度为常数，即DU/DY01/0001100查表11，温度为20时水的动力粘滞系数为1002103NS/M2根据牛顿内摩擦定律，平板单位面积上的摩擦力为（DU/DY）100210310001002N2图示为复式比压计，各点的高度如图所示，已知油的密度为油800KG/M3，水银的密度为水的密度136倍，求A，B两点的压强差。（12分）PGH1PGH1H2PGH1H2H3PGH1H2PGR1R2解图中等压面为CC，DD，EE。计算如下PCPA水G05PDPC汞G02PEPD油G03PBPE水G06汞G04PBPA水G05汞G02油G03水G06汞G04PAPB水G01汞G06油G03198011361980608980378596KN/M23如图所示矩形挡水闸AB，已知水深H3M，板的宽B25M，求作用在矩形平板AB上的静水总压力大小以及作用点处的水深。（12分）解依题意作用在闸门AB上的静水总压力FP应为FPPCAGHCAPGH/2HB1/2PGH2B1/2198322511025KN静水总压力FP的作用点为MHBHYAIYCD23213即总压力的作用点位于水面下2米处。4图示为溢流坝上的弧型闸门。已知R6M，弧门宽B5M，60，试求（1）作用在弧型闸门上的静水总压力。（10分）HDH4ABAROBCEP（2）静水总压力作用点HD的位置。（4分）解（1）计算水平分力KNBRGHBGPHCAXF916750SIN6SI21498SINI24计算垂直分力垂直分力等于压力体EABB的水重。长方形ABCE面积AEEC466COS60O12M2扇形EOB的面积60/360R21/6314621884M2三角形COB的面积1/2BCCO1/26SIN60O6COS60O779M2压力体EABB的体积（121884779）511525M3所以，垂直分力FPZPGV1981152511295KN（反向向上）闸门上的静水总压力KNFPZXP30451967222（2）FP和水平线的夹角为，0TANPX3390O因为曲面是圆柱面的一部分，各点压强都垂直于圆柱面，且同通过圆心O点，所以总压力FP的作用线必通过O点，FP的作用点距水平面的距离HD4RSIN46SIN3390O735M电大天堂【水力学（B）】形考作业二第3、4章一、单项选择题（每小题2分，共计10分）1、紊流粗糙区的水头损失与流速成（B）A、一次方关系；B、二次方关系；C、17520次方关系；D、不能确定2、已知液体流动的沿程水头损失系数与边壁粗糙度和雷诺数RE都有关，即可以判断该液体流动属于（C）A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区3、有压管道的管径D与管流水力半径的比值D/R（B）A、8B、4C、2D、14、已知突扩前后有压管道的直径之比D1/D212，则突扩前后断面的雷诺数之比为（A）A、2B、1C、05D、0255、层流断面流速分布规律符合（C）A、对数分布；B直线分布；C、抛物线分布；D、椭圆分布。二、填空题（每小题2分，共计8分）1、恒定流时流线与迹线重合。2、实际液体在流动时产生水头损失的内因是液体的粘滞性，外因是边界条件的影响。3、雷诺试验揭示了液体存在_层流_和_紊流_两种流态，并可用临界雷诺数来判别液流的流态。4、在等直径长直管道中，液体的温度不变，当流量逐渐增大，管道内的雷诺数RE将逐渐增大。三、判断题（每小题2分，共计16分）1、根据连续性方程，流速与过流断面面积成正比。（）2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（）3、只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流（）4、均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。（）5、判别圆管水流是层流或紊流流态的临界雷诺数RE为2000。（）6、层流一定是均匀流，紊流一定是非均匀流。（）7、根据达西公式HF，层流沿程水头损失与流速平方成正比。（）GVRL248、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。（）四、问答题（每小题5分，共计10分）1、有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确为什么答这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。2、根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数在不同流态的变化规律。答通过尼古拉兹实验可以发现在层流中仅是雷诺数RE的函数并与RE成反比；在层流到紊流过渡区，仅是RE的函数；在紊流光滑区F1（RE）；过渡区F2（RE，/D）；粗糙区F3（/D），紊流粗糙区又称为阻力平方区。五、计算题（共5题，计56分）1、管道直径D10MM，通过流量Q20CM3/S，运动粘度00101CM2/S。问管中水流流态属层流还是紊流若将直径改为D30MM，水温、流量不变，问管中水流属何种流态（8分）解（1）运动粘度00101CM2/S，而管道截面积AD2/4，Q/A，V则管道流动的雷诺数RE053101034RE436KDQV管道水流为紊流。（2）管道流动的雷诺数，故可知水温、流量不变，管径扩大REDQV3倍后的雷诺数20RE841253134KD将直径改为D30MM，水温、流量不变，管中水流是层流。2、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度H5M，管嘴局部水头损失系数02，取动能校正系数1。求管嘴的出流速度V及此射流达到的高度Z。（12分）解（1）以管嘴出口为基准面，对水面1和管嘴出口2列能量方程，得1232G0H由H5M，02，1得2G598098904M/S2以管嘴出口为基准面，管嘴出口2和水面3列能量方程，得0Z2G0由904M/S，1得M174982GZ3、已知如图所示的文丘里管流量计，管的直径D15CM，D22CM，1断面与喉管断面的测压管水头差为H5CM，如果文丘里管流量计流量修正系数098，求管路中通过流量Q为多少（不计水头损失）（12分）解计算文丘里管常数SMDGK/01402/5894031/245242412管路中通过的流量SMQ/30980HK4、某水平管路的直径D175CM，管内流速V1070M/S，管路末端接一渐缩喷嘴通入大气（如图）。喷嘴出口直径D220CM，用压力表测得管路与喷嘴接头处压强P49KN/M2，求水流对喷嘴的水平作用力F（取动量校正系数为1）（12分）解取管路11断面和管嘴22断面为计算断面，根据连续方程得SMVAQ/0317531470D41221/6/5/2122对喷嘴建立X方向的动量方程，1得PA1FQV2XV1XFPA1QV2V1491/4314007521100031262507021KN水流对喷嘴的水平作用力F与F大小相等，方向相反。5、有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽B6M，当Q140M3/S时，渠中均匀水深H2M，糙率N0025，试求500M长渠道中的沿程水头损失。（12分）解计算渠道断面水力要素过流断面面积ABH6212M2湿周B2H62210M水力半径MXAR10SQV/7124根据舍齐公式，沿程水头损失LRNHF3501053/423/4电大天堂【水力学（B）】形考作业三第5、6、7章一、单项选择题（每小题2分，共计10分）1、根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为（A）A、长管，短管；B、复杂管道，简单管道；C、并联管道，串联管道；2、矩形水力最佳断面的宽深比（B）A、1；B、2；C、3；D、43、在缓坡明渠中不可以发生的流动是（B）XA、均匀缓流；B、均匀急流；C、非均匀缓流；D、非均匀急流。4、长管的总水头线与测压管水头线（B）B、重合；B、相平行的直线；C、相平行呈阶梯状。5、水流在明渠中的流态为缓流时，其水深HHK，弗汝德数FR1。（C）A、，；B、，；C、，；D、，。二、填空题（每小题2分，共计4分）1、在水击计算中阀门关闭的时间TS水击相长TR的水击，称为直接水击，把TSTR的水击称为间接水击。2、A2型水面曲线是发生在陡坡上的急流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数FR沿程减小（指增大、减小或不变）三、判断题（每小题2分，共计12分）1、水泵的扬程就是指提水的高程。（）2、同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（）3、在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（）4、在流量和渠道断面形状一定的条件下，水跃的跃后水深随跃前水深的增大而增大。（）5、断面比能沿流程总是减小的。（）6、陡坡渠道中产生均匀流必定是急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。（）四、问答题（每小题4分，共计8分）1、简述明渠均匀流的特征。书本P148面2、判别明渠水流的流态有哪几种方法答有四种方法（1）用弗德德数判别（2）用微波波速判别（3）用临界水深判别（4）用临界流速判别五、作图题（共2题，计8分）1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。L2HS3160Z河道渠道2、定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。各渠段均充分长，各段糙率相同AB七、计算题（共6题，计58分）1、图示用直径D04M的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌溉渠道引水，河道水位为120M，灌溉渠道水位118M，虹吸管各段长度为L110M，L25M，L312M，虹吸管进口安装无底阀的滤网（25）,管道有两个60O的折角弯管（055）。（12分）求（1）通过虹吸管的流量。（2）当虹吸管内最大允许真空值HV70M时，虹吸管的最大安装高度。解（1）虹吸管的出口淹没在水面以下，当不计行近流速时，可按照淹没出流公测压管水头线总水头线V00KI102KKI1I3NNNNN1NN1NN2NN2NN3NN3NBB式来计算流量。先计算管道流量系数430521502B1E32CDDLL虹吸管的流量SMGZAQ/350182894013022C（2）虹吸管的最大真空发生在管道的最高位置。即BB断面。以上游河面为基准面，对断面00和断面BB建立能量方程BWSAHGVPHGVP022其中，VQ/A035/314022279M/S，取VDLBW2BE21010，V00，代入得则GVLPGPBA1H2E2S式中是断面BB的真空值，它满足A即7MHVPPBAV2E21SHBHGDL故虹吸管的最大安装高度L21E2VSM0658975040722、底宽B15M的矩形明渠，通过的流量为Q15M3/S，已知渠中的水深H04M，则判断该处水流的流态。（7分）解求临界水深HKQQ/B15/15M3SM1M3SMMHK407981GQ232用临界水深判别HOHK，所以下游水流是缓流。根据能量方程，以渠道底为基准面，对断面11和TT建立能量方程。WTTHGVVH221忽略行进水头，则0，取，不计水头损失。1SMHBQVTT/142089240H求得H16M（2）判别水跃发生的位置先求收缩断面水深HC的共轭水深HC因为MGQHCC95214089312401812232HTK1T解（1）判别陡槽水跃衔接形式求单宽流量QQ/B20/54M3/SMMGHQH321508941250181232321产生远驱式水跃T1（2）如果水跃从1一1断面开始发生，这种衔接为临界水跃衔接，所需下游水深MHT3215、直径的圆柱形滤水器，滤水层由均匀砂组成，厚15M，渗透D5系数0013CM/S，求在H06M的恒定流情况下，滤水器的渗流流量Q。10K分解水力坡度JHW/L06/1504SMKAJQ/10294513410334226、以重力相似原则设计的某水工模型，长度比尺L25；若原型中闸孔收缩断面处的平均流速VP75M/S，坝高PP50M，则确定模型中相应收缩断面处的平均流速和VM和坝高PM。如果原型中过闸流量QP3000M3/S，则模型中相应的流量为QM为多少（10分）解1确定模型中相应收缩断面处的平均流速VM521LVSSMVPM/51/572确定模型坝高PM。采用正态模型，坝高比尺25LPPPM2503确定模型中相应的流量为QM312525LQSSQPM/960/3125033DR3UHD3UHD3U断喉弩好多年课代表卡不都快递吧4坤角儿4进而34就可4蛕D脙軟媁VO滂焜蔣鳄NP“觞F瀢鷲2SXWJ扱E锴咼WB,OHW芀嚙C八迎Q锃楧D峘WB賛装綄衈瞹嘁尥B袦20箻YF邴詑攗檢锟袥匏憌丹鐘W鲽毨G艟鍚揝剾貀窴権K猞I僗野X萙S穊堺E崖G繍Y犡CN唇竟瘡缀頎Y挤LO睈Y軩Q1R鍼T滜JMRCZXPOX邦漺“癬C荵“挜FQYF邴詑攗檢锟袥匏憌丹鐘W鲽毨G艟鍚揝剾貀窴権K猞I僗野X萙S穊堺E崖G繍Y犡CN唇竟瘡缀頎Y挤LO睈Y軩Q1R鍼T滜JM