水力学考试题计算

1、优秀学习资料欢迎下载水力学练习题及参考答案一、是非题 (正确的划“” ，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。×4、明槽水流的急流和缓流是用Fr 判别的，当 Fr 1 为急流。( )5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×）6、达西定律适用于所有的渗流。（×）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2 次方成正比。（）8、渐变流过水断面上

2、各点的测压管水头都相同。( )9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。( )10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。( )13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。(× )14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。( )15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。×17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损

3、失。( )18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(× )19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。×22、静止水体中 ,某点的真空压强为 50kPa，则该点相对压强为 -50 kPa。( )24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。( )25、水深相同的静止水面一定是等压面。()26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。28、陡坡上可以出现均匀的缓流。(× )29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。( )30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流

4、一定是急流。(× )优秀学习资料欢迎下载31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。（×）32、静水压强的大小与受压面的方位无关。( )33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。(× )34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。（×）35、平坡渠道中不可能发生均匀流。( )37、水跃只能发生于平底明渠中。(× )二、单项选择题 (填写唯一正确答案的编号)1、 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）(1) 大;(2)小 ；(3)相同；(4)无法确定 。2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（ 1）(1) 数值相等

5、 ; (2)数值不等 ;(3)仅水平方向数值相等;(4)铅直方向数值最大。3、已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ 4）1层流区；2紊流光滑区；3紊流过渡粗糙区；4紊流粗糙区。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m 2，则该点的相对压强为（ 2）（ 1） 1 kN/m 2（ 2）2 kN/m 2（ 3） 5 kN/m 2（ 4）10 kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合（ 1）1 对数分布；2 直线分布；3 抛物线分布；4椭圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线（ 1）（ 1）相重合；（ 2）相平行，呈直线；（ 3）相平行，呈阶梯状；（ 4）以上答案都不对。

6、7、渗流的达西公式只能适用于（ 1）(1) 恒定均匀层流 (2)恒定均匀紊流(3) 恒定均匀流；(4)非恒定流 。8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属（3）1层流区；2紊流光滑区；3紊流过渡粗糙区；4紊流粗糙区。9、堰流的流量与堰顶水头的2 成正比。11/2 次；23/2 次方；32 次方；4 1次方。10、溢流坝下泄水流收缩断面水深hc0的跃后水深为hc02 ，形成远离水跃衔接的条件是（ 3）(1) h t = h c02(2) h t > h c02(3) h t < h c02(4)无法确定11、按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则

7、流速比尺为（ 2）（1） 100；（ 2） 10；（ 3）20；（ 4）50。12、液体中某点的绝对压强为108kN/m 2，则该点的相对压强为（ 4）（ 1） 1 kN/m 2（ 2）2 kN/m2（ 3）8 kN/m2（4） 10 kN/m213、静止液体中同一点沿各方向上的压强（ 1）优秀学习资料欢迎下载(1)数值相等; (2)数值不等 ;(3) 仅水平方向数值相等。14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比 等于（ 2）11 ；22 ；33 ；44 。15、水泵的扬程是指（ 2）(1) 水泵提水高度 ；(2) 水泵提水高度 +吸水管的水头损失；(3) 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头

8、损失。16、紊流粗糙区的水头损失与流速成1一次方关系；2二次方关系；17、在平衡液体中，质量力与等压面31.752.0次方关系（ 2）。（3）（1）重合；（ 2）平行；（ 3）正交。18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数31急流和缓流；2均匀流和非均匀流；3层流和紊流；4恒定流和非恒定流。19、闸孔出流的流量与闸前水头3 成正比11 次方；22 次方；30. 5次方。20、共轭水深是指( 1)(1) 水跃的跃前水深与跃后水深(2) 溢流坝下游水流收缩断面水深(3) 均匀流水深（ 4）临界水深21、图示容器中有两种液体，密度2 >1，则A、B两测压管中的液面必为(2)(1) B管高

9、于A 管；(2) A管高于B 管；(3) AB两管同高。22、紊流的断面流速分布规律符合（ 1）1对数分布；2椭圆分布；3抛物线分布；4直线分布。23 平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数J (h1)与 J (h2)的关系是（ 1）1J(h1)= J(h2)2J(h1)>J(h2)3J(h1)< J(h 2)24、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如图(a)、 (b)所示，其底部压强分别为pa和 pb。若两容器内水深相等，则pa 和 pb 的关系为（ 1）( 1)pa > pb(2) pa<pb(3)pa =pb(4)无法确定优秀学习资料欢迎下载25、层流断面流速分布

10、规律符合（ 3）1对数分布；2直线分布；3抛物线分布；4椭圆分布。26、佛汝德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数（1）1急流和缓流；2均匀流和非均匀流；3层流和紊流；4恒定流和非恒定流。27、紊 流中粘滞底层厚度比绝对粗糙高度大得多的壁面称为（ 1）（ 1）光滑面2过渡粗糙面（ 3）粗糙面（ 4）以上答案均不对三、填空题 (在空格中填写正确答案)1、水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。2、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越小。3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3 种形式。4测量明槽流量的主要工具有_堰 _、 _量水槽 _。

11、5、根据管道计算方法的不同，管道可分类为长管和短管。6、渗流的达西公式是_v=kJ_ 。7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。8、计算明渠均匀流的公式是QACRi 。9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为（ 1） 直接水击和 （ 2） 间接水击。10、底流式消力池中产生的水跃，要求是_微淹没 _形式的水跃消能率高且稳定。11、按重力相似准则设计的模型中，几何比尺为64，则流速比尺为8。12、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体，层流运动13、理想液体与实际液体的主要区别是_是否存在液体的拈滞性_14、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

12、是边界条件的影响。15、水跃是水流从 _急 _流过渡到 缓 流的局部水力现象； 当流量一定， 跃前水深增大时，则跃后水深是 减小 。16、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是B B优秀学习资料欢迎下载四、问答题1什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？解：可压缩性是： 当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。 液体可压缩性一般情况下可以不必考虑， 但是当外界压强变化较大， 如发生水击现象时必须予以考虑。2有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：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

13、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。3 什么是相对压强和绝对压强？4。 写出水力半径R 的表达式。5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。6、明渠的底坡可以分为哪些类型？7、如何用临界水深hk 与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态？8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。10 明渠均匀流产生的条件是什么？五、作图题 (在题图上绘出正确答案)1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同 )(5 分)i .1>iki 2<ik优秀学习资料欢迎

14、下载2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v0=0总水头线测压管水头线v0=03、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同 ,末端有一跌坎)(5 分 )i.1>iki2<ik4、定性绘出图示曲面 A 上水平方向的分力A和铅垂方向压力体。(5 分)BC5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。v0=0v0=0优秀学习资料欢迎下载总水头线测压管水头v0=0v0=06、绘出图中的受压曲面AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。AB7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率

15、相同 )KKi 1< iki 2>i k六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4 圆 ), A 点以上的水深H 1.2m，闸门宽 B=4m，圆弧形闸门半径 R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门 AB 上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力Px=pc× A x=74.48kN铅垂分力Py= × V=85.65kN,H静水总压力P2= Px2+ Py2,ORAP=113.50kN,tan = Py/Px=1.15=49 °R合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。B2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径 d 0.8m，长 l =50 m，两个。

16、30折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。优秀学习资料欢迎下载解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程Hhw(l) v 24R2g计算圆 管道断面的水力半径和局部水头损失系数RA0.2m ,0.2 2 0.5 1.0 1.9d / 4将参数代入上式计算，可以求解得到v4.16m/s ,Q vA 2.091m 3 /s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。3 、某水平管路直径d1=7.5cm ，末端连接一

17、渐缩喷嘴通大气(如题图 )，喷嘴出口直径d2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN m2，管路内流速 v1=0.706m/s 。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1)v1d1解： 列喷嘴进口断面1 1 和喷嘴出口断面22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：Qv1 A10.00314 m 31Qsv29.9 m sRA22P对于喷嘴建立 x 方向的动量方程2p1 A1RQ(v2 x v1x )1R p3 A3Q(v2v3 ) 187.8 Nx水流对喷嘴冲击力 :F 与 R,等值反向。4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽 b 1.5m，槽长

18、L 120m。进口处槽底高程 Z 1=52.16m，出口槽底高程 Z 2 52.04 m，当槽中均匀流水深h0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量 Q。解：i= （Z1-Z2） /L = 0.001Abh2.55 m2xb2h4.9 m优秀学习资料欢迎下载RA0.52 mxC111nR 664.06 m 2 / sv=C (Ri)0.5 1.46m/sQ= vA= 3.72m3/s。5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014) ，底宽 b 1.5m,槽长 L 116.5m。进口处槽底高程 Z1=52.06m ，当通过设计流量3h 0=1.7m ，试求渡槽底坡Q 7.65m /s 时，槽

19、中均匀流水深和出口槽底高程Z 2？6、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 h=5 m，短管的总水头损失是短管流速水头的 0.2 倍，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。7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深H=2 m ，板宽 B 3m。8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b= 0.8m，长 l=50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5 ， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，已知通过流量Q=2.662m3/s。若上下游的行进流

20、速水头忽略不计，求上下游水位差H 。9、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000 m ，管中水流的流速v=2 m/s ，管道水击波波速 C1172 m/s。由于管道末端阀门在2 秒内完全关闭，产生水击。优秀学习资料欢迎下载试判断水击类型；并求管中水击压强水头H。10、测定 90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。已知试验段AB 长 10 m ，管径 d 0.05 m，弯h水A管曲率半径R d，管段沿程水力摩擦系数 0.0264 ，实测 AB 两端测压管水头差h0.63 cm， 100 秒钟流入量水B箱的水体体积为0.028 m3，试求弯管局部水头损失系数。11、有一矩形断面

21、混凝土渡槽，糙率 1.5m ，槽长 L 120m。进口处槽底高程槽底高程 Z 2 52.04 m，当槽中均匀流水深求渡槽底坡 i 和通过的流量 Q。n=0.014，底宽bZ1=52.16m，出口h0 =1.7m 时，试12、某溢流坝下收缩断面处水深 hc=1.1m ，已知单宽流量 q14.72m 2/s，当坝下游水深 ht=4.7m 时， 1）求对应收缩断面处水深 hc 的跃后水深 hc22）坝下游发生何种形式的水跃？是否需要修建消能工？解：1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，hkq 2314.72232.81 mg9.8因为收缩断面水深hc=1.1 mhk为急流，下游水深ht=

22、4.7m hk 为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc 的共軛水深hc2hc(18q21)hc22ghc31.114.72 2 2(189.8 1.131) 5.81m因为hc2ht ，该水跃为远驱水跃。3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。13、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b 3m。闸前水深 H 4m，闸下收缩断面水深 hc=0.8m ，已知渠道流量 Q=18m 3/s。取动能和动量校正系数均为 1。求水流作用于闸门上的作用力。Hhcp11 2d1d 214、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，12hv优秀学习资料欢迎下载已测得压强p1 =0.5m， p

23、2 =-0.2m ，水管的横断面积 A 1=0.002m 2， A 2=0.001m 2, 不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量Q 为多少？15、管道直径d = 10 mm ，通过流量32Q = 20 cm /s，运动粘度= 0.0101 cm /s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d = 30 mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？16、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000m，管中水流的流速v=2 m/s，管道水击波波速 C1172 m/s。由于管道末端阀门在2 秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头H。17、某矩形断面河道中建筑有一座WES 堰型

24、溢流坝，溢流堰宽b 10m，在设计水头H d=2.50m 时的流量系数为 md =0.502，堰高 P1=16m 。问：（ 1）不考虑侧收缩和淹没影响，求通过堰型溢流的流量Q。（ 2）若坝下收缩断面处水深hc=0.8m ，当坝下游水深h t=3.5m 时，坝下游是否发生水跃？如发生水跃，属于何种形式的水跃？是否需要修建消能工？18、有一矩形断面渠道底宽b 1.5m，底坡 i 0.0004 ，糙率 n 0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m 时，试求通过的流量Q 。19、图示一水平放置的弯管，直径D= 0.2 m，转角 =90°， 1 1 断面管轴处的动水压强为 p1 =40kN/

25、m 2， 2 2 断面与大气连通，管中流量为Q0.1m 3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。（取动能校正系数和动量修正系数均为1）1D122优秀学习资料欢迎下载20、求图中圆弧形闸门AB 所受静水总压力的大小及方向。已知水深H=4 m ，板宽 B 2m。AHB21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025，宽 b = 6m，当 Q = 14.0m3/s 时，渠中均匀水深 h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。22、某矩形断面渠道，通过的流量为Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判断渠内水流是急流还是缓流？如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。23、某矩形

26、断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度b 6 m，闸前水深为H=4m，闸孔流量系数 =0.45，闸门开度e=0.5m ，闸底板与渠底齐平。（ 1）不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。（ 2） 若闸下收缩水深 hc 0.4m ，下游水深 ht =2.5m，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池？。Hh ch th124、如图所示矩形平板闸门AB 宽 b=3m ，Th 2门重 G=9800N ， =60 °， h1=1m， h2=1.73m 。h3试求：下游有水时启门力T，25、有一水平放置的管道(如图 )。管径d1=10 cm， d2=5 cm。管中流量Qv

27、=10L/s。断面1处测管高度H=2 m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为1。求水流作优秀学习资料欢迎下载用于收缩段管壁上的力。326、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = 0.025，宽 b = 5m，当 Q = 15.0m /s 时，渠中均匀水深h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽 3.0 m，闸门开度 e = 0.5m，闸前水深 H 6.0 m，闸孔流量系数 =0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。210 cm，管中28、水温 10C 时水流的运动粘滞系数为= 0.0131 cm /s，水管的直径为流速为 100cm/s，试判别水流流态。29、有一矩形断面渠道均匀