水力学考研试题

1、百度文库-让每个人平等地提升自我1、水流经过一渐缩圆管道，若已知直径比 di/d2=2,其雷诺数之比Rei/Re2二 1:2 02、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程上升 。3、有两条梯形断面渠道，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但 底坡ii >i2 ,则其均匀流水深hoi和ho2的关系为 h01Vh02 。4、有一溢流堰，堰顶厚度为2m,堰上水头为2m,则该堰流属于 实用堰 流。5、液体的粘性系数随温度的增加而 减小、气体的粘性系数随温度的增加而6、有一水泵装置，具吸水管中某点的绝对压强水头为 6m水柱高，当地大-4m“ 4m气压为一个工程大气压，其相应的相对压强值和真空压

2、强值分别等于水柱高。7、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内的相对压强小于 零。如在小孔处安装一个测压管，则管中液面将 低于 小孔的位置。1、在密闭容器上装有U型水银压差计，其中1、2、3点位于同一水平面上82如图9所示, 大而（B ）。抽水机吸水管断面A -A动水压强随抽水机安装高度h的增A、增大;B、减小;C、不变;D、不定。3、流线与迹线，在通常情况下:C ）。A、能相交，也能相切；C、仅能相切，但不能相交；B、仅能相交，但不能相切；D、既不能相交，也不能相切。（如图8所示），其压强关系为（ C ）。A、P1 > P2 > P3 ；

3、 B、 P1 = P2 = P3 ；C、P1<P2Vp3； D、 P2< P1< P3。4、速度、密度 和压强p的无量纲集合是：（D）。A、p；2B、一； C、-;D、二P5、有一圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s,则断面平均流速为：（C ）A、0.4m/s;B、0.32m/s; C、0.2m/s; D、0.1m/s。6、边界层内的流动特点之一是：（B ）。A、粘性力比惯性力重要；B、粘性力与惯性力量级相等；C、压强变化可忽略；D、流动速度比外部势流小。7、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是（ A ）0 A、互相平行的直线；B、互相平行的曲线；'C、互不平行的

4、直线；D、互不平行的曲线。8、在均质各向同性土壤中，渗流系数 k: （ D还与温度有关 ）。A、在各点处数值不同；B、是个常量；C、数值随方向变化；D、以上三种答案都不对。9、直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强：（A ）。A、不受来自上游水库反射波的影响；B、受来自上游水库反射波的影响；C、受阀门反射波的影响；D、不受管道长度的影响。10、谢才系数C与沿程阻力系数 的关系为：（D ）0A、C与 成正比；B、C与工成正比；C、C与2成正比；D、C与L成正比。18、根据牛顿内摩擦定律，说明内摩擦力与哪些因素有关？在书上P68,（1）."写上公式（）”（2）影响因素为：与流速梯度

5、成正比，还与液体的性质有关。答：牛顿内摩1S定律公式r 二"x du/dy，其中：”为随液体种类不同而 异的比例系数，称为动力粘度，简称粘度。 du/dy为两液层间流速增加与其 距离的比值，称为流速梯度。牛顿内摩擦定律表述为：作为层流运动的液体， 相邻液层间单位面积上所作用的内摩擦力（或粘滞力），与流速梯度成正比， 同时与液体的性质有关。液体的性质对摩擦力的影响，通过粘度7来反应，粘性大的液体7值大，粘性小的液体7值小， 单位Pa-s,同一种液体中71值随温度和压力而异19、简单阐述流线与迹线的区别，并请写出它们分别用于哪种研究流体运动的方法？在书上P6667,/答：（1）迹线：某一

6、液体质点在运动过程中，不同时刻所流经的空间点 所连成的线称为迹线。即迹线就是液体质点运动时所走过的轨迹线。流线与迹线不同，它是某一瞬间时在流场中绘出的一条曲线，在该曲线 上所有各点的速度向量都与该曲线相切。 所以流线表示出了瞬间的流动方向。（2）迹线：拉格朗日法 （以研究个别液体质点的运动为基础，通过对每个液体质点运 动规律的研究来获取整个液体运动的规律性，又叫质点系法）/ 流线：欧拉法（以考察不同液体质点通过固定的空间点运动情况来了解整个流动空间 内的运动情况，即着眼于研究各种运动要素的分布场，又叫流场法）20、写出伯努利方程，并说明方程中各各项的物理意义和水头名称。在书上P7374, P7

7、980,式（），相信自己能够完成答：理想液体微小流束伯努利方程：z+p/p g+u2/2g=C（不可压缩理想液体恒定流微小流束伯努利方程：z i+pi/ p g+ui2/2g= Z2+P2/ p g+U22/2g）其中，液体在某一处的几何高度 z代表总流过水断面上单位重量液体的 平均位能，称为位置水头；p/pg代表过水断面上单位重量液体的平均压能， 称为压强水头，它反映了过水断面上各点平均动水压强所对应的压强高度， （z+p/ P g）称为测压管水头；u2/2g代表过水断面上单位重量液体的所具有的 平均动能，称为流速水头。单位重量液体的所具有的总机械能（即位能、压能、动能的总和）称为总水头。实

8、际液体中还有水头损失 hw。H=z+p/ p g+ a v2/2g+hw21、由层流变化到紊流过程中，可以分为哪五个阻力区？在各个阻力区 中，沿程损失系数与哪些因素有关？书上P143144/答：（1）层流区：当Re< 2000时，沿程阻力系数 与雷诺数Re成反比，关系为直线 =64/Re,与相对光滑度 2无关；/（2）层流进入湍流的过渡区：当2000V ReV4000时， 仅与Re有关，与 相对光滑度r。/无关；/（3）水力光滑管区：（Re>4000时，液态进入湍流。当 Re较小时，粘性底层较 厚，可以淹没A） =f （Re）,与绝对粗糙度A无关；(4)从光滑管过渡到粗糙管的过渡区

9、：(Re增大，粘性底层相对减薄，以致不能完全淹没A)=f (ro/ ,Re);(5)粗糙管区(阻力平方区)：(Re增大，粘性底层变薄，沿程阻力主要由小 漩涡造成，粘性底层的粘滞阻力可忽略不计)与相对光滑度ro/有关，与Re无关。22、请分别写出管路串联与管路并联的计算准则。书上P175179如果想答好点，可以写上公式() () , () ()/(1)串联：整个管道的水头损失应等于各管段水头损失之和；在各管段的连接点水流应符合连续原理。H=hfi+hf2+hf3=Qi2/Ki2X Li+ Q22/K22X L2+ Qa2/K32X L3Qi=Q2+qi,Q2=Q3+q2(2)并联：一般按长管计算

10、；各支管的水头损失相等，即通过每一并联支管的单位重量液体的机械能损失相等，但流量不等时通过各并联支管水 流的总机械能损失不等；各支管的流量与总流量间应满足连续方程。hfi=hf2=hf3 = hf, hfi= Qi2/Ki2X Li, hf2= Q22/K22X L2, hf3= Q 32/K 32 X L 3,Q=Qi+Q2+Q323、动力粘度为 的液体，在宽度为b的矩形断面明渠中做层流运动。水深为h ,2所示。式中Uo为表面流速速度分布为u u0 i -y，如图23h(u0, ,b,h均为常数)。求:(i0分)(i)断面平均流速 ；(2)渠底切应力。23、解：（i） dQ udAhQ dQ

11、 Qu0 i2y bdy h3 i_一Uob y hUobh , 2uobh -2uobh uobhh 3 0 33断面平均流速Q lu0bh 2A bh l(2)0duy h.dy2 uo24、不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道 1的直径di 0.2m,管道2的直径d2 0.3m。为了测量管道2的沿程阻力系数以及截面突然扩大 的局部阻力系数，在突扩处前面接一个测压管，在其它地方再装两个测压管, 如图24所示。已知：11 1.2m, 12 3.0m ,测压管水柱高度h1 80mm h2 162mm , h3 152mm,水流量 Q 0.06m3/s,求 和24、解：在12的管段内，

12、没有局部水头损失，只有沿程水头损失，因此l 2区上 h2 h3d2 2g由于2A2-006 0.8488m/s,将此数据代入上式得121 3.14 0.324在I1的管段内，既有沿程水头损失又有局部水头损失，列出断面 1和2的伯努利方程:P1g221 _ P222g g 2g_h_1d22g显然p1Pagh1 ，P2Pagh2 ,因此lld2 2g2 21 22ghih2Q1A10.06123.14 0.2241.91m/s,代入其它数据，有上d222g0.06728 m=0.027221.722525、速度场 u=(4y-6x)t i+(6y-9x)t j ,试求:(1) t=2s时,在点(

13、2, 4)的加速度;(2)判断是恒定流还是非恒定流；(3)判断是均匀流还是非均匀流。25、解：(1)由质点导数公式axduxdtUxUxUxuyUxUzUxz(4y 6x) (4y 6x)t( 6t) (6y 9x)t(4t)将t 2, x=2, y 4代入得：ax 4m/s2,同理 ay 6m/s2(2)(ay=dUy/dt=?Uy/?t+Ux - ?Uy/?x+Uy - ?Uy/?y+Uz - ?Uy/?z) 由于当地加速度uy .Tj(4y 6x)i(6x9x) j 枳所以, (3)流动为非恒定流 由于迁移加速度(a. V ) u(uxUxxUxUy )iy(uuyxUyUyy)j 0y

14、所以，流动是均匀流。26、已知明渠恒定均匀流断面为梯形断面，底宽为b ,顶宽为B ( B>b),渠道水深为h ,边坡系数为m。求该断面为水力最优断面时的宽深比26、解：根据所给条件，由几何关系得渠道断面面积为:A (b mh)h(1)因为 B=b+2mhA由此得：b mh(2)h渠道湿周为：x b 2h 1 m2将(2)式代入得： x A mh 2hJ1 m2(3)/h若求最佳水力断面，则应对(3)式求极小值。W 2冷0,说明有极小彳S存在，对(Z3)式求生，dh2h3dh并令器0得：dxh2 m0将(1)式代入，得:(b mh)h c 彳 2 c2 m 2 1 m 0 h2因为B =b/h整理后得：2m 1 m2 0由此解得宽深比为：2（小m2 m）27、如图27所示，用一根虹吸管ACB将水从水池送至用户，管道直径d 0.1m , 管段AC的水头损失h AC 2.12m,管段CB的水头损失h CB 3.51m。已知：管 道出口与水池液面之间的高差h 6.2m ,虹吸管最