华工 水力学模拟试卷及答案

华工水力学模拟试卷及答案诚信应考,考试作弊将带来严重后果！华南理工大学期末考试《水力学》试卷A注意事项：1.考前请将密封线内各项信息填写清楚；2.所有答案请直接答在试卷上（或答题纸上）；3.考试形式：闭卷；一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.流体的运动粘度的单位是（）s/m2B.m2/sC.N.s/m2D.N.m2/s2.如题2图所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升1m时（虚线位置），作用于闸门上的静水总压力（）A.变大B.变小C.不变D.无法确定题2图3,如题3图所示一静止容器内盛两种不相混合液体（密度分别为P1,P2,并且P1<P2），容器两侧安装有两个测压管，容器和测压管液面高度分别为?1、？2、？3,三个高度的关系为）A.?1=?2=?3B.?1>?2>?3C.?1=?2>?3D.?1=?2<?3《水力学》试卷第如题4图所示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属恒定均匀流非恒定均匀流恒定非均匀流.非恒定非均匀流关于水流流向的正确说法是)水一定是从压强大处往压强小处流水一定是从流速大处往流速小处流水一定是从机械能大处往机械能小处流水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流在圆管紊流中，过水断面流速分布符合()A.均匀规律B.直线变化规律C.抛物线规律D.对数曲线规律实际液体处于紊流状态，其流层间的剪应力为()A.0B.黏性剪应力t1C.附加剪应力(或雷诺应力)t2D.t1+t2如题8图所示，输油管路中安装有一文丘里流量计，已知水银压差计中水银柱高差为hp，则(zl+plp())-(z2+2)为P油gP油gA.P水银PPPhpB.(1-水银)hpC.(水银-1)hpD.(1+水银)hpp油p油p油？油《水力学》试卷共14页题8图欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数m应为()A.113B.C.D.1424如题10图所示，一压力水箱恒定水深H=1.5m，液面相对压强p0=40kPa，箱底外接一直径d=30mm的管嘴，管嘴长l=0.1m，其流量Q为()A.3.14x10-3m3/sB.3.25x10-3m3/sC.6.06x10-3m3/sD.6.12x10-3m3/s题10图二、判断题(对者打"，错者打X。本大题共10小题，每小题2分，共20分)速度越大，液体的内摩擦力越大。()测压管水头线沿程可升、可降、也可不变。()pav2伯努利方程中z+表示过流断面上单位质量流体的平均机械能。+Pg2g紊流光滑区的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。（）谢才公式既适用于无压明渠流，也适用于有压管流。（）当管径和流量一定时，黏度越小，越容易从层流转变为紊流。（）各并联支管（长管）的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。（）对于静止液体如不考虑表面张力，则表面力只有压力。TOC\o"1-5"\h\z（）《水力学》试卷共14页棱柱形明渠中形成M3型水面曲线时，其de<0。（）dh一切非均匀流均为紊流。（）三、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于3mH2O,当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值为kPa。流体平衡微分方程表明，在静止流体中各点单位质量流体所受质量力与如题23图所示，输水管道中设有阀门，管路直径d=50mm，流量Q=3.74?10-3m3/s,水银压差计读值?h=0.12m，沿程水头损失忽略不计，则阀门的局部阻力系数Z为。题23图题24图如题24图所示应用皮托管测量A点流速，若两测压管液柱差为h，则A点流速为uA=。弗劳德数表征惯性力与之比。四、作图题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）如题26图所示短管路，d2<d3<d1，d3管道中有一阀门，试定性绘制总水头线和测压管水头线。《水力学》试卷共14页题26图如题27图所示棱柱形渠道，各渠段充分长，渠道首端为一闸孔出流，闸下收缩断面水深h<hc，试绘出其水面曲线，并标出水面曲线的名称。题27图五、计算题（本大题共4小题，共40分）如题28图所示，压力水箱宽b=4m，其左上角装有一圆柱体金属压力表，其读数为19.6kPa，箱中盛满水。圆柱面的半径r=1m，试：（1）绘出作用于圆柱面ABC上的水平压强分布图和压力体图，并标明其静水总压力的水平分力和铅垂分力的方向。（2）求作用于圆柱面ABC上静水总压力的大小与方向。（12分）《水力学》试卷共14页题28图如题29图所示，管路中一段水平放置的弯管，直径d1=200mm,d2=150mm，弯角0=30。管中1-1断面的平均流速v1=4m/s，其形心处的绝对压强p1=2个工程大气压。若不计管流的水头损失，求水流对弯管的作用力Rx和Ry（坐标轴如图所示）。（10分）《水力学》试卷共14页题29图如题30图所示一虹吸管输水管道，虹吸管的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l1=10m，l2=5m，l3=15m，d=0.2m，入二0.04，进口的局部损失系数Z1为0.6，折管处的局部损失系数Z2为0.2。当虹吸管的最大安装高度hs=4.5m，上游水面与管道出口中心点高差为z=4m时，试计算：（1）虹吸管的输水流量为多少？（2）虹吸管中的最大真空压强为多少？（10分）《水力学》试卷共14页题30图梯形断面壤土渠道均匀流，通过流量Q=10.5m3/s，底宽b=8.9m，边坡系数m=1.5，正常水深h0=1.25m，粗糙系数n=0.025，求底坡i，并判

断渠道底坡是陡坡还是缓坡？流态是急流还是缓流？（8分）《水力学》试卷共14页一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.B2.A3.C4.C5.C6.D7.D8.C9.C10.D二、判断题（对者打V，错者打X。本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.X12.V13.X14.V15.V16.V17.X18.V19.V20.X二、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）21.22.23.24.25.四、68.6表面力8.162gh重力作图题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）26.解：《水力学》试卷共14页27.解:五、计算题(本大题共4小题，共40分)28.解：水平压强分布图2分，压力体图2分。首先求水平分力PxC点压强pC=9.8?(2+1.5)=34.3kPa(1分)《水力学》试卷共14页Px=PghcA=9.8?(2+0.75)?1.5?4=161.7kN(2分)1或Px=Sb=?(19.6+34.3)?1.5?4=161.7kN2如图所示，压力体的底面积Q为(2分)FOESOABDC12012=?nr=?3.14?12=1.047m233601SOAGF=?(2+2+0.5)?1?=1.9485m222Q=SOABDC+SOAGF=1.047+1.9485=2.9955m2111或SABD=nr2-S?AOD=?3.14?12-?r?r?cos30=0.523-0.433=0.09m2662111rSDCE=nr2-S?ODE=?3.14?12-??r?cos30=0.523-0.216=0.307m26622SDEFG=EF?DE=(2+r)?r?cos30=(2+1)?1?3=2.598m2Q=SABD+SDCE+SDEFG=0.09+0.307+2.598=2.995m2则压力体的体积V=Q?b=2.9955?4=11.982m3=11.7424垂直分力Pz=PgV=9.8?11.982kN（1分）总压力P=Px2+Pz2=.72+117.4242=39935.29=199.838kN（1分）总压力与水平方向的夹角为（1分）《水力学》试卷共14页tan0=Pz117.424==0.726Px161.7Pz=36Px0=1129.解：Q=nd12v1=?3.14?0.22?4=0.126m3/s（1分）441Q=Q1=Q2=nd22v2?v2=7.111m/s（1分）4因弯管水平放置，且不计水头损失，以管轴线所在的xy平面作为基准面，列出断面1-1到2-2间水流的能量方程为：pavpavz1+1+11=z2+2+22（1分）Pg2gPg2gp27.1112420+10+（1分）=0++2gPg2gp2=80.717kPaP2=p2A2=80.717?223.14?0.152=1.426kN（1分）43.14?0.22=3.077kN（1分）p1=98kPaP1=p1A1=98?4''设弯管对水流的作用力Rx和Ry,分别写出x与y方向上总流的动量方程为:opQ(B2v2cos3-0Bv=p)A1-1pA11opQ(82v2sin3-0o'co-sR3x0(1分)o'si+nR30y22=0)-p0A22取81=82=1，将上述数据代入动量方程中得：'Rx=3.077-1.426?3-0.126?(7.111?-4)22=3.077-1.235-0.272=1.57kN(―)(1分)11'Ry=1.426?+0.126?7.111?=0.713+0.448=1.161kN(t)(1分)22''水流对弯管的作用力Rx和Ry分别与Rx和Ry大小相等，方向相反。(1分)30.解：(1)以下游水面为基准面，1-1断面和4-4断面之间的能量方程为：pavpavz1+1+11=z4+4+44+hw1-4(1分)Pg2gPg2g《水力学》试卷共14页22v230v2(2分)4+0+0=0+0++(0.6+0.2?2+0.04?)2g0.22gv2v2v2即4=+7=82g2g2g解得v=3.13m/s11Q=nd2v=?3.14?0.22?3.13=0.098m3/s（1分）44（2）虹吸管最大真空值一般出现在3-3断面处，以上游水面为基准面，忽略上游水池过水断面的流速水头，1-1断面和3-3断面之间的能量方程可以写为：pavpavz1+1+11=z3+3+33+hw1-3（1分）Pg2gPg2gp3v215v2（2分）0+0+0=4.5+++（0.6+0.2?2+0.04?）Pg2g0.22gp3153.132（1分）=-4.5-（1+0.6+0.2?2+0.04?）?=-4.5-5?0.5=-7.0mPg0.22?9.8真空压强22pv=7.0m（1分）Pg31.解：A=（b+mh）h=（8.9+1.5?1.25）?1.25=13.47m2（1分）x=b+2h+m2=8.9+2?1.25?+1.52