权威水力学复习题及答案1

水力学复习题1一、单项选择题〔填写唯一正确答案的编号〕〔本大题共10小题，每题2分，共20分〕以下物理量中，有量纲的数为〔C〕A．佛汝德数FrB.沿程阻力系数C．渗流系数km/dayD.堰流流量系数m缓坡明渠中的均匀流是〔A〕A．缓流B.急流C.临界流D.可以是急流或缓流管流的负压区是指测压管水头线〔C〕A．在基准面以下的局部B.在下游自由水面以下的局部C．在管轴线以下的局部D.在基准面以上的局部有两条梯形断面渠道1和2，其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2，那么其均匀流水深h1和h2的关系为〔B〕A．h1>h2B.h1<h2C.h1=h2D.无法确定对于并联长管道，每根管道的〔C〕相等。A．流量B.切应力C.沿程水头损失D.水力坡度平衡液体的等压面必为〔D〕A．水平面B.斜平面C.旋转抛物面D.与质量力正交的面理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时，〔B〕A整个流场内各点的总水头相等B只有位于同一流线上的点，总水头相等C沿流线总水头沿程减小D沿流线总水头沿程增加有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，那么该堰流属于〔c〕A．薄壁堰流B.宽顶堰流C.实用堰流D.明渠水流同一管道中，当流速不变，温度上升时，那么雷诺数〔A〕A．增大B.减小C.不变D.不一定一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的〔d〕倍A．1B.C.2D.4二、填空题〔在空格中填写正确答案〕〔本大题共8小题，每空格2分，共16分〕1．有一明渠均匀流，通过流量，底坡，那么其流量模数K=2750.2．水泵进口真空计的读数为，那么该处的相对压强水头为m3．矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量,那么该水流的佛汝德数Fr=。4．宽顶堰的总水头H0=2m,下游水位超过堰顶的高度hs=1.4m，此时堰流为出流。5．渗流杜比公式说明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为。6．谢才系数，那么沿程阻力系数=。7．当液流为恒定流流时，流线与迹线重合。8．直径为1m的管道中的水流，其水力半径为。三、计算题 〔本大题分5小题，共54分〕1．〔本小题10分〕如下图，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为1m〔垂直于纸面方向〕，半径R=1m，，，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。2．〔本小题10分〕有一长度为L的有压管道，管径，作用水头H=3m，在L/2处装一测压管，测压管水面高于管轴1m，不计行进流速，求管道中通过的流量。3．〔本小题12分〕如图示管路渐变段，管轴线与水平面夹角，渐变段长L=10m，渐变段中水体重量G=2KN，进水管直径，流速，形心点相对压强水头水柱高，出水管直径，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力和。水力学1答案：单项选择题〔20分〕1.C2.A3.C4.B5.C填空题〔16分〕2750m3/s0.32m自由出流5.矩形/或均匀分布6．0.007847.恒定流8.作图题计算题1． 〔10分〕画出水平方向压强分布图〔1分〕；画出垂直方向压力体图〔1分〕；水平方向静水总压力：〔2分〕 垂直方向静水总压力：〔2分〕 总静水总压力：〔1分〕 与水平方向的夹角：〔1分〕 距底部B点的垂直距离：〔2分〕2．〔10分〕 以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程： 得〔4分〕 列水箱和出口断面能量方程得，〔〕 所以V=〔5分〕 〔1分〕3．〔12分〕 ，〔1分〕 以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程： 取〔3分〕 ，得水柱，即〔2分〕而，取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为和，〔水流方向为x轴，与水流方向垂直为y轴〕x方向大的动量方程：取 〔3分〕y方向的动量方程：〔2分〕水流对管壁的作用力与和大小相等，方向相反。〔1分〕?水力学?练习2及参考答案单项选择题〔每题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、1.75～2.0次方关系；d、不能确定2、液体流动的沿程水头损失系数λ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、突扩前后有压管道的直径之比d1/d2=1：2，那么突扩前后断面的雷诺数之比为〔a〕a、2b、1c、0.5d、0.255、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。填空题〔每题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。判断题〔每题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=λ，层流沿程水头损失与流速平方成正比。〔×〕8、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。〔×〕问答题〔每题5分，共计10分〕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。根据尼古拉兹实验，简单表达沿程水头损失系数λ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λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1〔Re〕；过渡区λ=f2〔Re，△/d〕；粗糙区λ=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〕管道直径d=10mm，通过流量Q=20cm3/s，运动粘度ν=0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？假设将直径改为d=30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？〔8分〕解：〔1〕∵运动粘度ν=0.0101cm2/s，而管道截面积A=πd2/4，=Q/A，那么管道流动的雷诺数：∴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3倍后的雷诺数∴将直径改为d=30mm，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。假设管嘴出口至水箱水面的高度h=5m，管嘴局部水头损失系数ζ，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流到达的高度z。〔12分〕321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：321由h=5m，ζ，α=1得(2)以管嘴出口为基准面，管嘴出口2和水面3列能量方程，得：由=9.04m/s，α=1得3、如下图的文丘里管流量计，管的直径d1=5cm，d2=2cm，1断面与喉管断面的测压管水头差为Δh=5cm，如果文丘里管流量计流量修正系数μ=0.98，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：管路中通过的流量：4、某水平管路的直径d1，管内流速v1=0.70m/s，管路末端接一渐缩喷嘴通入大气〔如图〕。喷嘴出口直径d2，用压力表测得管路与喷嘴接头处压强p=49kN/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〕x解：取管路1-1断面和管嘴2-2断面为计算断面，根据连续方程得：x对喷嘴建立x方向的动量方程，β=1得：pA1–F′=βρQ(v2x–v1x)F′=pA1–βρQ(v2–v1)=49×(1/4)××0.0752-1×1××(2.625-0.7)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b=6m，当Q3/s时，渠中均匀水深h=2m，糙率n=0.025，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A=bh=6×2=12m2湿周χ=b+2h=6+2×2=10m水力半径根据舍齐公式，沿程水头损失：四、综合复习题1、选择题：〔1〕在水力学中，单位质量力是指〔〕答案：ca、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。〔2〕在平衡液体中，质量力与等压面〔〕答案：da、重合；b、平行c、斜交；d、正交。〔3〕水力学中的一维流动是指〔〕答案：da、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。〔4〕有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=〔〕答案：ba、8；b、4；c、2；d、1。〔5〕同种液体通过两根相同长度，但粗糙高度不同的等直径长直管道，当雷诺数Re相同时，它们的水头损失在〔〕内是相同的。答案：a、b、ca、层流；b、层流至紊流过渡区；c、紊流光滑区；d、紊流过渡区；e、紊流粗糙区〔6〕在缓坡明渠中不可能发生的流动是〔〕答案：a、c、da、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。2、判断题：〔1〕任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。〔〕答案：错误〔2〕水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。〔〕答案：错误〔3〕在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。〔〕答案：错误〔4〕矩形断面水力最正确断面的宽深比β=2。〔〕答案：正确〔5〕明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。〔〕答案：错误3、问答题：〔1〕什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动中引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，引入了理想液体的概念，分析其运动规律，再考虑粘滞性加以修正，可以得到实际水流运动规律，这是水力学中重要的研究方法。〔2〕简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1〔Re〕，过渡区λ=f2〔Re，〕，粗糙区λ=f3〔〕，紊流粗糙区又称阻力平方区。〔3〕从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。〔4〕在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。4、作图题：定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同)。解：5、计算题：图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积A=0.64m2，长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1，ζ2，ζ3，沿程水头损失系数λ，上下游水位差H=3m。求通过的流量Q。解：2．从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D，喷嘴出口直径d。水头H。由水箱至喷嘴的水头损失hw。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强pcm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数均为1。解：列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断面22能量方程 列X向动量方程水流对喷嘴冲击力即为手握喷嘴所需之力。)3．有一梯形渠道，底宽b=10m，水深h=3m，边坡为1:1，糙率n，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求流量Q。解：m2mQ=A.C.(RJ)=145.1m3/s练习31.恒定总流能量方程：z1+p1/ρg+α1v12/2ρg=z2+p2/ρg+α2v22/2ρg+hw各项的物理含义：z1、z2为1、2过流断面上选定点相对于选定基准面的高程。p1、p2为1、2过流断面上的相对压强或绝对压强v1、v2为1、2过流断面上的平均流速α1、α2为1、2过流断面上的动能修正系数hw为1、2两断面间的单位重量流体的能量损失。2.沿程损失和局部损失沿程损失是由于流体流动过程中，沿程存在着剪切阻力。克服沿程阻力引起的能量损失称为沿程损失。局部损失是在边壁尺寸急剧变化的流动区域，由于尾流区、旋涡区的出现，使局部流动区出现较集中的局部阻力，克服这种局部阻力引起的能量损失称为局部损失。五、作图题〔共10分〕测压管水头线总水头线测压管水头线总水头线v0=0H=5m49kpaAA2m2m闸门B39.2kpa水力学模拟试题4及答案〔一〕1、选择题：〔每题2分〕〔1〕在水力学中，单位质量力是指〔〕答案：ca、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。〔2〕在平衡液体中，质量力与等压面〔〕答案：da、重合；b、平行c、相交；d、正交。〔3〕液体中某点的绝对压强为100kN/m2，那么该点的相对压强为答案：ba、1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m〔4〕水力学中的一维流动是指〔〕答案：da、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。〔5〕有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=〔〕答案：ba、8；b、4；c、2；d、1。〔6〕液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：ca、层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区〔7〕在明渠中不可以发生的流动是〔〕答案：ca、恒定均匀流；b、恒定非均匀流；c、非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。〔8〕在缓坡明渠中不可以发生的流动是〔〕。答案：ba、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。〔9〕底宽b=的矩形明渠，通过的流量Q=1.5m3/s，渠中某处水深h=，那么该处水流的流态为答案：b缓流；b、急流；c、临界流；〔10〕测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案：b2、判断题：〔每题2分〕〔1〕任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。〔〕答案：错误〔2〕水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。〔〕答案：错误〔3〕水力粗糙管道是表示管道的边壁比拟粗糙。〔〕答案：错误〔4〕粘滞性是液体产生水头损失的内因。〔〕答案：正确〔5〕在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。〔〕答案：错误〔6〕矩形断面水力最正确断面的宽深比β=2。〔〕答案：正确〔7〕断面比能沿流程总是减小的。〔〕答案：错误3、填空题：〔每题2～4分〕牛顿内摩擦定律适用的条件是和。答案：层流运动，牛顿液体液体中某点的绝对压强为100kN/m2，那么该点的相对压强为kN/m2，真空度为。答案：2，不存在. 只受重力作用，静止液体中的等压面是。答案：水平面。实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是，。答案：液体存在粘滞性和边界的影响。水流在明渠中的流态为缓流时，其水深hhk，弗汝德数Fr1。〔填写、、符号〕答案：，。在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，那么水跃的跃后水深越。答案：大。根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为和。答案：短管，长管。a2型水面曲线是发生在坡上的流〔指急流或缓流〕的水面线，这时弗汝德数Fr沿程〔指增大、减小或不变〕答案：陡坡，缓流，减小。〔1〕什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。〔2〕“均匀流一定是恒定流〞，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。〔3〕简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1〔Re〕；过渡区λ=f2〔Re，〕；粗糙区λ=f3〔〕，紊流粗糙区又称为阻力平方区。〔4〕为什么舍齐公式只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。〔5〕从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。〔6〕分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。5、作图题：〔1〕定性绘出图示管道〔短管〕的总水头线和测压管水头线。(5分)vv0=0测压管水头线总水头线测压管水头线总水头线v0=0〔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)(5分)水力学练习题5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。〔×〕7、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。(√)8、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。(√)9、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。〔×〕10、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。√11、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。(√)12、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。(×)13、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。(√)14、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。〔√〕15、水力粗糙管道是表示管道的边壁比拟粗糙。×16、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。(√)17、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×)18、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。〔√〕19、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。×20、缓坡上可以出现均匀的急流。(√)21、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，那么该点相对压强为-50kPa。(√)22、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√)23、水深相同的静止水面一定是等压面。 (√)24、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。〔×〕25、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。√26、陡坡上可以出现均匀的缓流。(×)27、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√)28、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。(×)29、缓坡上只能出现非均匀流缓流。〔×〕30、静水压强的大小与受压面的方位无关。 (√)31、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。(×)32、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。〔×〕33、平坡渠道中不可能发生均匀流。(√)34、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 〔x〕二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)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;(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、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/m2，那么该点的相对压强为〔2〕〔1〕1kN/m2〔2〕2kN/m2〔3〕5kN/m2〔4〕10kN/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。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、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，那么该点的相对压强为〔4〕〔1〕1kN/m2〔2〕2kN/m2〔3〕8kN/m2〔4〕10kN/m210、静止液体中同一点沿各方向上的压强〔1〕 (1)数值相等;(2)数值不等; (3)仅水平方向数值相等。11、矩形断面明渠水力最正确断面的宽深比β等于〔2〕11；22；33；44。12、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损失。13、紊流粗糙区的水头损失与流速成〔2〕1一次方关系；2二次方关系；3。14、在平衡液体中，质量力与等压面〔3〕〔1〕重合；〔2〕平行；〔3〕正交。15、雷诺数是判别以下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。16、图示容器中有两种液体，密度2>1，那么A、B两测压管中的液面必为(2)(1)B管高于A管；(2)A管高于B管；(3)AB两管同高。17、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。18、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。假设两容器内水深相等，那么pa和pb的关系为〔1〕(1)pa>pb(2)pa<pb(3)pa=pb(4)无法确定19、层流断面流速分布规律符合〔3〕1对数分布；2直线分布；3抛物线分布；4椭圆分布。20、佛汝德数Fr是判别以下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。21、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、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，那么跃后水深越小。2、根据管道计算方法的不同，管道可分类为长管和短管。3、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。4、计算明渠均匀流的公式是。5、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体，层流运动6、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____________7、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。8、三种液体盛有容器中，如下图的四条水平面，其中为等压面的是B—B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、试表达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)i.1>iki2i.1>iki2<ik2、定性绘出图示管道〔短管〕的总水头线和测压管水头线。v0=0v0=0测压管水头线总水头线测压管水头线总水头线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)ii.1>iki2<ik4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力和铅垂方向压力体。(5分)5、定性绘出图示管道〔短管〕的总水头线和测压管水头线向。vv0=0v0=0v0=0测压管水头测压管水头总水头线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。7、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)六、根据题目要求解答以下各题HROABR1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆),A点以上的水深H＝，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径HROABR解：水平分力Px=pc×Ax=74.48kN铅垂分力Py=γ×V=85.65kN,静水总压力P2=Px2+Py2,kN,tan=Py/Px=1.15∴=49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=，出口槽底高程Z2＝m，当槽中均匀流水深h0=时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。解：i=〔Z1-Z2〕/L=1m2mmv=C(Ri)＝/sQ=vA=m3/s3、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽b＝,槽长L＝。进口处槽底高程Z1=，当通过设计流量Q＝3/s时，槽中均匀流水深h0=，试求渡槽底坡和出口槽底高程Z2？4、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。假设管嘴出口至水箱水面的高度h=5m，短管的总水头损失是短管流速水头的倍，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流到达的高度z。5、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，水深H=2m，板宽B＝3m。6、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m，长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1，ζ2，ζ3，沿程水头损失系数λ，通过流量 Q=m3/s。假设上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H7、测定90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。试验段AB长10m，管径d＝m管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝0.0264，实测AB两端测压管水头差△h＝cm，100秒钟流入量水箱的水体体积为m3，试求弯管局部水头损失系数8、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=，渠道流量Q=18m3/s均为1。求水流作用于闸门上的作用力。9、如下图水平安装的文丘里流量计，已测得压强=，=-，水管的横断面积A1=2，A2=2,不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量Q为多少？10、管道直径d=10mm，通过流量Q=20cm3/s，运动粘度=0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？假设将直径改为d=30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？11、有一矩形断面渠道底宽b＝，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=时，试求通过的流量Q。12、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2m，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p1=40kN/m2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q＝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11122D13、A求图中圆弧形闸门AB所受静水总压力的大小及方向。水深H=4m，板宽B＝2mAHHBB14、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n=0.025，宽b=6m，当Q=3/s时，渠中均匀水深h=2m，试判断渠道中的明渠水流流态。19、如下图矩形平板闸门AB宽b=3m，门重G=9800N，α=60°，h1=1m，h2=。试求：下游有水时启门力T，15、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10cm，d2=5cm。管中流量Qv=10L/s。断面1处测管高度H=2m。不计管道收缩段的水头损失