【水力学】-《水力学》典型复习题及答案详解

PAGEPAGE6水力学练习题及参考答案)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。 （ ）、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。 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 ( )22、静止水体某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强-50。 ( )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，该水流一定是急流。 ( )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。 ( )36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 （ ）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)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 （）(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 （）数值相;(2) 数值不;(3) 仅水平方向数值相;(4) 铅直方向数值最大 。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 。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 （）（1）1（2）2kN/m2（3）5（4）105、紊流的断面流速分布规律符合 （）1对数分布； 直线分布； 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）相重合； （2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状； 以上答案都不对。7、渗流的达西公式只能适用于 （）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（）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 成正比。1 1/2次； 2 3/2次方； 3 2次方； 41次方 。10溢流坝下泄水流收缩断面水深h 的跃后水深为h 形成远离水跃衔接的条件c0 c02是 （）ht

=hc02

ht

>hc02

ht

<hc02

无法确定、按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则流速比尺为 （）（1）100； （3）20； （4）50。12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为 （）（1）1（2）2kN/m2 （3）8（4）1013、静止液体中同一点沿各方向上的压强 （）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β等于 （）1 1 ； 2 2 ； 3 3； 4 4。15、水泵的扬程是指 （）(1) 水泵提水高度； (2) 水泵提水高吸水管的水头损失；(3) +吸水管与压水管的水头损失。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； 3 1.75～2.0次方关系。17、在平衡液体中，质量力与等压面 （）（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 1 急流和缓流 ； 均匀流和非均匀流 ；3 层流和紊流； 恒定流和非恒定流。19、闸孔出流的流量与闸前水头 成正比1 1次方 ； 2 2次方 ；3 0.5次方 。20、共轭水深是指 ( )(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AB两测压管中的液面必为 ( )(1)B管高于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 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 J(h1)=J(h2) 2 J(h1)>J(h2) 3 J(h1)<J(h2)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) pa >pb (2) pa < pb (3) pa= pb (4)无法确定 25、层流断面流速分布规律符合 （）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 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）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、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 和 。2、渗流的达西公式。3、计算明渠均匀流的公式。4、牛顿内摩擦定律适用条件是 。5、理想液体与实际液体的主要区别。6、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 ，外因是 。7、水跃是水流_流过渡到 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 。8、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 。四、问答题1、有人说“均匀流一定是恒定流2、什么是相对压强和绝对压强？3、写出水力半径R的表达式。4、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。五、作图题(在题图上绘出正确答案)1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v=00AB2、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。C3、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管管水头线向。vv=00v=00AB4、绘出图中的受压曲面ABAB六、根据题目要求解答下列各题HORRB1AB(1/4圆),A宽B=4mR=1mHORRB，长l=50，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ =0.2，ζ =0.5，1 2Aζ H=3mA3下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q。3、某水平管路直径 d=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径1d=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kNm2，管路内流速v=0.706m/s。求2 1水流对喷嘴的水平作用力F(可取动量校正系数为1)vvd11=0.01＝1.5＝120。h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。cc一、选择题：1、对线性问题应用叠加原理时，下列说法不正确的是( )多个污染源输入时，可分别计算每个污染源的浓度响应，再进行浓度叠加对空间起始分布源输入，可将起始分布源分解为若干瞬时平面源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和对恒定连续源输入，可将连续源按时间分解为若干瞬时源，再对每个瞬时源引导的浓度进行求和断面上某点流速可分解为平均速度、偏差速度和脉动速度之和2、下列说法不正确的是( )分子扩散方程实质上是质量守恒原理在环境水力学中的应用宽浅型河流的分散系数一定与河流水深成正比erf(z始终是增函数Dx

D D，即不符合各向同性y z3、上游来水CODCr(u)=14.5mg/L，Qu=8.7m3/s；污水排放源强CODCr(e)=58mg/L，Qe=1.0m3/s。如忽略排污口至起始断面间的水质变化，且起始断面的水质分布均匀，则采用完全混合模式计算得到其浓度为( )。A.20.48mg/L B.17.98mg/LC.18.98mg/L D.19.98mg/L4、下列不属于瞬时源浓度解的有( )m H2A.c(x,0,0) exp y z

22zc(x,t)c0

xut xut xu4Dt4Dterfc erfc exp( )4Dt4Dt2

D c(x,t)c0

xutb xutb4Dt4Dterf erf 4Dt4Dt2

c(x,y,z,t) M

exp(xut)2y2z2 Dt3

4Dt 5、下列说法不正确的是（ ）物理过程：指污染物在水体中的混合稀释和自然沉淀过程化学过程：指污染物在水体中发生的理化性质变化等化学反应，对水体净化起作用的主要是氧化还原反应生物自净过程：微生物在溶解氧充分的情况下，将一部分有机污染物当食饵消耗掉，将另一部分有机物氧化分解为无害的简单无机物紊动扩散：指水流的紊动作用引起的水中污染物自低浓度向高浓度区域扩散过程6、河流稀释混合模式中，点源稀释混合模型是（ ）cQ cQ

Q Ws

cQ cQQu u e ec

86.4Q

u u e e u e x C.c10 D.cc k 0 1 kt 1d7、河流S-P一维水质模型是（ ）c(x)c0

exp(k x )186400VLL 0

kx/ue1e (C C)ek

x/u

L (ekx/uek

x/u)kC C 2 1 0 1 2ks s 0 kcVc

K2ckc

k1 2cVc

K2cE

2cSt x

x2 1t x

x2

zz2 D8t

Vcx

K2cx2

kc1

那么在距离排放点下游x处的污染物浓度峰值表达式（ ）c M/h (xVt)2 z2c 0 B.

c(x,z,t)

exp( kt)1kt

EEt 4Et 4Et 11d x z x zM 1M 12Ax 14x2kK1xVK2c (x)max

exp( 2K

) ,2 X 2c

1)

expY2

V gU

H e p

2

2 y z y z 9、在潮汐河口和海湾中，最重要的物质输移机理是（ ）A.垂直输移B.潮汐输移C.扩散D.分子扩散10、有风点源湍流扩散模式中，以排气筒地面位置为原点，下风向地面轴线浓度计算公式是（ ） y2 H2A. c(x,y,0)

y z

exp(

22y

)exp22zc(X,Y)L

2G32 2G02cm

2(UH

2P)e 1D. c(x,0,0)

exp H2y z

22z、河流中污染物降解速率k1的影响因素，下述不正确的是（ ）A.水体温度B.河流结构和水流条件C.污染物种类D.污水与河水混合的三个阶段12、关于氧垂曲线，下列不正确的是（ ）氧垂曲线的最低点称为临界氧亏点 B.临界氧亏点的亏氧量称为最大亏氧量C.氧垂曲线图上临界氧亏点的右侧，耗氧大于复氧 D.在临界氧亏点处，耗氧和复氧相平衡13、计算临界氧亏点位置的计算公式( )A. xc

0.4VB2Ez86400u k

B.D k k

x 0.068VB2c Ezx c

k k2 1

lnk21

0 2c k0 1

1)xc

0.1VB2Ez14、对岸边排放方式，计算排放点至横向扩散到对岸的距离公式是( )LB

0.4VB2Ez86400u k

LBD k k

0.068VB2Ez

VB2L

ln

2

0 2

1) D. L

0.1B k k k c k B E2 1 1 0 1 z15、瞬时源排放，湖泊水质计算公式( )c M 1 kc10tk

c(t)(c V

)exp(k 1 t

)td dc(t)c

1 dexp(k )t c exp(kd

1 0 1 t Bd14k1KV14k1KV2

1 t cc0

2K

1 16、下列说确的有( )浮射流一定是变密度的流动，其密度佛汝德数大小是变化的河流的横向扩散系数一定大于横向混合系数射流出口的平均流速越大，则射流扩散角就越大条缝平面射流的浓度扩散角一定小于直径等于条缝宽度的圆断面的浓度扩散角17、河流中氧气的主要来源是（ ）A.光合作用 B.空气中氧气的溶解 C.随水源带入 D.呼吸作用18、下列说法不正确的是( )污染物浓度与水密度的量纲是一致的稀释度越大，则水体污染物浓度越高ppm1kg1mg1mg/L紊动扩散是由于流速场时间分布不均产生大大小小旋涡在层间脉动引起的扩散作用19、关于分子扩散系数D，下列说法不正确的( )分子扩散系数与流体运动粘性系数的量纲相同反映扩散质的固有物理属性，其大小与温度压力有关随着扩散质和溶液种类不同而不同大小与浓度梯度成正比DVx20、关于公式c(x,z)DVx

Vz24Dx

)，下列说法不正确的是( ) g/(·s)为二维扩散方程V

cx

2cDz2

c(x,0下的解适用于无界空间均匀层流流动为瞬时线源二维扩散方程的解21、当河段的水力学条件满足( )时，可应用零维水质模型。A.非恒定非均匀，洪水波 B.恒定非均匀，形成污染带C.恒定均匀，充分混合 D．恒定均匀，非充分混合22河流断面宽深比（ ）可视为宽浅型矩形断面河流。A. ＝15 B. ≥20 C. ＝10 D. ＜1023、在河流中，影响污染物输移的主要物理过程是（ ）A.随流输运 B.横向扩散 C.纵向扩散 D.以上三者24、河流的一维稳态水质模型是（ ）

uz2A. c(x,z)

hu E zu

exp( )4ExzLL 0

kx/ue1eCC (C C)ekCC22

x/u 1L

(ekx/uek211

x/u)k0s s 0 k kk0B. 1 2

VcKK

2cx2

kc1c 2c 2cV

xK

x2

Ezz2SD25、随流输移扩散过程中，保守污染物的（ ）保持不变。所处位置 B. 污染物的浓度污染物的质量通量 D. 污染物的质量26、有风点源湍流扩散模式中，以排气筒地面位置为原点，下风向地面任一点的浓度公式是（ ）c(x,y,0)

exp(

y2 )exp

H2U

2y z y

22zc(X,Y)L

232 202c

2(UH2P)m e 1D. c(x,0,0)

exp H2y z

22z27、有风点源湍流扩散模式中，以排气筒地面位置为原点，下风向地面轴线最大落地浓度公式是（ ） y2

H2A. c(x,y,0) exp( )exp Uy

22y

22zc

1)

expY2

XV HVg Ug

2 e p 2U

22

22 y z y z cm

2(U

2P)e 1

H2D. c(x,0,0) exp y z

22z28、下列水质模型不正确的是（ ）cm

2(UH

2P)e 1BODcc

k x 5计算河流混合区稳态浓度可用

0 1

3 cQ uz2 u(2Bz)2 H Exueec(x,zH Exuee

exp(4Ex)exp(

)4Ex z z z连续点源河流一维稳态解c(x,t) M

4E4Et

(xut)2kt 4Et 1x xx29、确定河流中污染物降解速率k1方法中，不正确的是（ ）A.现场实测 B.室模拟实验测定C.公式计算和经验估值 D.分子扩散试验测定30、岸边排放方式，计算排放点至充分混合断面的纵向距离公式是( )Lm

0.4VB2Ez

Lm

0.068VB2EzL

86400ulnk2

(1D

k2

k 1) D. L

0.1

VB20m k k k c k m E02 1 1 0 1 z31、恒定连续源排放，湖泊水质浓度公式( )c M 1 c 0

c(t)(c

)exp(k

)t1kt

0 V

1 t 1d d C.c(t)cexp(k1)t

1

exp(k

1 )td)td0 1

t QkVd 1V XVg Hg

12

t D.c

)Q

exp Y2

U

e p 2U

22

22 y z y z 32、不影响河流水质浓度计算的因素有( )排放口位置是设在河中心还是设在岸边和污染物排放量大小河流流速和污染物降解速率排放污水中细菌浓度的高低污染物是瞬时排放还是连续排放33、下列说法不正确的有( )紊动扩散系数是流体运动状态的反映，与水温和水的密度等水的性质无关一般来说，E E E，且数值上E E Ex y z x y zS-P模型是非稳态模型，主要用于河流中有机污染物的浓度计算在天然河流中，纵向剪切离散比紊动扩散作用大得多34、淡水最大密度时的温度为（ ）4℃左右 B.3℃左右 C. 2℃左右 D. 0℃左右35、当水体中的温度升高时，水中氧气的溶解度（ ）A.降低 B.升高 C.不变 D.可能升高,也可能降低36、河流水质模型中，有机物生化反应符合一级反应动力学规律，即( )反应速率与该有机物浓度的一次方成正比反应速率与该有机物浓度的二次方成正比为零忽略河流混合的第一、二阶段 Vz237c(xz

DVx4Dx)，下列说法不正确的是( ) g/(·s)二维扩散方程Vx

D2cz2

c(x,0下的解适用于无界空间均匀层流扩散瞬时线源二维扩散方程的解( Dt( Dt)338c(rt

exp(4Dt) ,r2x2y2z2，则t时刻的等浓度面( )同轴圆柱面 B.同心圆球面 C.倾斜平面 D.旋转抛物面39t

Vcx

K2cx2

kc1

那么在距离排放点下游x处的污染物浓度峰值表达式（ ）A.c c01kt1d

H2B.c(x,0,0)

y z

exp22114x2kK1xVK2c

(x)

M 1M 12Ax

Vx)

,max

2K 2c

2(UH2P)m e 140qx

Dc中，下列说法不正确的是( )xq xg/(m2·s)xq始终为正值x公式右边负号表明扩散方向与浓度梯度方向相反扩散质可以从低浓度向高浓度方向扩散41、最容易发生富营养化污染的水体( )。A河流 B.湖泊 C.海洋 D地下水42、大气浓度预测公式中的σy,σz指（ ）A.横向扩散系数和纵向扩散系数 B.横向扩散系数和垂向扩散系数C.时间扩散系数和纵向扩散系数D.横向扩散参数和垂向扩散参数43、产生紊动混合的主要因素是( )A.风力 B.水力坡度 C.密度差异 D.温度差异44、在河流中，影响污染物输移的主要物理过程是（ ）A.随流输运 B.横向扩散 C.纵向扩散 D.以上三者43、随流输移扩散过程中，保守污染物的（ ）保持不变。A.所处位置 B.污染物的浓度 C.污染物的质量通量 D.污染物的质量45、在潮汐河口和海湾中，最重要的物质输移机理是（ ）A. 垂直输移 B.潮汐输移 C.扩散 扩散46、河流中污染物降解速率k1的影响因素，下述不正确的是（ ）A.水体温度 B.河流结构和水流条件 C.污染物种类 D.分子扩散系数47、示踪剂实验法测定紊流扩散参数，选择示踪物质时不正确的是（ ）A.具有在水体中不沉降、不降解、不发生化学反应 B.测定简单准确C.对环境无害 D.与水体密度不同，如石油类物质48、应用水质模型时，不正确的说法是（ ）大多数河流均采用二维稳态模型一般不采用三维模型不考虑混合过程的重金属污染物、部分有毒物质和其它保守物质的下游浓度预测，可采用零维模型对于大中型河流的废水排放，横向浓度梯度较为明显时，需要采用二维模型进行计算49、不影响河流水质浓度计算的因素有( )排放口位置是设在河流中心还是设在岸边和污染物排放量大小河流流速和污染物降解速率污染物是瞬时排放还是连续排放排放污水中细菌浓度的高低50、下列说法不正确的有( )A.紊动扩散系数是流体运动状态的反映，与水温水的密度等水的性质无关B.一般来说，E E E，且数值上E E Ex y z x y zS-P模型是非稳态模型，主要用于河流中有机污染物的模拟计算D.在天然河流中，纵向剪切离散比紊动扩散作用大得多51、下列说确的有( )A.浮射流一定是变密度的流动，其密度佛汝德数大小是变化的B.河流的横向扩散系数一定大于横向混合系数C.射流出口的平均流速越大，则射流扩散角就越大D.条缝平面射流的浓度扩散角一定小于直径等于条缝宽度的圆断面的浓度扩散角52、淡水最大密度时的温度为（ ）4℃左右 B.3℃左右 C. 2℃左右 D. 0℃左右53、湖水中如果有氧气向空中逸散，则水中的溶解氧处于（ A ）A.过饱和 B.未饱和 C.缺氧状态 D.饱和度刚好达到100%54、当水体中的温度升高时，水中氧气的溶解度（ ）A.降低 B.升高 C.不变 D.可能升高,也可能降低55、河流中氧气的主要来源是（ ）A.光合作用 B.空气中氧气的溶解