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文档简介

《水力学》复习题A(专升本)一、单项选择题1、某流体的运动粘度=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )A、3.75×10-9Pa·s B、2.4×10-3Pa·sC、2.4×105Pa·s D、2.4×109Pa·s2、断面比能Es随水深h的变化规律是( )A、Es存在极大值 B、Es存在极小值C、Es随h增加而单调增加 D、Es随h增加而单调减少3、在水力学中,单位质量力是指( )A、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。4、根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( )A、宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B、自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C、三角堰、梯形堰和矩形堰 D、溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰5、液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 ( )A、1kN/m2 B、2kN/m2 C、5kN/m2 D、10kN/m26、水力学中的一维流动是指( )AB、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。7、在缓坡明渠中不可以发生的流动是( 。A、均匀缓流;B、均匀急流;C、非均匀缓流;D、非均匀急流8、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d)A、8; B、4; C、2; D、19、闸孔出流的流量Q与闸前水头的)成正比。A、1次方 B、2次方 C、3/2次方 D、1/2次方10、测量水槽中某点水流流速的仪器有 ( )A、文丘里管 B、毕托管 C、测压管 D、薄壁堰二、填空题1、圆管流的下临界雷诺数Rek

为 。2在相同的作用水头作用下同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量 (“大、“小”、“不能确定”)。34、水跃函数相等的两个不同水深称为 。5a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2弗汝德数Fr沿程 (填“增大“减小”或“不变。6、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的次方成正比。7、泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深h的共轭水深h’’h(hc c t t为下游河道的水深,填写“”符号)。8、理想液体流动时,切应力τ= 。9、如图2.1所示,B点的相对压强p= KN/m2(γ =13.6γ)水银图2.1 图2.210、图2.2所示长管中点的相对压强p= 米水柱。三、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。()2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。()3、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。()4、粘滞性是液体产生水头损失的内因。()5、谢齐系数C的单位是m。 ()6、在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。()7、矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。()8、断面比能沿流程总是减小的。()9、层流时,沿程水头损失h与断面平均流速的2次方成正比。()f10、恒定流是各空间点上的运动参数都不随时间变化的流动。 ( )4.14.2五、计算题

图4.1 图4.2《水力学》试卷 (第2页,共2页)15.1G=19.6kN,AAh=2.1m,T。图5.125.2)D=7.5cm,喷嘴出口d=2.0cmH=5.5m0.5m。用压力p4.9Ncm2如用手握住喷嘴,需要多大的v=0,1。0图5.2《水力学》复习题B(专升本)一、单项选择题11.1图1.1A、1-1断面和2-2断面 B、2-2断面和3-3断面C、1-1断面和3-3断面 D、3-3断面和4-4断面2、如图1.2所示,孔板上各孔口的大小形状相同,则各孔口的出流量是( )A、Q

1.2>Q

Q=Q

、Q<Q

D、不能确定A B A B A B31.3A、B,两管材料、直径相同,长度λ2λB A( )A、h

1.3=h

h

=2h

Ch

=1.41h

D、h

=4hfB fA

fB fA

fB fA

fB fA4、如图1.4所示,水泵的扬程是( )A、Z1

1.4

B、Z2

CZZ1 2

DZZ+h1 2 w5、根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( )A、宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B、自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C、三角堰、梯形堰和矩形堰 D、溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰6、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d)A、8; B、4; C、2; D、17、在明渠中不可以发生的流动是( )A、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、在下列底坡渠道中,不可能发生明渠均匀流的底坡为( )A、平坡 B、缓坡 C、陡坡 D、临界坡9、流体动力粘度的单位是( )A、Pa·s B、m2/s C、N/m2 D、N·s《水力学》试卷 (第2页,共2页)10、水流在等直径管中作恒定流动时,其测压管水头线沿程( )A、下降 B、不变 C、上升 D、可上升,亦可下降11、圆管水流中的下临界雷诺数等于( )A、2000 B、1500 C、3000 D、500012b=2mQh1

=1m渐变到h2

=2m,其雷诺数之比Re/Re为( )1 2A、1/2 B、2 C、4/3 D、3/213、在平衡液体中,质量力与等压面( )A、重合; B、平行 C、相交; D、正交。14、某流体的运动粘度=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )A、3.75×10-9Pa·s B、2.4×10-3Pa·sC、2.4×105Pa·s D、2.4×109Pa·s15、断面比能Es随水深h的变化规律是( )A、Es存在极大值 B、Es存在极小值C、Es随h增加而单调增加 D、Es随h增加而单调减少二、填空题1,。2、恒定流是各空间点上的运动参数都不随 变化的流动。3、水由孔口直接流入另一水体中,称为 出流。4、牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。5、只受重力作用,静止液体中的等压面是。6hhFr1(填写、、k符号)7、某点的绝对压强为95kN/m2,则该点的相对压强为kN/m2,真空度为kN/m2。8、水跃函数相等的两个不同水深称为 。在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深 。9、根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为和。10mibn1

>n,在通2过相等流量时,其均匀流水深(即正常水深)的相对大小为h h。1 211、圆管层流运动的沿程阻力系数λ= 。12、处于相对平衡的液体中,等压面与 力正交。13.尼古拉兹试验表明,当管道的尺寸及粗糙度一定时,随着流量的加大,紊流区的变化为 。14.水力坡度是单位长度流程上的 。15.层流时,沿程水头损失hf

与断面平均流速的 次方成正比。三、名词解释题1、粘性2、断面平均流速3、粘性底层4、短管5、临界底坡四、计算题1、4.1d=200mm,d=100mm,水银差压计读数1 2y=20mm,水银密度ρ=13.6×103kg/m3Q。(15)m图4.12有一梯形渠道底宽 b=10水深h=3边坡为糙率n=底坡i=0.001。如流动在湍流粗糙区,求通过的流量。《水力学》试卷 (第2页,共2页)参考答案:一、单项选择题(每小题2分,共20分)BBCABDBBDB二、填空题(220)12300或2000 2、大 3、大 4、共轭水深 5、陡坡,缓流,减小63/2 7、 8、0 9、9.8 102三、(每小题1分,共10分)1、错误2、错误3、错误4正确5错误6、错误7、正确8、错误9、错误10、正确一、单项选择题(2×15=30)CBADABCADAADDBB二、填空题(2×15=30)1、液体存在粘滞性和边界的影响 、时间 3、淹没 、层流运动,牛顿液体5、水平面 6、, 72,不存在8、共轭水深,越小 9、短管,长管 10、大于11、四 12、质量力 、光滑区、过渡粗糙区、粗糙区 14、沿程水头损失 15、一三、名词解释(15)1、粘性:当液体间出现相对运动时就会产生一种力来阻碍相对运动的特性。2、断面平均流速:一种假象的流速,假设断面各点流速都相等并等于断面平均流速,断面通过的流量不变。3、粘性底层 :流动液体紧贴固体边壁的一层流层,粘性底层液体处于层流流动状态。4、短管 :在管道水力计算时,沿程水头损失、局部水头损失和流速水头都不能忽略的管道。5、临界底坡:明渠均匀流的水深和临界水深相等时明渠的底坡。一、名词解释:1、示踪质:某一种在水体中扩散和输移时不发生化学和生化反应的物质,并且它的存在不会引起流场特性的改变。2、剪切流离散:剪切流中由于流速分布不均匀使污染物(或示踪质)随流散开的现象,称之为剪切流离散。3、时间连续源:污染源处所排放的污染物浓度大小随时间保持不变。4、污染带宽度:在不受边界约束的情况下,横向扩散的范围可延伸至无穷远,5%时,该点即认为是污染带的边界点。5、生化需氧量:在好气性条件下,细菌把有机废物氧化成二氧化碳、水和其它简单无机物质,其所需氧气的数量称为生化需氧量。6520℃55mg/l7((DO,BOD等,在其它诸因素(如物理、化学、生物等)作用下随时间和空间变化关系的数学表达式。8BODBOD二、回答问题:1、简述分子扩散的菲克定律,分子扩散方程,写出其表达式及各项意义。答:分子扩散的菲克定律是:单位时间内通过单位面积的溶解物质的质量与溶解物质质量浓度在该面积法线方向的梯度成比例,用数学表达式表示为:qDci i

c,分子扩散方程:t

D 2cDxx2 y

2czy2Dz

2cz2

其中c为溶质浓度,Di为各个方向的分子扩散系数,q为扩散通量。i2、写出一维分子扩散方程的基本解该基本解,该基本解对求解紊动扩散、剪切流离散有何意义?4Dt答一维分子扩散方程的基本解为:c(x,t)4Dt

exp(

x24Dt

)。当知道一维分子扩散方程的基本解,就可以将紊动扩散、剪切流离散与分子扩散进行比较,3、污染源的移流扩散方程与分子扩散方程有何不同?如何利用分子扩散方程的基本解求解移流扩散方程?答:分子扩散方程研究的是污染物在静水中的扩散。而移流扩散方程研究的x,xutx4、分子扩散系数D与紊动扩散系数E、纵向离散系数E意义有何区别?lED理属性,它与流动状态无关。纵向分散系数El

是通过类比分子扩散系数来定义的。El

反映了断面流速分布不均匀所产生的纵向纵向对流分散作用,与分子扩散类似,对于一维分散方程来说,它在整个断面上取一个值。5、离散与扩散有何区别?如何确定紊流管流的纵向离散系数、明渠水流的纵向离散系数?答:离散是由于流速沿断面具有梯度,即流速沿横断面上的分布不均匀所产au* *K=5.86hu,h*6、定性绘制中心排放沿河道中心线及岸边的纵向浓度分布曲线。说明岸边排放的纵向浓度分布曲线与中心排放的关系。沿中心线分布沿中心线分布0C/C1.81.61.41.210.80.60.40.2000.050.1x0.150.2沿岸边分布沿岸边分布0C/C1.210.80.60.40.2000.050.1x0.150.2当x=0.1所对应的距离就是断面上达到均匀混合所需的距离Lm,岸边排放需要四倍的中心排放距离才能达到断面上的均匀混合。7、何谓复氧?简述复氧过程的途径。答:水中氧气不断地消耗,同时也会得到补充,称为复氧。途径:除上游河8、何谓水质模型?其意义何在?答:水质模型是一些描述水体(如河流、湖泊等)的水质要素(如 DO,BOD等,在其它诸因素(如物理、化学、生物等)作用下随时间和空间变化关系的数学表达式建立水质模型的意义就是力图把这些互相制约因(如水力学水文物理化学生物生态气候等的定量关系确定下来对水质进行预报,为水质的规划、控制和管理服务。三、计算题Q=103.7m³/su=0.07m/s,S=0.0005C=30kg/m* f u³Q=0.5m³/su试对废水投放点分别位于明渠中心或侧壁两种情况下的横向扩散进行研究。假定垂向扩散瞬间完成。计算上述两种情况下在明渠整个宽度上达到完全混合所需要的距离。L=0.5kmL=20km1解:(1)横向扩散系数:Ez中心排放Lm=0.1*uB2E

2=0.15hu*

=0.15*1.09*0.07=0.01145z90.62∴Lm=0.1*1.05*0.01145 =75.27kmuB2岸边排放Lm'=0.4 =301.1kmEz(2)中心排放0.011450.01145*5001.05EExzu

=6.92

=16.15m同理当L2=20km=20000m 2b=102.17m在500m处:c(xb=exp(-ub2

)=0.05=exp(-

1.05*b2

)得b=8.08mc(x,0) 4Exz

4*0.01145*5000.5kmM.

0..30h Ex/z1.05*1.09 *0.01145*500/1.05所以5%Cmax=0.079g/L浓度为最大浓度的50%处的b为:c(xb=exp(-ub2

)=0.5代入有关值得b=3.89mc(x,0) 4Exz浓度为最大浓度的90%处的b=1.52m浓 度 为 最 大 浓 度 的 80%~40% 处 的 b2.21m,2.79m,3.34m,3.89m,4.47m

依 次 为b-8.08-4.47-3.89-3.34-2.79-2.21-1.520c0.0790.6320.790.9481.1061.2641.4221.58b1.522.212.793.343.894.478.08c1.4221.2641.1060.9480.790.6320.07920km处断面上最大浓度c(xb=exp(-ub2

)=0.05=exp(-

1.05*b2

)得b=51.12mc(x,0) 4Exz

4*0.01145*20000m.h Ex/z

.30

1.051.05*1.09 *0.01145*20000/1.05所以5%Cmax=0.013g/L浓度为最大浓度的90%处的b=9.58m浓 度 为 最 大浓 度 的 80%13.95m,17.63m,21.11m,24.59m,28.27m

40% 处 的 b 依次 为由岸边排放浓度与中心排放浓度规律可知岸边排放浓度是中心排放浓度的2倍四、计算题废水经初步处理后,五日生化需氧量为130毫克/升,排污量为75000米。河流20℃,溶解氧为饱和溶解度的75%解:BOD=130mg/L5BOD=2mg/L5T=20℃混合水溶解氧:75000m3/0.868m3/sT=20℃查表得O=9.17mg/Ls河水的溶解氧=9.17*75%=6.88mg/L混合水体溶解氧:

6*6.8860.868

=6.01mg/L50.868*1306*2=18.18mg/L0.8686初始生化需氧量L0= L(5) =

18.18

=25.48mg/L1k

(5)) 10.25*1初始氧亏D0=9.71-6.01=3.7mg/LU k k DXc= ln{k2k1

k2[1-(1

k2-1)1

L0]}0k 0.4 D 3.72= =1.6k 0.251

0= =0.145 k k=0.15L 25.48 2 10U=2.4*24=57.6km/日所以Xc=145.53kmkD=k1

L0 [exp(-xk/u)-exp(-xk/u)]+Dexp(-xk/u)1 2 0 2k2 1D=0.25*25.48 [exp(-x*0.25/57.6)-exp(-x*0.4/57.6)]+3.7*exp0.40.25(-x*0.4/57.6)=42.47*当x=0.25*Xc=3

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