【水力学】-水力学试卷3及答案

水力学试卷(3)一、填空题（每空1分，共30分）1.水力学的研究方法包括( )、( )、( )。液体的主要物理性质为（）、（）、（）、（）、（）、（）。水力学研究的两大基本规律：一是关于液体平衡的规律，即（）；二是关于液体运动的规律，即（）。4.计算平面上静止液体作用力的两种方法是()、()。5.静止液体中压强的表示方法为（）、（）、（）。6.描述液体运动的两种方法()、()。7.液体运动的两种型态()、()。8.实际液体恒定总流的能量方程的适用条件为（）、（）、（）、（）、（）。9.有压管路中水击分为()、()。10.()、、()。二、名词解释（每个4分，共20分）1.经济流速2.断面比能3.管网总成本4.水跃5.渗流系数三、简答（每题5分，共20分）什么是水力学？（5分）明渠中水流的流动形态和判别方法分别有哪些？（5分）3.何为有压管路中的水击？水击的类型有哪些？（5分）4.简述渗流系数及其确定方法？（5分）四、计算题（30分）1.z＝2m、B两点的位置zAB＝1．2mp0＝105kPa(绝对压强)，1所示。试求：①A、B两点的绝对压强和相对压强；②A、B两点的测压管水头。（10分）2.有一沿铅垂直立墙面敷设的弯管（2所示），90O，起始断1—12—2L4m,ΔZ3m，已1—1p1112.5KPa，两断面之间水头损失hw为，dQ为2/s时，水流对弯头的作用力。（20分）（图1） （图2）水力学试卷(3)答案一、填空题（每个1分，共30分）理论方法、实验方法、量纲分析法惯性、质量与密度，万有引力与重力，粘滞性与粘滞系数，压缩性及压缩率，表面张力，汽化水静力学，水动力学4.解析法、图解法5.绝对压强、相对压强、真空度6.拉格朗日法、欧拉法7.层流、紊流8.9.直接水击、间接水击10.薄壁堰、实用堰、宽顶堰二、名词解释（每个4分，共20分）1.经济流速－使给水工程的总成本最低的管网流速。2.以渠底水平面为基准面所计算的过水断面上单位重量液体所具有的总能量。3.管网总成本－包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之和。4.水跃－当明渠恒定非均匀流的流态由急流变为缓流时会出现一种水面突然跃起的水力现象，称为水跃。5.渗流系数-渗流单位水力坡度上的流速，是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的大小取决于土壤颗粒的形状、大小、不均匀系数及水温等。三、简答题（共20分）水力学是一门技术科学，是力学的一个分支，也是不少专业、特别是水利类（主要是水的平衡和机械运动明渠水流的流动形态有缓流、临界流、急流三种。明渠水流形态的判别方法有流速判别法（包括静水波速vw判别法和临界流速判别法）， <vw或 <vk为缓流， =vw或 =vk为临界流 >vw或>vk为急流；弗劳德数判别法，Fr=1临界流，Fr〈1缓流，Fr〉1急流；能量判别法（包括动能和势能判别法、比能曲线法、dE/dh判别法），重力和惯性力判别法，临界水深判别法， 缓流， 临界流， 急流；临界底坡判别法， 缓流， 临界流， 急流。（5分）当有压管中的流速因某种外界原因而急剧发生变化时，将引起液体内部压强水击的类型按水击的危害大小分为直接水击和间接水击。（5分）渗流系数指渗流单位水力坡度上的流速，是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的大小取决于土壤颗粒的形状、大小，不均匀系数和水温等。渗流系数的确定方法有：经验法，室内测定法，野外测定法（或现场测定法）。（5分）四、计算题（共30分）1.解根据题中所给条件，先求压强，再求测压管水头。A、BA点绝对压强B点绝对压强(2)A、B两点相对压强A点相对压强B点相对压强3)A、BA、B两点测压管水头为2.解：(1)求管中流速：v=Q/A=4Q/πd2=(4×0.08)/(3.14×0.252)=/s(2)求2—2断面中心处动水压强p2以2—2断面为基准面，对1—1于2—2断面些能量方程为：ΔZ+p1/ρg+αv2/2g=0+p2/ρg+αv2/2g+hw将hw=，p1=112.5KPa代入上式，可求出：p2=140.4KPa（3）求弯头内水重：G=ρgV=ρgLπd2/4=1.92KN(4)计算作用于1—1断面于2—2断面上动水总压力为：FP1=p1πd2/4=5.5KNFP2=p2πd2/4=6.9KN(5)X,Y3所示。FRxFRy沿x方向的动量方程为：ρQ(0-βv)FP1FRxFRx=5.63KN沿y方向的动量方程为：ρQ(-βv-O)=FP2-G-FRy解得：FRy=5.11KN管壁对水流的总作用力为：FR=（FRx2+FRy2）1/2=7.6KN令总作用力与水平轴之间的夹角为θ则：θ=arctg(FRy/FRx)=42o14′FR的大小相等，方向相反。（20分）水力学试题第一部分 选择题(共20分)102201.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( )×10-9Pa·×10-3Pa·s×105Pa·×109Pa·s2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是2-23-33-34-43.如图所示孔板上各孔口的大小形状相同则各孔口的出流量是( )>QA B=QA B<QA BD.不能确定4.并联管道AB，两管材料、直径相同，长度( )

=2 ，两管的水头损失关系为BA. =B. =2C.D. =45.如图所示，水泵的扬程是( )A.B.C. +D. + +6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( )A.给定水深，求底宽bB.给定宽深比hbC.给定最大允许流速hbmaxD.给定水力坡度J，求水深 与底宽7.断面单位能量 随水深 的变化规律是( )存在极大值 B. 存在极小值随 增加而单调增加 D. 随 增加而单调减少8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是( )型型型型3 3 3 39.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10.速度、长度、运动粘度v的无量纲组合是( )B. C.D.第二部分 非选择题(共80分)二、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分)不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的 成正比。12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随 变化的流动。13.圆管流的临界雷诺数Rec

为 。14.水由孔口直接流入另一水体中，称为 出流。15.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 。16.渠道中的水深h大于临界水深hc

时，水流流态为 。17.水跃函数相等的两个不同水深称为 。18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为 。19.达西定律适用于 渗流。20.具有自由液面的水流模型试验，一般选用 准则设计模型。三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)21.粘性22.断面平均流速23.粘性底层24.短管25.临界底坡四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)26.试述液体静力学的基本方程 及其各项的物理意义。27.如图所示，一倒置U形管，上部为油，其密度ρ =800kg/m3，用来测定水管oil中的A点流速u，若读数△h=200mm，求该点流速μ。A A28.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?29.试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M2

型水面曲线的变化趋势。五、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分)30AB，b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重，AAh=，T。31d=200mm，d=100mm，水银差压1 2ρmQ。32.有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m,底宽b=，渠中水深h=,0粗糙系数，通过的流量Q=6m3/s，试求沿程水头损失。33.水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=3/s,各段管长l=l=100m,l=50m,l=200m,d=d=200mm(比阻1 2 2 3 1 4a=a2/m6),d=d=150mma=a2/m6),1 4 2 3 2 3试求：(1)Q，Q2 3(2H。水力学试题参考答案课程代码：02444一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)二、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分)11.密度 12.时间或2000 14.淹没15.大 16.缓流17.共轭水深 18.急流19.均匀 20.弗劳德三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)21.相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性；或者答粘性是流体阻抗剪切变形速度的特性；或者答粘性是流体的内摩擦特性均可。22.vv23.紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。24.道。25.正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)26.物理意义：z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。：单位重量液体具有的压强势能，简称压能。Z+:单位重量液体具有的总势能。Z+=C：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。27.解：根据元流伯努利方程，如图，有：=(1-0.8)=392Pa=/s答：A/s。28.用临界雷诺数作为流态的判别标准对于管流：若 或2000，流动为层流若 或2000，流动为紊流对于非圆管道，特征长度为水力半径R，雷诺数575500或500，流动为层流或500，流动为紊流若特征长度取为当量直径，则 仍为2300或2000。29．水深小于正常水深，但大于临界水深，流动为缓流分子：h<h,J>i,I－J<00分母：h>h,Fr<1,i－Fr2>0c分式：dh/ds<0,M2

型降水曲线五、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分)30．30．ABP=ABKND，AD=GC，AC==hT=打开闸门的最小铅直拉力为311-1，2-2取 =1，有m将（2）、（3）代入（1），得v=/s2Q= =2/s32.R=C=A=bh=20

=/s= =/sm33.(1)QQ+Q=3/s2 3得 Q=3/s3Q=3/s2==选择题1.按连续介质的概念，流体质点是指：A流体分子 B流体中的固体颗粒 C几何的点D几何尺寸与流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体2.作用于流体的质量力包括：A压力B摩擦阻力C重力D表面张力3.与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是：A切应力和压强B切应力和剪切变形速率C切应力和剪切变形D切应力和流速4.在研究流体运动时，按照是否考虑流体的粘性，可将流体分为：5.流体的切应力：A当流体处于静止状态时不会产生B当流体处于静止状态时，由于内聚力，可以产生CD6.流体力学中，单位质量力是指作用在单位 液体上的质量力。A面积B体积C质量D重量7.不同的液体其粘滞性 ,同一种液体的粘滞性具有随温度而降低的特性。A相同降低B相同升高C不同降低D不同升高8.下列说法正确的是A液体不能承受拉力，也不能承受压力B液体不能承受拉力，但能承受压力C液体能承受拉力，但不能承受压力 D液体能承受拉力，也能承受压力9.静止液体中存在ABCD10.相对压强的起点是：A绝对真空B1个标准大气压C当地大气压D液面压强11.金属压力表的读值是：A绝对压强 B相对压强C绝对压强加当地大气压D相对压强+当地大气压12露天水池，水深5m处的相对压强为：A 5Kpa B 49Kpa C147Kpa D 205Kpa13.静止的水仅受重力作用时，其测压管水头线必为：A水平线 B直线 C斜线 D 曲线14.在均质连通的静止液体中，任一————上各点压强必然相等。A平面 B水平面 C斜面 D以上都不对15.任意形状平面壁上静水压力的大小等于————处静水压强*受压面面积A受压面的中心 B受压面的重心C受压面的形心D受压面的垂心16.垂直放置的矩形平板挡水，水深静水总压力P的作用点，到水面的距离y=： A1.25m B1.5m C2.0m D2.5m17lhAhf=hBhf=h+l Chf=l-h Dhf=l18.圆管流动过流断面上剪应力分布为：ABCD19.圆管流的下临界雷诺数：A随管径变化B随流体的密度变化C随流体的粘度变化D不随以上各量变化20.在圆管流中，紊流的断面流速分布符合：ABCDBCD22.输水管道在流量和水温一定时，随着直径的增大，水流的雷诺数Re就:A增大B减小C不变D不定23.半圆形明渠半径r0=4m，水力半径为：A4m B3m C2m D1m24.水从水箱经水平圆管流出，开始为层流，在保持水位不变的条件A流量随水温的升高而增加B流量随水温的升高而减小C开始流量随水温升高而显著增加，当水温增高到某一值后，流量急剧减小，之后流量变化很小D开水随温度升高而减小，当升高到某一值后，急剧增加，之后流量变化很小25.变直径管流，细断面直径为d1，粗断面直径d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是：ARe1=0.5Re2BRe1=Re2 CRe1=1.5Re2DRe1=2Re2264m/s，则断面平均流速为：A4m/sB3.2m/sC2m/sD1m/s27.圆管紊流过渡区的沿程阻力系数λ：A与雷诺数Re有关B与管壁相对粗糙度有关CReDRel28.水流在管道直径、水温、沿程阻力系数λ都一定时，随着流量的增加，粘性底层的的厚度就：A增加B减小C不变D不定29.B两种流动情况（淹没出流和自由出流，如作用水头、管长、管径、沿程阻力系数λ都相等，其流量关系为：AQA>QBBQA<QB CQA=QBD30HdQQnAQ>Qn BQ<Qn CQ=Qn D3132a01a02=4a01A2.5a02B0.8a02C0.44a01D0.4a01A15.4 B25.0 C26.5 D33.334.明渠均匀流只能出现在：A平坡棱柱形渠道B顺坡棱柱形渠道C逆坡棱柱形渠道D天然河道35.矩形水力最优断面的宽深比是：A0.5B1.0C2.0 D4.036.流量一定，渠道断面的形状、尺寸和粗糙系数一定时，随底坡的减小，正常水深将：A不变B减小C增大D不定37.水力最优断面是面积一定时，——————A粗糙系数最小的断面 B水深最小的断面C水面宽度最小的断面 D湿周最小的断面38.坡度、边壁材料相同的渠道，当过水断面的水力半径相等时，明渠均匀流过水断面的平均流速在哪种渠道中最大，——A半圆形B梯形 C矩形D三角形39.水力最优的矩形明渠均匀流的水深增大一倍，渠宽减小一倍，其他条件不变，渠道中的流量将：A不变B减少C增大D不定40.在无压圆管均匀流中，如其他条件不变，正确的结论是：A流量随充满度增大而增大 B流速随充满度增大而增大C流量随水力坡度增大而增大 D三种说法都对41.在平坡棱柱形渠道中，断面比能的变化情况是：A沿程减少B保持不变C沿程增大D各种可能都有42.下面流动中，不可能存在的是：A