【水力学】-水力学章节复习题及答案

《水力学章节复习题及答案》第一章选择题（单选题）按连续介质的概念，流体质点是指）（a）流体的分子（）流体内的固体颗粒（）几何的点（）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。（）（）（）（）（）表面张力。（）（）（））N/kg（）m/s2。与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（）（a）剪应力和压强（）剪应力和剪应变率（）剪应力和剪应变（）剪应力和流速。水的动力黏度μ（）（）（）（）（）不定。（）（）m/s2（）N/m2（）kg/m（）Ns/m2。（）（）（）（）（）符合p

RT。0.005Pas850kg/m3，试求其运动黏度。解：

0.005

5.882106（m2/s） 850答：其运动黏度为5.882106。60cm×40cm5Kg0.84m/s。mU20°GFsTG解：平板受力如图。G沿s轴投影，有：Gsin20T0TU

AGsin∴ Gsin20 59.807sin200.6103

（kg ） UA

0.60.40.84

5.0102

ms答：油的动力黏度5.0102kgms。为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为0.8mm；涂料的黏度=0.02Pas0.9mm50m/s，试求所需牵拉力。U 50100020mmmmτUT50020mmmmτUT500sτUUN

0.020.82

20（kN/m2）Tdl0.810320103201.01（N）答：所需牵拉力为1.01N。图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数 。求膨胀水箱的最小容积。V散热器散热器锅炉VV解：∵VVV T∴V

VT0.000518500.204（m3）V答：膨胀水箱的最小容积0.204 m3。第二章习题答案选择题（单选题））（a）（）压应力和拉应力）压应力和剪应力（）压应力、拉应力和剪应力。（）（a）（）1（）（）液面压强。（）（a）绝对压强（）相对压强（）绝对压强加当地大气压（）相对压强加当地大气压。某点的真空度为，当地大气压为（）（a）（）（）（）。p

abs

ppV

pa

（）（a）p

abs

=p+pV

（）p=p

+pabs a

（）pV

=p-pa

abs

（）p=p+p。V VU形水银测压计，其中13点位于同一水平面上，其压强关系（）3321水汞（a）p>p>p（）p=p=p（）p<p<p（）p<p<p。1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 1 3pUABh=10cmp-ppA A B

）hhp（a）（）（）（）。露天水池，水深5m（）（a）（）（）（）。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 为）DDDym3（a）（）（）（）。在液体中潜体所受浮力的大小（）（a）与潜体的密度成正比（与液体的密度成正比（与潜体淹没的深度成正比；（d）与液体表面的压强成反比。密闭容器，测压管液面高于容器内液面h=1.8m，液体的密度为850kg/m3，求液面压强。pp0hppghp8509.8071.80 a a相对压强为：15.00kPa。绝对压强为：116.33kPa。答：液面相对压强为15.00kPa，绝对压强为116.33kPa。A点高A点在水下，求水面压强。p01.5mA

0.4m解：p p p1.1g0 ap 49001.110009.807ap 5.888a5.888kPa。95.437。答：水面相对压强为5.888kPa，绝对压强为95.437。mp0。解：p0

汞水2.5Δ水2.3Δ1.2Δ水2.5Δ水2.3Δ1.2Δ4p1.45 Hg

g1.4gp2.31.2a Hg

g1.2g1.4Hg

g1.4gp 2.32.51.21.4a Hg

g2.53.01.21.4gpa2.51.21.413.63.01.21.4ggpa265.00p0265.00kPa。3\矩形闸门高h=3m，宽b=2mh1

=6m，下游水深h2

m（1）作用在2）压力中心的位置。解：解析法。hh1hh2Pp1 1

Ag1

1.5hb1.5980732264.789（kN）bh3I 12 1

h2y y D1 C2 y

C 4.5 4.52 A 4.5bh 4.5 12C2 1 20.250.754.667（m）4.5Pp2 2

Ag2

1.5hb39.80732176.526（kN）Iy y CI

1 y2

IC120.753.25）D2 C1

y A y C1C1 C1

A 3合力：PPP1

88.263（kN）合力作用位置（对闸门与渠底接触点取矩：yPPy Py D 1 1 2 2 D2Py Py y 1 1 D1 2 2 D2D P264.7894.667176.5264.53.2588.2631.499（m）b（）作用在闸门上的静水总压力88.263N（）压力中心的位置在闸门的几何中心，b即距地面

(1.5m, 处。22.232m，圆心角30，半径R=3m，闸门转轴与水平齐平，试求作用在闸门上的静水总压力的大小和方向。RAαh（）水平压力：P

BRsin2

gb

3sin302

29.807x 2 222.066（（→）（2）P

Vgg R2

11RsinRcosz 9.807

12 232sin30cos30

2 12 2 θPθP7.996（（↑）合力：P2P2P2P2x zP

23.470（kN）22.066222.06627.9962arctan

z19.92Px答：作用在闸门上的静水总压力P23.470kN，19.92。第三章习题答案选择题（单选题）（）（a）流动随时间按一定规律变化（）各空间点上的流动参数不随时间变化（）各（）迁移加速度为零。（）（a）流线是直线（）速度分布按直线变化（）流动参数是一个空间坐标和时间变（）流动参数不随时间变化的流动。（）（a）当地加速度为零（）迁移加速度为零（）向心加速度为零（）合加速度为零。变直径管，直径d1

=320mm,d2

=160mm,流速v1

=1.5m/s。v2

（）（a）（）（）。第四章习题答案选择题（单选题）A1B43B2A、2、、A1B43B2A（）p=p）p=p1 2 3 4

（）

z+p =z+p2（）11 g 2 g1

z+p =z+p4。33 g 4 g3伯努利方程中z+p +v2表示）g 2g（）（）（）单位体积流体（）通过过流断面流体的总机械能。水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系（）2112（a）p>p1

）p=p1

（）p<p1 2

）不定。）（）（）（）（）前三种情况都有可能。黏性流体测压管水头线的沿程变化是（）（）（）（）（）前三种情况都有可能。4.14 一吹风装置，进排风口都直通大气，风扇前、后断面直径d1d2=1m，排风口直径m sd=0.5m，已知排风口风速v=40 / ，空气的密度=1.29kg/m3，不计压强损失，试求风m s3 3pp。1 2解：以过轴线的水平面为基准面，以d及d截面列伯努利方程：2 3p v2 p v223 22 3323g 2g g 2g其中p3

0，v3

40

（，2

1.0，v3 2

vd233 d232∴ v2

d 4 1.29 0.54

（Pa）p 2 v2v2

231 3 2 40211.0967.52 3 2

d2

从大气到d1断面，列伯努利方程：p p v210a0 111g g 2g其中1

1.0，

p 0a

（相对压强，vv1

vd233 d232∴ 1.29 0.54

（Pa） p 1

v222 12

2 4021.0 64.5 D d答：风扇前、后断面的压强p1

64.5p

967.5。4.17Q=0.4m3/s，主管直径D=0.4m/s，喷口直径d=0.1m，水头损失不计，求水流作用在喷嘴上的力。（）v2

QA2

0.44

50.93（m/s）vQ1 1

0.440.42

3.18（m/s）取过轴线的水平面为基准面，列螺栓断面与出口断面的伯努利方程：p v2 v21 110 221g 2g 2g∴

v2

d 4 1000

p2 v2v2

221 1

50.9323.1822

1291.8541 2 1

d2（2）取控制体如图所示，列动量方程。v2v1Q2

FvpAF1 11∴FpA11

Q2

v11291.8540.4210.43.18143.239（kN）4答：水流作用在喷嘴上的力为143.239 kN。第七章部分习题答案选择题（单选题）水在垂直管内由上向下流动，测压管水头差 h，两断面间沿程水头损失，则：（a）（a）h。f f f f恒定均匀流动过流断面上切应力分布为：（b）（a）在过流断面上是常数；（b）管轴处是零，且与半径成正比；（c）管壁处是零，向管轴线性增大；（d）按抛物线分布。圆管流的下临界雷诺数（d）（a）（b）随流体的密度变化；（c）（d）不随以上各量变化。在圆管流中，紊流的断面流速分布符合： （d）p166（a）（b）（c）（d）对数曲线规律。在圆管流中，层流的断面流速分布符合： （c）（a）（b）（c）（d）对数曲线规律。7.8.圆管层流，实测管轴线上流速为 4m/s，则断面平均流速为 :（c）（a）4m/s；（b）3.2m/s；（c）2m/s；（d）1m/s。计算题【7.16d=150mm，Q=16.3m3/hν=0.2cm2/s，试求每公里（层流的沿程损失计算）解：平均流速v4Q

416.3

0.2563m2

141523600雷诺数Revd

0.25630.15192223000.2104沿程摩阻系数64 64

0.0333Re 1922沿程水头损失h

l v2 0.033310000.25632

0.744mf d2g 0.15 19.6【7.2750mm，1215m3m，Q=6L/s，水银压

系数。达v4Q

40.006

3.06m/sd2 14052汞h (汞f 水

1)hp

12.60.253.15m hlf

3.150.0519.6

0.0222 153.062d2gPAGEPAGE55第十一章 渗 流1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 ( )2、达西定律既适用于层流渗流，又适用于紊流渗流。 ( )3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。 ( )4、在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。 ( )5、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。 ( )6、在均质各向同性土壤中，渗流系数k ( )(1)在各点处数值不同； (2)是个常量； (3)数值随方向变化； (4)以上三种答案都不对。7、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关： ( )(1)上游水位 (2)渗流系数 (3)上下游水位差 (4)边界的几何形状8、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速 ( )(1)加大 (2)减小 (3)不变 (4)不定9达西定律的表达式为 符合达西定律的渗流其沿程水头损失hf与流速v的 次方成正比。10、完全井与非完全井的区别是 。11、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。12、图示为某河道下面的水平不透水层，其高程为115.0m。河道在筑坝前的水位为122.0m，岸边有地下水流入，测得A123.5Al=670k=16m／d米／天q。若筑坝后河124.0mA处水位将抬高多少？(0.278m2/day;1.7m)13、某水闸地基的渗流流网如图所示。已知H1=10闸底板厚度δ=0.5m。地基渗流系数k=1× -5 ／s。10 m求：(1)ApA；(2)Bub(s1.5m)；(3)123(以下游河底为基准面)。 (73.5KN/m2;6.7106m/s;h=h=8m;h=4m)1 2 314h1=12mh2=2100.0BC三点的高程分别为Z=98.0m，Z=96.0，Z=97.0m。求：(1)A、B、C（以下游水面为基准面；(2)A、B、C三点的渗流压强。 (h=h=5m;h=2m;p=88.2KN/m2;p=107.8KN/m2;p=68.6KN/m2;)A B C A B C15Hqvh。渗流系数为k，井的半径为r0。试求井周围渗水层中的浸润线方程。 (z2h2

0.733qv

lgr )0 k 016kt(r0)v流井。流量为qv时，井中水位为h0，试求含水层的测压管水头线方程。 ( z2h2 q lnr )v0 r017、如图所示，在渗透仪的圆管中装有均质的中沙，圆管直径d=15.2，上部装有进水管，及保持恒定水位的溢流管bqv=2.83cm3／s2－23－3算渗透系数。0.0467cm/s18、一含水层宽(垂直纸面b=500mL=2000m，k1=0.001cm／s，k2=0.01cm／sT=4m(5.45104m3/s;2.7105cm/s)19M=15m的含水层，用两个观测井（l=200m）164.22m2中的水位为63.44m。含水层由粗砂组成，已知渗透系数k=45m/d。试求含水层单位宽度（每米）的渗流量q。(2.63m2/d)20、如图所示，一渠道与一河道相互平行。长l=300m，不透水层的底坡i=0.025，透水层的渗透系数k=2*10-3cm/s。当渠h=2mh=4m时，求渠道向河道渗流的单宽渗流量，并计算起浸润线。9.434103cm2/d)1 221k=2*10-3cm/si=0.0051000m2.5m1m10m，1000m处的原地下水位仍保持不变。试计算建库前和建库后的单宽渗流量。2.64103cm2/s;4.3103cm2/s)2