水力学复习题

第一章绪论一、是非题1、在连续介质假设条件下，能够不研究液体分子运动。()2、体积模量K值越大，液体越轻易压缩。()3、液体内摩擦力与液体速度成正比。()4、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律学科。()5、在连续介质假设条件下，液体中各种物理量改变是连续。()6、液体切应力是液体一个单位面积面积力。()7、水流在边壁处流速为零，所以该处流速梯度为零。()8、牛顿内摩擦定律表明液体切应力与剪切变形成正比，并与液体粘性关于。()9、作用在液体上力分为质量力和面积力两大类。()10、图为管道流速分布图，从其对应部位取出水体B，则水体B底面切应力方向与水流流动方向相同。()二、选择题1、理想液体是()(1)粘性大液体；(2)服从牛顿内摩擦定律液体；(5)没有粘性液体；(4)具备粘性不可压缩液体。2、液体运动粘度量纲为()(1)FL-2;(2)ML-1T-1；(3)L2/T2；(4)L2T-1。3、液体弹性系数越大，液体()(1)越易压缩；(2)越不易压缩；(3)弹性越小；(4)粘性越小。4、牛顿液体应符合规律是()(1)切应力与剪切变形成正比；(2)切应力与横向压强改变率成正比;(3)切应力与横向流速梯度成正比;(4)切应力与纵向流速梯度成正比。5、液体动力粘度量纲为()(1)FL2/T;(2)FT/L2;(3)FT2/L2；(4)F2T/L2。6、牛顿内摩擦定律适用条件是()(1)理想液体，层流运动；(2)牛顿液体，均匀流；(3)牛顿液体，层流运动；(4)理想液体，恒定流。7、按照是否考虑液体粘性，可将液体分为()(1)牛顿液体与非牛顿液体；(2)可压缩液体与不可压缩液体；(3)均质液体与非均质液体；(4)理想液体与实际液体。三、填空题1、牛顿液体作层流运动时切应力=___________________,式中各项名称为__________________________。2、液体动力粘度与运动粘度关系为________________；液体体积压缩系数与体积压缩系数K关系为_________________________。3、液体质量力包含__________________；液体面积力包含___________________。4、牛顿液体是指_____________________________________________。5、单位质量力量纲为__________________-；运动粘度量纲为_______________；动力粘度量纲为____________________。6、液体连续性介质假定是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7、密度、容重、重力加速度三者之间关系为_______________，三者量纲分别是_______________、___________________和_____________________。水静力学一、是非题1、相对压强能够大于，等于或小于零。 ()2、平面上静水总压力大小等于压力中心点压强与受力面面积乘积。()3、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。()4、曲面上静水总压力水平分力等于曲面铅垂投影面上所受静水总压力。()5、静水总压力压力中心就是受力面面积形心。()6、静止液体中等压面必为水平面。()7、液体内同一水平面即为等压面。()8、图示A、B两测压管，B管中液面必定高于A管中液面。()9、当液体中某点绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。 ()10、等压面必为等势面，等压面与质量力正交。 ()三、选择题1、已知水中某点绝对压强为p＝49000Pa，如当地大气压强为98kPa，其真空高度(以水柱高度计)为 () (1)-5m(2)0.5m (3)5m (4)不存在真空 2、静止液体中同一点各方向压强 () (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、U形管水银压差计，液面差为h，所测水管中同一水平面上两点压强差为 () (1)13.6h(2)h(3)9.8h(4)12.6h 4、平衡液体中等压面必为 () (1)水平面； (2)斜平面； (3)旋转抛物面；(4)与质量力相正交面。5、密封水箱接两侧压管，如图所表示，其等压面为 ()(1)AA面 (2)BB面(3)CC面(4)DD面6、图示为两种液体盛于同一容器中，其密度分别为1和2在容器侧壁装设两根测压管A和B，则A、B水面高度ZA和ZB关系为 ()(1)ZAZB; (2)ZAZB;(3)ZA=ZB; (4)无法确定。7、容器中盛有两种不一样重度静止液体，如图所表示，作用在容器AB壁面上静水压强分布图应为()(1)a(2)b(3)c(4)d8、图示容器内液面压强p0为()(1)9.8kPa;(2)一个工程大气压强；(3)9.8Pa；(4)98kPa。9、图示容器a中盛有重度为1液体，容器b中盛有密度为1和2两种液体，则两个容器中曲面AB上压力体及压力应为()(1)压力体相同，且压力相等；(2)压力体相同，但压力不相等；(3)压力体不一样，压力不相等；(4)压力体不一样，但压力相等。三、填空题1、液体中真空压强pv与绝对压强pabs关系是____________，液体中真空压强pv与相对压强pr关系是_________________________。2、在重力作用下，静止液体中任一点处各个方向静水压强之间关系为___________，静水压强p是_________________函数。3、流场内某点绝对压强pabs=108kPa，当地大气压强pa=98kPa,则该点相对压强p=_______，该点真空度pv为___________。4、静水压强两个特征是：_________________________，________________________。5、用国际单位制表示，一个工程大气压强pa=___________kPa,相当于____________m水柱产生压强。6、一个工程大气压强相当于___________m水柱高，相当于________kPa,相当于________mm水银柱高。7、静止液体中，等压面与_________力正交。处于相对平衡液体中，等压面与___________力正交。8、图示矩形平面AB静水总压力作用点位于水面以下________________处。9、液体平衡微分方程为________________________________________________。10、等压面是______________________________。沿水平方向作等加速度运动容器中液体等压面是___________________________________。四、作图题1、绘出图中二向曲面AB水平分力压强分布图和垂直分力压力体图，标出数值及方向。(5分)2、绘出图中曲面上压力体图。并标出力方向。(5分)五、计算题1、图示为竖直隔板上有一矩形孔口，孔高a=1m，孔宽b=3m。有一直径D=2m圆柱将其堵塞。隔板两侧充水，已知h=2m，z=0.6m。(1)绘制圆柱面上水平分力压强分布图和垂直分力压力体图。(2)求作用在圆柱面静水总压力大小及方向。(10分)2、已知图中圆柱面ABCD半径r=1m，柱面宽度(垂直于纸面)为b=1m。测压管水面至B点铅直距离h=1m。要求绘制圆柱面压力体和水平压力压强分布图，并求出该曲面上静水总压力铅直分力及水平分力(大小及方向)(10分)3、一矩形水箱长度L=2.0m，箱中静水面至箱顶高度h=0.4m，如图所表示。当水箱作直线加速运动，问加速度a为多大时，水将溢出水箱。(10分)液体运动流束理论一、是非题1、渐变流与急变流均属非均匀流。()2、恒定流能量方程只适适用于整个水流都是渐变流情况。()3、急变流不可能是恒定流。()4、总水头线沿流向能够上升，也能够下降。()5、水流总是从位置高地方向位置低地方流动。()6、恒定流和非恒流都能够有渐变流。()7、均匀流流场内压强分布规律与静水压强分布规律相同。()8、恒定流中总水头线总是沿流向下降，测压管水头线沿流向则能够上升、下降或水平。二、选择题1、适适用于方程v1A1=v2A2条件是()(1)恒定元流(2)非恒定元流(3)恒定总流(4)非恒定总流2、用文德里管量测流量，当流量一定时，压差计读数h随文德里管倾斜角度加大而()(1)加大(2)减小(3)不变(4)不定3、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所表示，则两测压管高度h1与h2关系为()(1)h1h2(2)h1h2(3)h1=h2(4)无法确定4、图中相互之间能够列能量方程断面是()(1)1-1断面和2-2断面(2)1-1断面和3-3断面(3)2-2断面和3-3断面(4)3-3断面和4-4断面5、液体流动规律总是()(1)从高处流向低处(2)从压强大处流向压强小处(3)从流速大处流向流速小处(4)从单位机械能大处流向单位机械能小处6、管轴水平、管径沿流向减小管道，其管轴压强沿流向()(1)增大(2)减小(3)不变(4)不定7、均匀流总水头线与测压管水头线关系是()(1)相互平行直线；(2)相互平行曲线；(3)互不平行直线；(4)互不平行曲线。8、渐变流是()(1)流速随时间改变迟缓流动；(2)压强随距离改变不大流动；(3)流线曲率半径和流线间夹角都很小流动；(4)流线靠近于平行直线流动。三、填空题1、恒定总流连续方程写为____________________。该方程说明______________________________。2、运动要素随______________________而改变液流称为二(维)流。运动要素随______________________而改变液流称为非恒定流。3、流线特征是：(1)流线上任一点切线方向即为该点_______________方向；(2)流线_____________________相交或转折。4、流速大小和方向沿流线不变液流称为________________。流线和曲率或流线间夹角较大液流称为_______________。5、流线是_______________________________________________________。6、描述液体运动方法有______________和____________两种，前者研究对象是__________________;而后者研究对象是_____________________。7、应用恒定总流能量方程时，所选二个断面必须是_________断面，但二断面之间能够存在_______流。四、计算题1、某平底矩形断面河道中筑一溢流坝，坝高a=30m，坝上水头H=2m，坝下游收缩断面处水深hc=0.8m，溢流坝水头损失为hw=2.5()，为收缩断面流速。不计行近流速。(取动能及动量校正系数均为1)求水流对单宽坝段上水平作用力(包含大小及方向)。(15分)2、图示水平管道，已知管径d1=4cm，流量qv=1.57ls。不计收缩段水头损失。求支座所受水平作用力(取动能校正系数均为1)(10分)3、水流由直径dA=20cmA管径一渐缩弯管流入直径dB=15cmB管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管之间夹角=60，已知经过流量qv=0.1m3s，A端中心处相对压强pA=120kPa，若不计水头损失，求水流对弯管作用力。(15分)4、铅直管如图所表示，直径D=10cm，出口直径d=5cm，水流入大气，其余尺寸见图所表示。若不计水头损失求A、B、C三点压强。(15分)5、图示为水平放置喷嘴，出口直径d=10cm，管道直径D=40cm，喷射流量qv=0.4m3s，水流喷入大气中不计喷嘴水头损失。求作用于螺栓群上总拉力。(取动能校正系数及动量校正系数均为1)(15分)6、图示为一收缩管段。已知小管直径d2=5cm，经过流量qv=90l/s。若测得管段前后两测压管水头差h=100.6cm，不计水头损失，求大管直径d1。(取动能校正系数=1)(10分)7、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10cm，h1=1.5m，h2=3m，不计水头损失，取动能校正系数为1。求断面c中心处压强pc。(10分)液流型态及水头损失一、是非题1、紊流光滑区沿程水头损失系数仅与雷诺数关于，而与相对粗糙度无关。2、紊流过渡粗糙区沿程水头损失系数与雷诺数无关。3、同一个管径和粗糙度管道，雷诺数不一样时，能够在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过渡粗糙区。4、紊流实质上是非恒定流。5、临界雷诺数随管径增大而增大。6、因为玻璃管很光滑，管中紊流必属于光滑区。7、在紊流粗糙区中，对同一材料管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。8、液体粘性是引发液流水头损失根源。9、尼古拉兹试验是研究管道中沿程水头损失系数试验。10、紊流沿程水头损失一定与平均流速平方成正比。二、选择题1、谢才公式（）（1）只适适用于明渠流；（2）只适适用于管流；（3）适适用于明渠流和管流；（4）只适适用于明渠紊流。2、当管道尺寸及粗糙度一定时，伴随流量加大，紊流流区改变是1光滑区粗糙区过渡粗糙区；2过渡粗糙区粗糙区光滑区；3粗糙区过渡粗糙区光滑区；4光滑区过渡粗糙区粗糙区。3、紊流中粘滞底层厚度比绝对粗糙度大得多壁面称为1光滑面；2过渡粗糙面；3粗糙面；4以上答案均不对。4、粘滞底层厚度比绝对粗糙度小得多壁面称为1光滑面；2过渡粗糙面；3粗糙面；4以上答案均不对。5、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。6、已知液流沿程水头损失系数与雷诺数Re-1次方成百分比，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。三、填空题1、谢才系数C与沿程水头损失系数关系为_______________________。2、均匀流切应力与水力半径.___________次方成百分比，与水力坡度____________次方成百分比。3、雷诺数可表示为.______________力与______________力之比。4、圆管沿程水头损失系数影响原因分别是：层流＝f紊流光滑区＝f紊流过渡区＝f紊流粗糙区＝f5、计算沿程水头损失hf公式有_______________________________________________和_____________________。写出公式名称和表示式6、圆管层流沿程水头损失与断面平均流速_________次方成正比，其沿程水头损失系数与雷诺数Re_________次方成正比。7、水流临界雷诺数能够作为判别流动形态准则数。圆管流临界雷诺数Re=_________________，明槽流临界雷诺数Re=_________________。8、液流总水头损失hw由_______水头损失和________________________水头损失组成，引起水头损失原因是________________和_____________________。9、雷诺试验揭示了液体存在________________和______________________两种流态，并可用_____________________________来判别液流流态。四、计算题1、某输水管道直径d=100mm，已知水运动粘度＝0.01cm2/s，沿程水头损失系数＝0.025，流程L=10m水头损失hf=0.2m，求管壁处切应力，并判别流动是层流还是紊流。(10分)2、图示为一铅直放置弯管，已知管径d=10cm，管中流量qv升/秒,弯段前后断面1、2测压管水面高差h=1cm。求弯段局部水头损失系数。(10分)3、某管道直径d=10mm，经过流量qv=20cm3/s，运动粘度=0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d=30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？(10分)有压管中恒定流一、是非题1、对于“长管”，画出测压管水头线与总水头线重合。()2、当管道长度L大于10倍作用水头H时，称为“长管”。()3、抽水机扬程就是抽水机提水高度。()4、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。()5、有压短管水力计算只需计算局部水头损失和流速水头。()6、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。()7、在原条件保持不变情况下，增加并联支管条数，能够增大输水总流量。()8、图示两个容器由两根直管相连，两管管径、管长及糙率均相同，所以经过流量相等。()9、有压管道中水流作均匀流动时，总水头线、测压管水头线和管轴线三者必定平行。()10、设计管道时，若选取糙率大于实际糙率，则求得管道直径偏小，不能经过要求设计流量。()二、选择题1、水流在等直径直管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程改变是（）（1）下降；（2）上升；（3）不变；（4）能够上升，亦可下降。2、有压短管是指（）（1）管道很短；（2）只计算hf；（3）要计算hf、hj和流速水头；（4）计算时令hw=0。3、图示A、B两点间有两根并联管道1和2。设管1沿程水头损失为hf1,管2沿程水头损失为hf2。则hf1与hf2关系为（）1）hf1hf2；（2）hf1hf2；（3）hf1=hf2；（4）无法确定。4、恒定管流水头线改变规律是（）（1）总水头线沿程下降，测压管水头线也一定沿程下降；（2）总水头线和测压管水头线必为沿程下降平行直线；（3）总水头线沿程下降，测压管水头线比总水头线低一个对应流速水头；（4）总水头线和测压管水头线均可沿程下降或沿程上升。三、填空题1、长管道是指__________________________________________________管道。短管道是指_______________________________________________________________管道。2、并联管道总流量qv与各管段流量qv1、qv2、qv3关系为______________________________________；各管段沿程水头损失hf1、hf2、hf3关系为__________________________________________________________________________。3、对于串联长管道，总水头损失hf与各段管道水头损失hf1、hf2、hf3关系是____________________________________________________________；对于并联长管道，各并联管段总水头损失hf与各段管道水头损失hf1、hf2、hf3关系是__________________________________________。四、作图题定性绘出以下列图示短管道总水头线和测压管水头线，并标明符号。(5分)五、计算题1、一水泵管道布置如图。已知流量qv=6l/s，l1=3.5m，l2=1.5m，l3=2m，l4=15m,l5=3m,Z=18m,水泵最大真空度hv=6m，管径d=75mm，沿程水头损失系数=0.04，局部水头损失系数1=8,2=3=4=0.3,5=1.0。取动能校正系数为1。(1)确定水泵允许安装高度hs；(2)计算水泵总扬程H;2、图示为一糙率n=0.013简单管道，直径d=200mm，管长l=1000m，输送流量qv=40l/s。现欲将其流量增至qv=60l/s，而管道工作水头H和管道总长L不变，则必需该为串联形式，若改变一段串联管道直径d1=300mm，其糙率n=0.013，求其长度l。(按长管计算)(15分)3、图示为一倒虹吸管，管径d=1m，管长l=100m。上游水位为110.0m，下游水位为108m。管道糙率n=0.014。局部水头损失系数为：进口1=0.5；转弯2=0.2；出口3=1。求经过倒虹吸管流量。(10分)明渠恒定流是非题1、两条明渠断面形状、尺寸、糙率和经过流量完全相等，但底坡不一样，所以它们正常水深不等。()2、缓流和急流既能够是均匀流，也能够是非均匀流。()3、缓流就是渐变流，急流就是急变流。()4、水流从陡坡流到缓坡时必定发生水跃。()5、设计明渠时选取糙率小于实际糙率，则明渠设计流量将小于实际经过流量。()6、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。()7、在i<ic棱柱形明渠中发生非均匀流时，不可能是急流。()8、在缓坡明渠中只能发生缓流，在陡坡明渠中只能发生急流。()9、计算河道水面曲线用以估算水库淹没范围时，若选取河道糙率大于实际糙率，则估算淹没范围大。()10、明渠临界水深与底坡和糙率无关。()二、选择题1、缓坡明渠中均匀流属于()(1)缓流(2)急变流(3)急流(4)渐变流2、棱柱形明渠中，当经过流量一定时，临界水深hc值随底坡i增大而()(1)减小(2)增大(3)不变(4)不定3、用明渠底坡与临界底坡比较来判别缓流和急流方法适适用于()(1)均匀流(2)渐变流(3)急变流(4)均匀流和非均匀流4、陡坡明渠中均匀流()(1)只能是急流(2)只能是缓流(3)能够是急流或缓流(4)能够是层流或紊流5、两条棱柱形明渠断面形状和尺寸、糙率、流量均相同，但底坡i1>i2，则两个临界水深hc1、hc2关系是（）(1)hc1>hc2(2)hc1=hc2(3)hc1<hc2(4)不定6、判别明渠水流是缓流还是急流可用()(1)牛顿数(2)雷诺数(3)欧拉数(4)弗劳德数7、明渠恒定均匀流可能发生在()(1)平坡渠道中(2)负坡渠道中(3)正坡渠道中(4)正坡、平坡及负坡渠道中三、填空题：1、断面单位能量Es表示式为_______________________________。缓流时dEs/dh_______________。急流时dEs/dh_______________。(填写>0,=0或<0)2、弗劳德数Fr表示式为______________。缓流Fr值__________。急流Fr值___________。(填写>1,<1或<1)3、矩形断面渠道，底宽b=5m，经过流量qv=15m3/s。当发生临界流时，其水深h=________m。(取动能校正系数=1)4、矩形断面平底渠道，底宽b=10m，经过流量qv=35m3/s，测得跃前水深h=0.8m，问跃后水深h=_______。5、弗劳德数表示式为____________它物理意义是___________________________。6、缓流时，h____hc，v____vc，Fr____1，dEs/dh_________。(填写>,=或<)7、两条棱柱形明渠断面形状和尺寸、糙率、流量完全相同，但底坡不一样，则它们正常水深是____等；临界水深是____等。8、水流由缓流过渡到急流时，发生_________;水流由急流过渡到缓流时，发生___________。9、在渠道断面设计中，假如选取糙率n值偏大，则设计过水断面面积_________,将造成经济上_____________。10、水力最好断面是________________________________________________。四、作图题定性绘出以下列图示棱柱形明渠水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)(5分)如图所表示，临界底坡ic=0.003)(5分)五、计算题1、有一梯形断面渠道，底坡i=0.0005，边坡系数m=1,糙率n=0.027，过水断面面积A＝10m2。求水力最好断面及对应最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡i均不变，问其最好尺寸怎样?(20分)2、一梯形断面渠道。已知流量qv=1m3/s，边坡系数m=1.5，糙率n=0.025，底坡i=0.0006。求水力最好断面底宽b和均匀流水深h0。(10分)3、一梯形断面渠道。已知底宽b=9m，均匀流水深h0=5m，边坡系数m=1.0，糙率n=0.015，底坡i=0.0001设计流量qv=97.5m3/s，允许不冲流速v0=1.5m/s。要求：(1)校核过水能力是否满足设计要求；(2)校核渠中是否发生冲刷。 (10分)4、一棱柱形矩形断面明渠，渠中水流作均匀流动，已知：渠道宽度b=2m，底坡i=0.02，糙率n=0.02，水深h0=1m。要求：(1)计算经过渠道流量qv；(2)判别渠中水流是急流还是缓流。(10分)堰流及闸孔出流一是非题1、当H=2m，=0.6m，如图所表示建筑物为实用堰。()2、当堰上水头及其它条件相同时，实用堰流量大于宽顶堰流量。()3、有一宽顶堰式闸孔，当水头H=2m，闸门开度e=1.4m，则经过水流为闸孔出流。()4、只要下游水位超出宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。