河海大学06年水力学考研真题(含答案)

1、 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 考试科目名称：水力学 学校：河海大学 2006 年攻读硕士学位研究生入学考试试题年攻读硕士学位研究生入学考试试题 请将所有答案写在报考点提供的答题纸上 一、一、是非题（每题 2 分，共 26 分） 1 1液体流层之间的摩擦力与液体所承受的压力有关。 （ ） 2 2紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 （ ） 3 3液体作层流运动时，相对粗糙度越大，沿程水头损失系数也越大。 （ ） 4 4陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 （ ） 5 5当下游水位高于搏壁堰顶时，一定时淹没出流。 （ ） 6 6 有压管道中水流作均匀流

2、动时， 总水头线、 测压管水头线和管轴线三者必定平行。 （ ） 7 7在底流消能设计中，取最大流量作为设计流量时，消力池的深度也一定最大。 （ ） 8 8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。 （ ） 9 9,水击波传播的一个周期为cl/2。 （ ） 1010将物理量压强p、密度、流速v组成的无量纲数为vp/。 （ ） 1111明渠的临界水深与底坡无关。 （ ） 1212当液体中发生真空时，其相对压强必小于零。 （ ） 1313均匀流时过水断面流速均匀分布的水流。 （ ） 二、选择题 二、选择题（每题 2 分，共 24 分） 1 1粘滞底层厚度 0 比绝对粗糙度小得多

3、的壁面称为 （ ） （1）光滑面（2）粗糙面（3）粗糙面（4）以上答案均不对 2 2有压管道的测管水头线 （ ） （1）只能沿流上升 （2）只能沿流下降 （3）可以沿流上升，也可以沿流下降 （4）只能沿流不变 3 3影响水的运动粘滞系数的主要因素为 （ ） （1）水的温度 （2）水的密度 （3）当地气压 （4）水的流速 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 4 4静止液体中同一点各方向的压强 （ ） （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 5 5当等直径管道的管轴线高程沿流向下降时，管轴线的动水压强沿流向 （ ） （1）增大（2）减

4、小（3）不变（4）不定 6 6明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 （ ） （1）缓流（2）急流（3）临界流（4）无法判定 7 7 当实用堰水头h大于设计水头 d h时， 其流量系数m与设计流量系数 d m的关系是 （ ） （1） d mm= （2） d mm (3) d mm (4)不能确定 8 8试验表明，消力池中淹没水跃的长度 s l与平底渠道中自由水跃长度 j l相比 （ ） （1） sj ll=（2） sj ll（4）无法确定 9 9.达西定律适用于（ ） （1）层流渗流（2）层紊流渗流 （3）紊流渗流（4）急变渗流 10液体重力相似准则要求（ ） （

5、1）原型和模型水流的雷诺数相等 （2）原型和模型水流的弗劳德数相等 （3）原型和模型水流的牛顿数相等 （4）原型和模型水流的重力相等 11上临界雷诺数是（ ） （1）从紊流转变为层流的判别数 （2）从层流转变为紊流的判别数 （3）从缓流转变为急流的判别数 （4）从紊流转变为急变流的判别数 1212直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强 （ ） （1）不受来自上游水库反射波的影响 （2）受来自上游水库反射波的影响 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 （3）受阀门反射波的影响 （4）不受管道长度的影响 三、填空题三、填空题（每题 2 分，共 20 分） 1 1作用于静止

6、（绝对平衡）液体上的面积力有 ，质量力有 。 2 2水在直径为1cm的圆管中流动时，流速1/vm s=，运动粘滞系数 2 0.01/cms=。因雷 诺数 e r = ，所以水流为 流。 3 3密闭容器内液面下某点绝对压强为 2 68/kn m，当地大气压强为 2 98/kn m，则该点的 相对压强p = ，真空压强 v p = 。 4 4一般来说，有压管道的水头损失分为 和 两类。对于长管，可以 忽略 。 5 5已知矩形明渠的底宽6bm=，通过的流量 3 12/qms=，渠中水深0.5hm=时，该明 渠的临界水深 c h = ，水流为 流。 6 6在有压管流的管壁上开一小孔，如果没有液体从小孔

7、流出，且向空内吸气，这说明小孔 内的液体的相对压强 零。 （填写大于、等于或小于）如在小孔处装一测压管，则管 中液面将 （填写高于、等于或低于）小孔的位置。 7 7有一宽顶堰式的水闸，当闸门开度为3m，闸上水头为4m时，水闸泄流属于 流。 8 8 在水上建筑物下游， 根据水跃发生的位置不同， 可将水跃分为 、 、 三 种形式。底流式消能要求下游发生淹没度 = 的 水跃。 9 9某水闸底板下有压渗流流网由 20 条等势线和 6 条流线所组成，渗流系数 0.00001/kcm s=，上下游水位差30hm=，则闸下单宽渗流流量q = 。 10 10有压管道的流速3/vm s=，由于突然关闭阀门，形成

8、直接水击。如波速980/cm s=， 则水头上升 m。 四、计算题四、计算题（共 80 分） （请将下列试题的答案写在答题纸上） 1 1 密封油箱下部设有一个如图所示形状为 3/4 圆柱的曲面装置。已知半径0.4rm=， 长度（垂直于纸面）5lm=，圆心处的淹没深度2.5hm=，油面上的相对压强 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 2 1 1000/pn m=， 油的密度 3 800/kg m=。 试求曲面受到的液体总压力的水平分量 x p和 铅直分量 z p。 （15 分） h a br 22 如图所示，一吸水装置，水池n的水位不变，已知水位 1 h、 2 h和 3 h

9、的值，若不计水 头损失， 问喉部断面面积 1 a和喷嘴断面面积 2 a满足什么关系才能使水从水池m引入管流中。 （10 分） h2 h1 h3 2 1 m n 33 如图所示水电站的引水分叉管路平面图，管路在分叉处用镇墩固定。已知：主管直径 3dm=，分叉管直径2dm=，通过的总流量 3 35/qms=，转角60= ? ，断面1 1处的 相对压强 2 1 294000/pn m=，不计水头损失，试求：水流对镇墩的作用力。 （15 分） 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 1 1 d q/2 d q/2 q p1 d 4 4 已知平面运动的流速场为 2 24 x uxxy=

10、+，22 y uxyy= 。试确定流动： （1）是否满足连续性方程； （2）是否有流函数，若有请求之； （3）是否有势函数，若有请求之； （4）求出流经 a 点（3，1）的流线与流经 b 点（5，1）的流线之间的单宽流量q。 （15 分） 5 5 某梯形断面排水土渠，底宽1.5bm=，边坡系数1.25m=，粗糙系数0.025n=，要 求正常水深 0 0.85hm=，设计流量 3 1.6/qms=，试求排水渠的底坡和流速；当此渠道的 临界底坡0.00091 c i =时，试判别该渠道的水流是急流还是缓流？（15 分） 66 某水阀渗流流网如图所示。图中 1 7.5hm=， 2 1.5hm=，6.

11、0sm =，土壤渗流系 数0.0002/km s=。试求出： （1）a 点处渗流流速u； （2）单宽渗流量q； （3）b 点处的渗流压强p。 （10 分） 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 l s 2006 年真题解析年真题解析 一、一、是非题（每题 2 分，共 26 分） 1 1 【参考答案】由牛顿内摩擦定律 du ta dy =，所以液体流层之间的内摩擦力与液体所承受 的压力无关。 2 2 【参考答案】紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。 【点 评】要区别几组概念： 恒定流与非恒定流：运动要素是否随时间变化来区分。 层流和紊流：下界雷诺数 e r小于 2320 的为

12、层流，下界雷诺数 e r大于 2320 的为紊流。 均匀流与非均匀流：流速的大小和方向是否沿流线变化来区分。 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 对紊流来说uuu=+，其中u为脉动流速，u为时均流速。如果时均值不随时间变化，称 为（时均）恒定流。 3 3 【参考答案】液体作层流运动时，沿程水头损失仅仅与 e r有关，而与相对粗糙度 d 无关。 【点 评】 4 4 【参考答案】明渠为均匀流时，缓坡上一定是缓流，陡坡上一定是急流。 5 5 【参考答案】淹没出流的条件有两个（适用于薄壁堰和实用堰） ： 下游水位高于堰顶； 堰下游发生淹没水跃。 要同时满足这两个条件，则发生淹没出

13、流。 6 6 【参考答案】有压管道中水流作均匀流，总水头线、测压管水头线必定平行，而“管轴线” 是否平行是无必然联系的。 7 7 【参考答案】根据通过泄水建筑物的几个不同的流量计算相应的 co h、 2co h，并确定 t h，使 2 () cot hh为最大值所对应的流量作为计算消力池深度d的设计流量，而消力池长度则取最 大流量作为设计流量。 88 【参考答案】在无压渗流的自由表面线（又称为浸润线）上，各点的压强相等。 因为断面总能量 2 2 s pv ez gg =+，其中 2 2 v g 很小，可以忽略； 故断面总能量 s p ez g =+； 虽然各点压强相等，但由于势能不同，故不是等

14、水头线。 99 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 【参考答案】从0t =至 2l t c =的一相称为水击的第一相； 从 2l t c =至 4l t c =的时间称为周期。 1010 【参考答案】分别将的p 、 、v量纲带入运算： 2 3 m pl lt ml vt lt = ；可见组成的并非无量纲数。 1111 【参考答案】临界水深 c h决定于流量、过水断面形状尺寸有关，跟底坡i和糙率n无关。 1212 【参考答案】做出以下区别： 绝对压强： abs p（气体全部抽空为起点） ，变化范围是0,)+； 相对压强： rabsa ppp=，变化范围是, aa pp； 绝

15、对压强： vaabs ppp=，变化范围是, a o p； 出现真空就出现负压，必小于零。 1313 【参考答案】均匀流是指流速的大小和方向不沿流线变化，均匀流的特征： 流线时相互平行的直线，所以过水断面时平面，且面积不变； 流速分布沿程不变； 在均匀流的过水断面上 p zc g +=； 题干中“均匀分布”的意思并不吻合。例如抛物线分布、矩形分布的断面流速也是均匀分布 的，但都并不是均匀流。 二、二、选择题（每题 2 分，共 24 分） 11 （3） 【参考答案】根据粘性底层厚度 0 与绝对粗糙度的对比可将紊流壁面分为以下三类： 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 0 ，

16、 紊流光滑面； 0 0 + 1 ， 紊流粗糙面。 于是，题干中粘性底层厚度 0 比绝对粗糙度小得多的壁面称为粗糙面。 22 （3） 【参考答案】总水头线： 2 2 pv ez gg =+ ； 测管水头线： p ez g =+； 总水头线一直下降，当水流突然扩大时，总水头线下降，测管水头线上升。即表明有压管道 的测管水头线可以沿流上升，也可以沿流下降。 33 （1） 【参考答案】对某种液体而言，v值主要随温度而变，并随温度的升高而减小。 44 （1） 【参考答案】静止液体中任一点处各个方向的静水压强的大小都相等。 5 5 （4） 【参考答案】根据能量方程： 22 11 1222 12 22 w

17、pvpv zzh gggg +=+； 因等直径管道所以 2 1 1 2 v g 与 2 22 2 v g 相抵消； 12 12w pp hzz g =+0；其中 12 zz0； 由此可以看出 12 pp g 是否大于零是不一定的。 66 （2） 【参考答案】由 v fr gh = ； 2 2 2 1 2 221 mv v fr ghmgh = 所以1fr ，所以为急流。 7 7 （2） 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 【参考答案】对于实用堰有三种情况： 当 d hh=， d mm=； 当 d hh， d mm；可以形成真空，流量增大； 当 d hh， d mm时，阀门

18、处的压强受到来自上游水库反射波的影响， 不能达到最大值。 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 三、填空题三、填空题（每题 2 分，共 20 分） 11 压力 ，重力、惯性力 22 10000 ， 紊 【参考答案】 4 1 0.01 10000 0.01 10 e vd r = ；因其2320 e r，所以为紊流。 33 2 30/kn m， 2 30/kn m 【参考答案】相对压强： 2 689830/ rabsa pppkn m= ； 真空压强： 2 30/ vaabsr ppppkn m=。 4 4 沿程水头损失 ，局部水头损失， 局部水头损失 5 50.74m ，急

19、 【参考答案】根据临界水深的计算公式： 2 3 c q h g =及 q q b =； 得到： 2 12 2/ 6 q qms b =， 2 3 3 4 0.74 9.8 c q hm g =； 由 c hh可知水流为急流。 66 小于 ， 低于 77 堰 【参考答案】根据实验，宽顶堰和实用堰上形成堰流或孔流的界限大致是： 宽顶堰：/0.65e h为堰流；/0.65e h为孔流。 实用堰：/0.75e h为堰流；/0.75e h为孔流。 根据题干：/3/40.75e h=；所以为堰流。 8 8 远离水跃 ，临界水跃 ，淹没水跃 ，1.05 ， 临界 【参考答案】为了使消力池中形成稍有淹没的水跃

20、，就要求池末水深 22co hh=，一般取 1.05 = ， 2co h为池中发生临界水跃时的跃后水深。 99 72 7.89 10/ms 【参考答案】根据公式： 772 5 10307.89 10/ 19 m qkhms n =；其中m=5，n=19； 式中：h上下游水头差；m1m+条流线将渗流区分为m条流带数；n1n+条等势 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 线将渗流区域划分成条n等势带数。 1010 300 【参考答案】根据压强水头计算公式： 0 980 ()3300 9.8 c hvc g = = 其中：c水击波波速； 0 v管中恒定流流速；v水击波到达后的流速

21、。 四、计算题四、计算题（共 80 分） （请将下列试题的答案写在答题纸上） 1 【参考答案】 先作出对应部分的压力体，如图所示； 已知0.4rm=；5lm=； xcx pgh a= 4 2 2.3 1.2743.574 10 1.274 c c r hhx hm xm g =+ =+= = 0.4 52 x arlm= 34 0.8 109.81 3.574 25.61 10() x pn= 4 0.8 1000 9.81 9.4327.402 10( ) z pgvn= 2 1 3 () 4 vr hx lr l=+ x h a b 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家

22、 2 3 3 0.4 (2.5 1.274) 50.45 4 7.548 1.8849.432m =+ + =+= arctan52.84 z x p p = ? 【点 评】考察水静力学部分内容，首先要正确的分析画出压力体图。画哪部分压力体看 这部分曲面受到哪部分液体作用，一定要找出该部分液面的自由液面。 2 2 【参考答案】 0022 列能量方程： 2 2 12 0000 2 v hh g +=+ 2 212 2 ()vg hh=+ 1122 列能量方程： 22 1122 2 1 2312 13 00 22 2 pvv h v hhhhggg g pgh +=+ +=+ = 2 2 1 13

23、113 2 () 2 v hhvg hh g =+=+ 而 1212 211313 avhhh avhhhh + = + 即 1312 2131 hhaah ahhah + + 3 3 【参考答案】 首先 122 列能量方程： 22 1122 00 22 pvpv gggg +=+ 22 12 2 1 2 2 11 2 44 22 48 99 vdvd vd vd = = 而 11 v aq= 2 1 00 h2 h1 h3 2 1 m n 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 12 4.95/ ,5.57/vm s vm s= 22 2112 2 29.64 22 291

24、 ppvv gggg pkpa =+= = 建立坐标系，根据动量方程： 11222121 6 112221 22 6 222 226 1 2cos602cos60 22 1 2cos601.24 10() 2 02sin602sin60 2 3sin601.75 10 arctan54.68 2.14 10 x x y y y x xy q p ap arvqvqvqv rp ap aqvqvn q prv rp aqvn r r rrrn = =+= += =+= = =+= ? ? ? ? ? 44 【参考答案】 （1）22220 y x u u xx xy +=+= 满足连续性方程。 3

25、 2 2 3 1 1 d q/2 d q/2 q p1 d 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 （2）由（1）知流函数存在： x u y = 2 2 22 22 24 22 24 ( , )22( ) 22( )22 ( )0( ) ( , )22 x y uxxy y uxyy xx xxy y x yx yxyyf x xyyfxxyy x fxf xc x yx yxyyc =+ = =+ =+ =+ =+=+ = =+ （3） 11 () 2( 4)0 22 y x z xy u u wy = 不存在势函数。 （4）(3,1)(5,1)q= 2222 2 (312

26、 3 1 2 1 )(512 5 1 2 1 ) 962(25 102) 20/ms = + + =+ = 故 2 20/qms=。 5 5 【参考答案】 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 22 2 22 11 66 1.25 1 (2)2.180.52 2 2 ()4.22 11 0.2535.78 0.025 0.0008 35.87 0.52 0.00080.73/ c c mctg q qca rii c a r a r x abmhb hmr xbmhh cr n i vc rim s ii = = = = =+= =+= = = = 即水流为缓流。 6 6

27、【参考答案】 （1）根据图示可得： 5 12 17 6,3 14 0.0462 6 3.33 10/ 66 6 n nm m hkh uk um sn sns hhhm + = = + = = = = （2） 4 6 10/ m qkhm s n = （3）b点位于第四条等势线上 4 12 12 () 107.52.55.40 10 33 6 pg hz zppa hh hhh =+ = = = 恩波翔高，考研专业课培训专家恩波翔高，考研专业课培训专家 恩波学校， 翔高考研专业课培训中心联合举办大型考研公益活动 南京高校历年考研专业课试题及解析 恩波学校， 翔高考研专业课培训中心联合举办大型考研公益活动 南京高校历年考研专业课试题及解析 为答谢广大考生的厚爱， 恩波学校与上海翔高考研专业课培训中心为大家提供以下试题及解 析的免费电子版，请大家到考研梦网