水力學(xué)試題及答案1

1、選擇題（單選題）1.1 按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：（d）（a）流體的分子；（b）流體內(nèi)的固體顆粒；（c）幾何的點(diǎn)；（d）幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體。1.2 作用于流體的質(zhì)量力包括：（c）（a）壓力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面張力。1.3 單位質(zhì)量力的國(guó)際單位是：（d）（a）n；（b）pa；（c）；（d）。1.4 與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)的因素是：（b）（a）剪應(yīng)力和壓強(qiáng)；（b）剪應(yīng)力和剪應(yīng)變率；（c）剪應(yīng)力和剪應(yīng)變；（d）剪應(yīng)力和流速。1.5 水的動(dòng)力黏度隨溫度的升高：（b）（a）增大；（b）減??；（c）不變；（d）不定。1.6 流體運(yùn)動(dòng)黏度的國(guó)際

2、單位是：（a）（a）；（b）；（c）；（d）。1.7 無(wú)黏性流體的特征是：（c）（a）黏度是常數(shù)；（b）不可壓縮；（c）無(wú)黏性；（d）符合。1.8 當(dāng)水的壓強(qiáng)增加1個(gè)大氣壓時(shí)，水的密度增大約為：（a）（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。1.9 水的密度為1000，2l水的質(zhì)量和重量是多少？解： （kg）（n）答：2l水的質(zhì)量是2 kg，重量是19.614n。1.10 體積為0.5的油料，重量為4410n，試求該油料的密度是多少？解： （kg/m3）答：該油料的密度是899.358 kg/m3。1.11 某液體的動(dòng)力黏度為0.005，其密度為850

3、，試求其運(yùn)動(dòng)黏度。解：（m2/s）答：其運(yùn)動(dòng)黏度為 m2/s。1.12 有一底面積為60cm40cm的平板，質(zhì)量為5kg，沿一與水平面成20角的斜面下滑，平面與斜面之間的油層厚度為0.6mm，若下滑速度0.84，求油的動(dòng)力黏度。解： 平板受力如圖。沿軸投影，有：（）答：油的動(dòng)力黏度。1.13 為了進(jìn)行絕緣處理，將導(dǎo)線從充滿絕緣涂料的模具中間拉過(guò)。已知導(dǎo)線直徑為0.8mm；涂料的黏度=0.02，模具的直徑為0.9mm，長(zhǎng)度為20mm，導(dǎo)線的牽拉速度為50，試求所需牽拉力。解： （kn/m2）（n）答：所需牽拉力為n。1.14 一圓錐體繞其中心軸作等角速度旋轉(zhuǎn)=16，錐體與固定壁面間的距離=1mm

4、，用=0.1的潤(rùn)滑油充滿間隙，錐底半徑r=0.3m，高h(yuǎn)=0.5m。求作用于圓錐體的阻力矩。解： 選擇坐標(biāo)如圖，在處半徑為的微元力矩為。其中 （）答：作用于圓錐體的阻力矩為。1.15 活塞加壓，缸體內(nèi)液體的壓強(qiáng)為0.1mpa時(shí)，體積為1000 ，壓強(qiáng)為10mpa時(shí)，體積為995 ，試求液體的體積彈性模量。解： （mpa）（m3）（pa）答：液體的體積彈性模量 pa。1.16 圖示為壓力表校正器，器內(nèi)充滿壓縮系數(shù)為=4.7510-10的液壓油，由手輪絲杠推進(jìn)活塞加壓，已知活塞直徑為1cm，絲杠螺距為2mm，加壓前油的體積為200ml，為使油壓達(dá)到20mpa，手輪要搖多少轉(zhuǎn)？解： （m3）設(shè)手輪搖

5、動(dòng)圈數(shù)為，則有圈即要搖動(dòng)12圈以上。答：手輪要搖12轉(zhuǎn)以上。1.17 圖示為一水暖系統(tǒng)，為了防止水溫升高時(shí)，體積膨脹將水管脹裂，在系統(tǒng)頂部設(shè)一膨脹水箱。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為8，加溫前后溫差為50，在其溫度范圍內(nèi)水的膨脹系數(shù)=0.00051/。求膨脹水箱的最小容積。解： （m3）答：膨脹水箱的最小容積 m3。1.18 鋼貯罐內(nèi)裝滿10的水，密封加熱到75，在加熱增壓的溫度和壓強(qiáng)范圍內(nèi)，水的熱膨脹系數(shù)=4.110-4/，體積彈性模量=2109，罐體堅(jiān)固，假設(shè)容積不變，試估算加熱后罐壁承受的壓強(qiáng)。解： 自由膨脹下有：又（mpa）加熱后，鋼罐內(nèi)的壓強(qiáng)為mpa。設(shè)（表壓強(qiáng)）。答：加熱后罐壁承受的壓強(qiáng)是

6、mpa。1.19 汽車上路時(shí)，輪胎內(nèi)空氣的溫度為20，絕對(duì)壓強(qiáng)為395kpa，行駛后輪胎內(nèi)空氣的的溫度上升到50，試求這時(shí)的壓強(qiáng)。解： 設(shè)滿足理想氣體方程，則有：假設(shè)，可解得（kpa）答：這時(shí)的壓強(qiáng)為 kpa。選擇題（單選題）2.1 靜止流體中存在：（a）（a）壓應(yīng)力；（b）壓應(yīng)力和拉應(yīng)力；（c）壓應(yīng)力和剪應(yīng)力；（d）壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。2.2 相對(duì)壓強(qiáng)的起算基準(zhǔn)是：（c）（a）絕對(duì)真空；（b）1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；（c）當(dāng)?shù)卮髿鈮?；（d）液面壓強(qiáng)。2.3 金屬壓力表的讀值是：（b）（a）絕對(duì)壓強(qiáng)；（b）相對(duì)壓強(qiáng)；（c）絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?；（d）相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?.4 某點(diǎn)的真空度為65

7、000pa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1mpa,該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為：（d）（a）65000pa；（b）55000pa；（c）35000pa；（d）165000pa。2.5 絕對(duì)壓強(qiáng)與相對(duì)壓強(qiáng)、真空度、當(dāng)?shù)卮髿鈮褐g的關(guān)系是：（c）（a）=+；（b）=+；（c）=-；（d）=+。2.6 在密閉容器上裝有u形水銀測(cè)壓計(jì)，其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上，其壓強(qiáng)關(guān)系為：（c）（a）；（b）=；（c）；（d）0）的流線。解： 或 為線性方程答：流線方程為。3.11已知平面流動(dòng)的速度場(chǎng)為=，=，其中為常數(shù)。試求流線方程并畫出若干條流線。解： 為圓心在的圓族。答：流線方程為，為圓心在的圓族。3.12已知平面流動(dòng)的速度

8、場(chǎng)為=。求 =1時(shí)的流線方程，并畫出14區(qū)間穿過(guò)軸的4條流線圖形。解： 當(dāng)秒時(shí)，過(guò)的流線為：過(guò)的流線為：過(guò)的流線為：過(guò)的流線為：答：=1時(shí)的流線方程為。3.13不可壓縮流體，下面的運(yùn)動(dòng)能否出現(xiàn)（是否滿足連續(xù)性條件）？ （1）=2； =（2）=； =（3）=； =；=解：（1）不能出現(xiàn)。（2）能出現(xiàn)。（3）不能出現(xiàn)。3.14已知不可壓縮流體平面流動(dòng)，在方向的速度分量為=-2+2。試求速度在方向的分量。解： 答：速度在方向的分量。3.15在送風(fēng)道的壁上有一面積為0.4的風(fēng)口，試求風(fēng)口出流的平均速度。解： 其中：m3/s，m3/s（m3/s）（m/s）答：風(fēng)口出流的平均速度m/s。3.16求兩平行平

9、板間，流體的單寬流量，已知速度分布為=。式中=0為中心線，=為平板所在位置，為常數(shù)。解： 單寬流量為：答：兩平行平板間，流體的單寬流量為。3.17下列兩個(gè)流動(dòng)，哪個(gè)有旋？哪個(gè)無(wú)旋？哪個(gè)有角變形？哪個(gè)無(wú)角變形？（1）=，=；=0（2）=，=，=0式中、是常數(shù)。解：（1） 有旋。 無(wú)角變形。（2） 無(wú)旋（不包括奇點(diǎn)）。 存在角變形運(yùn)動(dòng)。3.18已知有旋流動(dòng)的速度場(chǎng)=2+3，=2+3，=2+3。試求旋轉(zhuǎn)角速度和角變形速度。解： 答：旋轉(zhuǎn)角速度，角變形速度。選擇題（單選題）等直徑水管，a-a為過(guò)流斷面，b-b為水平面，1、2、3、4為面上各點(diǎn)，各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)有以下關(guān)系：（c）（a）=；（b）=；（c）

10、+=+；（d）+=+。伯努利方程中+表示：（a）（a）單位重量流體具有的機(jī)械能；（b）單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；（c）單位體積流體具有的機(jī)械能；（d）通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能。水平放置的漸擴(kuò)管，如忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)，有以下關(guān)系：（c）（a）；（b）=；（c）；（b）9m；（b）=（34），（34），9m；（d）（34），9m。5.12 圖示兩根完全相同的長(zhǎng)管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)系是：（c）（a）；（c）=；（d）不定。5.13 并聯(lián)管道1、2，兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長(zhǎng)度=3，通過(guò)的流量為：（c）（a）=；（b）=1.5；（c）=1.73；（d）=3。5.

11、14 并聯(lián)管道1、2、3、a、b之間的水頭損失是：（d）（a）=+；（b）=+；（c）=+；（d）=。5.15 長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：（c）（a）水頭損失相等；（b）水里坡度相等；（c）總能量損失相等；（d）通過(guò)的流量相等。5.16 并聯(lián)管道閥門為全開時(shí)各段流量為、，現(xiàn)關(guān)小閥門，其他條件不變，流量的變化為：（c）（a）、都減??；（b）減小，不變，減?。唬╟）減小，增加，減??；（d）不變，增加，減小。7.8 有一薄壁圓形孔口，直徑為10mm，水頭為2m?，F(xiàn)測(cè)得射流收縮斷面的直徑為8mm，在32.8s時(shí)間內(nèi)，經(jīng)孔口流出的水量為0.01，試求孔口的收縮系數(shù)，流量系數(shù)，流速系數(shù)及孔口局部損失系數(shù)。

12、解： 答：孔口的收縮系數(shù)，流量系數(shù)，流速系數(shù)，孔口局部損失系數(shù)。7.9 薄壁孔口出流，直徑=2cm，水箱水位恒定=2m，試求：（1）孔口流量；（2）此孔口外接圓柱形管嘴的流量；（3）管嘴收縮斷面的真空高度。解： （l/s）（l/s）以收縮斷面c-c到出口斷面n-n列伯努利方程：（m）答：（1）孔口流量l/s；（2）此孔口外接圓柱形管嘴的流量l/s；（3）管嘴收縮斷面的真空高度為m。4.27 水箱用隔板分為、兩室，隔板上開一孔口，其直徑=4cm，在室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑=3cm。已知=3m，=0.5m，試求：（1），；（2）流出水箱的流量。解： 要保持不變，則補(bǔ)充水量應(yīng)與流出水量保持相等

13、，即孔口出流量、管嘴出口流量均為。 可解得：（m）（m）（l/s）答：（1）m，m；（2）流出水箱的流量l/s。7.11有一平底空船，其船底面積為8，船舷高為0.5m，船自重為9.8kn，現(xiàn)船底破一直徑10cm的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問(wèn)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后船將沉沒(méi)。解： 設(shè)船底到水面的水深為，船中水深為，下沉過(guò)程是平穩(wěn)的，則有：從孔口流入的流量為，為常數(shù)。 當(dāng)船沉沒(méi)時(shí)： （s）答：經(jīng)過(guò)s后船將沉沒(méi)。7.12游泳池長(zhǎng)25m，寬10m，水深1.5m，池底設(shè)有直徑10cm的放水孔直通排水地溝，試求放凈池水所需的時(shí)間。解： 設(shè)池內(nèi)水深為時(shí)，為水流量為（h）設(shè)水池中的水量為，則水量減少量為答：放凈池水所需

14、的時(shí)間為h。7.13油槽車的油槽長(zhǎng)度為，直徑為，油槽底部設(shè)有卸油孔，孔口面積為，流量系數(shù)為，試求該車充滿油后所需卸空時(shí)間。解：設(shè)當(dāng)油箱中漏深為時(shí)，瞬時(shí)泄油量為。其中 ，； 當(dāng)時(shí)，當(dāng) 當(dāng)時(shí)其中積分可得：答：該車充滿油后所需卸空時(shí)間為。7.14虹吸管將池中的水輸入池，已知長(zhǎng)度=3m，=5m，直徑=75mm，兩池水面高差=2m，最大超高=1.8m，沿程摩阻系數(shù)=0.02，局部損失系數(shù)：進(jìn)口=0.5，轉(zhuǎn)彎=0.2，出口=1，試求流量及管道最大超高斷面的真空度。解： 以下游水面為基準(zhǔn)面，從上池水面到下池水面列伯努利方程：（m/s）（l/s）從c過(guò)流斷面到下池水面列伯努利方程：取m答：流量l/s，管道最大

15、超高斷面的真空度為m。7.15風(fēng)動(dòng)工具的送風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、管道等組成，已知管道總長(zhǎng)=100mm，直徑=75mm，沿程摩阻系數(shù)=0.045，各項(xiàng)局部水頭損失系數(shù)之和=4.4，壓縮空氣密度=7.86， 風(fēng)動(dòng)工具要求風(fēng)壓650kpa，風(fēng)量0.088，試求貯氣筒的工作壓強(qiáng)。解： 從貯氣筒到風(fēng)動(dòng)工具入口列伯努利方程，忽略高差，則有： （kpa）答：貯氣筒的工作壓強(qiáng)為kpa。7.16水從密閉容器，沿直徑=25mm，長(zhǎng)=10m的管道流入容器，已知容器水面的相對(duì)壓強(qiáng)=2at，水面高=1m，=5m，沿程摩阻系數(shù)=0.025，局部損失系數(shù)：閥門=4.0，彎頭=0.3，試求流量。解： 以地面為基準(zhǔn)面，從

16、池面到池面列伯努利方程：?。?，則有（m/s）（l/s）答：流量l/s。7.17水車由一直徑=150mm，長(zhǎng)=80m的管道供水，該管道中有兩個(gè)閘閥和4個(gè)90彎頭（=0.03，閘閥全開=0.12，彎頭=0.48）。已知水車的有效容積為25， 水塔具有水頭=18m，試求水車充滿水所需的最短時(shí)間。解： 以管出水口為基準(zhǔn)面，列伯努利方程：（m/s）（l/s）（s）（min）答：水車充滿水所需的最短時(shí)間為min。7.18自密閉容器經(jīng)兩段串聯(lián)管道輸水，已知壓力表讀值=1at，水頭=2m，管長(zhǎng)=10m，=20m，直徑=100mm，=200mm， 沿程摩阻系數(shù)=0.03，試求流量并繪總水頭線和測(cè)壓管水頭線。解：

17、 以管中心線為基準(zhǔn)面，從容器水面到出口斷面列伯努利方程：，可求得：（m/s）（m/s）（l/s）（m）（m）答：流量l/s，總水頭線和測(cè)壓管水頭線見上圖。7.19水從密閉水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直徑=25mm，管長(zhǎng)=3m，水深=0.5m，流量=1.5l/s，沿程摩阻系數(shù)=0.033，局部損失系數(shù)：閥門 =9.3， 入口=1，試求密閉容器上壓力表讀值，并繪總水頭線和測(cè)壓管水頭線。解： 以下池水面為基準(zhǔn)面，列伯努利方程：（kpa）（m/s）xh (m)hp (m)-h11.58 / 11.1011.58 / 10.63l3.977 / 3.53.5 / 3.5l+h3.53.5閥4.

18、444.44答：密閉容器上壓力表讀值kpa，總水頭線和測(cè)壓管水頭線見上圖。7.20工廠供水系統(tǒng)，由水塔向、三處供水，管道均為鑄鐵管，已知流量=10，=5，=10，各段管長(zhǎng)=350m，=450m，=100m，各段直徑=200mm，=150mm，=100mm，整個(gè)場(chǎng)地水平，試求所需水頭。解： 以水平面為基準(zhǔn)面，從水塔水面到斷面出口列伯努利方程：其中：，取，查表7-3可得：；（l/s）；（l/s）；（l/s）代入可得：（m）答：所需水頭為m。7.21在長(zhǎng)為2，直徑為的管道上，并聯(lián)一根直徑相同，長(zhǎng)為的支管（圖中虛線），若水頭不變，不計(jì)局部損失，試求并聯(lián)支管前后的流量比。解： 并聯(lián)前，設(shè)管道的比阻為，則

19、有：，并聯(lián)后，總流為，兩支路的流量為答：并聯(lián)支管前后的流量比為。7.22有一泵循環(huán)管道，各支管閥門全開時(shí)，支管流量分別為、，若將閥門開度變小，其他條件不變，試論證主管流量怎樣變化，支管流量、 怎樣變化。解： 設(shè)主管阻抗為，支管阻抗為，。主管損失為，支管損失為。水泵揚(yáng)程 對(duì)離心泵，一般有，成立。即減小，而增加，減小，故增加。又，當(dāng)增加時(shí)，不變，故增加減少答：主管流量減小，支管流量減少、增加。7.23電廠引水鋼管直徑=180mm，壁厚=10mm，流速=2，工作壓強(qiáng)為1106pa，當(dāng)閥門突然關(guān)閉時(shí)，管壁中的應(yīng)力比原來(lái)增加多少倍？解： 其中 （m/s）其中pa；pa；mm；mm（m）（kpa）管中壓強(qiáng)增大的倍數(shù)為倍。答：管壁中的應(yīng)力比原來(lái)增加倍。7.24輸水鋼管直徑=100mm，壁厚=7mm，流速=1.2，試求閥門突然關(guān)閉時(shí)的水擊壓強(qiáng)，又如該管道改為鑄鐵管水擊壓強(qiáng)有何變化？解： 對(duì)鋼管：（m/s）對(duì)鑄鐵：（m/s）（m）（m）papa答：閥門突然關(guān)閉