華工 水力學模擬試卷及答案

華工水力學模擬試卷及答案誠信應考,考試作弊將帶來嚴重后果！華南理工大學期末考試《水力學》試卷A注意事項：1.考前請將密封線內(nèi)各項信息填寫清楚；2.所有答案請直接答在試卷上（或答題紙上）；3.考試形式：閉卷；一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.流體的運動粘度的單位是（）s/m2B.m2/sC.N.s/m2D.N.m2/s2.如題2圖所示有一傾斜放置的平面閘門，當上下游水位都上升1m時（虛線位置），作用于閘門上的靜水總壓力（）A.變大B.變小C.不變D.無法確定題2圖3,如題3圖所示一靜止容器內(nèi)盛兩種不相混合液體（密度分別為P1,P2,并且P1<P2），容器兩側(cè)安裝有兩個測壓管，容器和測壓管液面高度分別為?1、？2、？3,三個高度的關系為）A.?1=?2=?3B.?1>?2>?3C.?1=?2>?3D.?1=?2<?3《水力學》試卷第如題4圖所示水流通過漸縮管流出，若容器水位保持不變，則管內(nèi)水流屬恒定均勻流非恒定均勻流恒定非均勻流.非恒定非均勻流關于水流流向的正確說法是)水一定是從壓強大處往壓強小處流水一定是從流速大處往流速小處流水一定是從機械能大處往機械能小處流水一定是從測壓管水頭高處往測壓管水頭低處流在圓管紊流中，過水斷面流速分布符合()A.均勻規(guī)律B.直線變化規(guī)律C.拋物線規(guī)律D.對數(shù)曲線規(guī)律實際液體處于紊流狀態(tài)，其流層間的剪應力為()A.0B.黏性剪應力t1C.附加剪應力(或雷諾應力)t2D.t1+t2如題8圖所示，輸油管路中安裝有一文丘里流量計，已知水銀壓差計中水銀柱高差為hp，則(zl+plp())-(z2+2)為P油gP油gA.P水銀PPPhpB.(1-水銀)hpC.(水銀-1)hpD.(1+水銀)hpp油p油p油？油《水力學》試卷共14頁題8圖欲使水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數(shù)m應為()A.113B.C.D.1424如題10圖所示，一壓力水箱恒定水深H=1.5m，液面相對壓強p0=40kPa，箱底外接一直徑d=30mm的管嘴，管嘴長l=0.1m，其流量Q為()A.3.14x10-3m3/sB.3.25x10-3m3/sC.6.06x10-3m3/sD.6.12x10-3m3/s題10圖二、判斷題(對者打"，錯者打X。本大題共10小題，每小題2分，共20分)速度越大，液體的內(nèi)摩擦力越大。()測壓管水頭線沿程可升、可降、也可不變。()pav2伯努利方程中z+表示過流斷面上單位質(zhì)量流體的平均機械能。+Pg2g紊流光滑區(qū)的沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關，而與相對粗糙度無關。（）謝才公式既適用于無壓明渠流，也適用于有壓管流。（）當管徑和流量一定時，黏度越小，越容易從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。（）各并?lián)支管（長管）的水頭損失相同，所以其水力坡度也相同。（）對于靜止液體如不考慮表面張力，則表面力只有壓力。TOC\o"1-5"\h\z（）《水力學》試卷共14頁棱柱形明渠中形成M3型水面曲線時，其de<0。（）dh一切非均勻流均為紊流。（）三、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）有一水泵裝置，其吸水管中某點的真空壓強等于3mH2O,當?shù)卮髿鈮簽橐粋€工程大氣壓，其相應的絕對壓強值為kPa。流體平衡微分方程表明，在靜止流體中各點單位質(zhì)量流體所受質(zhì)量力與如題23圖所示，輸水管道中設有閥門，管路直徑d=50mm，流量Q=3.74?10-3m3/s,水銀壓差計讀值?h=0.12m，沿程水頭損失忽略不計，則閥門的局部阻力系數(shù)Z為。題23圖題24圖如題24圖所示應用皮托管測量A點流速，若兩測壓管液柱差為h，則A點流速為uA=。弗勞德數(shù)表征慣性力與之比。四、作圖題（本大題共2小題，每小題5分，共10分）如題26圖所示短管路，d2<d3<d1，d3管道中有一閥門，試定性繪制總水頭線和測壓管水頭線。《水力學》試卷共14頁題26圖如題27圖所示棱柱形渠道，各渠段充分長，渠道首端為一閘孔出流，閘下收縮斷面水深h<hc，試繪出其水面曲線，并標出水面曲線的名稱。題27圖五、計算題（本大題共4小題，共40分）如題28圖所示，壓力水箱寬b=4m，其左上角裝有一圓柱體金屬壓力表，其讀數(shù)為19.6kPa，箱中盛滿水。圓柱面的半徑r=1m，試：（1）繪出作用于圓柱面ABC上的水平壓強分布圖和壓力體圖，并標明其靜水總壓力的水平分力和鉛垂分力的方向。（2）求作用于圓柱面ABC上靜水總壓力的大小與方向。（12分）《水力學》試卷共14頁題28圖如題29圖所示，管路中一段水平放置的彎管，直徑d1=200mm,d2=150mm，彎角0=30。管中1-1斷面的平均流速v1=4m/s，其形心處的絕對壓強p1=2個工程大氣壓。若不計管流的水頭損失，求水流對彎管的作用力Rx和Ry（坐標軸如圖所示）。（10分）《水力學》試卷共14頁題29圖如題30圖所示一虹吸管輸水管道，虹吸管的長度、管徑、沿程阻力系數(shù)分別為：l1=10m，l2=5m，l3=15m，d=0.2m，入二0.04，進口的局部損失系數(shù)Z1為0.6，折管處的局部損失系數(shù)Z2為0.2。當虹吸管的最大安裝高度hs=4.5m，上游水面與管道出口中心點高差為z=4m時，試計算：（1）虹吸管的輸水流量為多少？（2）虹吸管中的最大真空壓強為多少？（10分）《水力學》試卷共14頁題30圖梯形斷面壤土渠道均勻流，通過流量Q=10.5m3/s，底寬b=8.9m，邊坡系數(shù)m=1.5，正常水深h0=1.25m，粗糙系數(shù)n=0.025，求底坡i，并判

斷渠道底坡是陡坡還是緩坡？流態(tài)是急流還是緩流？（8分）《水力學》試卷共14頁一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.B2.A3.C4.C5.C6.D7.D8.C9.C10.D二、判斷題（對者打V，錯者打X。本大題共10小題，每小題2分，共20分）11.X12.V13.X14.V15.V16.V17.X18.V19.V20.X二、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）21.22.23.24.25.四、68.6表面力8.162gh重力作圖題（本大題共2小題，每小題5分，共10分）26.解：《水力學》試卷共14頁27.解:五、計算題(本大題共4小題，共40分)28.解：水平壓強分布圖2分，壓力體圖2分。首先求水平分力PxC點壓強pC=9.8?(2+1.5)=34.3kPa(1分)《水力學》試卷共14頁Px=PghcA=9.8?(2+0.75)?1.5?4=161.7kN(2分)1或Px=Sb=?(19.6+34.3)?1.5?4=161.7kN2如圖所示，壓力體的底面積Q為(2分)FOESOABDC12012=?nr=?3.14?12=1.047m233601SOAGF=?(2+2+0.5)?1?=1.9485m222Q=SOABDC+SOAGF=1.047+1.9485=2.9955m2111或SABD=nr2-S?AOD=?3.14?12-?r?r?cos30=0.523-0.433=0.09m2662111rSDCE=nr2-S?ODE=?3.14?12-??r?cos30=0.523-0.216=0.307m26622SDEFG=EF?DE=(2+r)?r?cos30=(2+1)?1?3=2.598m2Q=SABD+SDCE+SDEFG=0.09+0.307+2.598=2.995m2則壓力體的體積V=Q?b=2.9955?4=11.982m3=11.7424垂直分力Pz=PgV=9.8?11.982kN（1分）總壓力P=Px2+Pz2=.72+117.4242=39935.29=199.838kN（1分）總壓力與水平方向的夾角為（1分）《水力學》試卷共14頁tan0=Pz117.424==0.726Px161.7Pz=36Px0=1129.解：Q=nd12v1=?3.14?0.22?4=0.126m3/s（1分）441Q=Q1=Q2=nd22v2?v2=7.111m/s（1分）4因彎管水平放置，且不計水頭損失，以管軸線所在的xy平面作為基準面，列出斷面1-1到2-2間水流的能量方程為：pavpavz1+1+11=z2+2+22（1分）Pg2gPg2gp27.1112420+10+（1分）=0++2gPg2gp2=80.717kPaP2=p2A2=80.717?223.14?0.152=1.426kN（1分）43.14?0.22=3.077kN（1分）p1=98kPaP1=p1A1=98?4''設彎管對水流的作用力Rx和Ry,分別寫出x與y方向上總流的動量方程為:opQ(B2v2cos3-0Bv=p)A1-1pA11opQ(82v2sin3-0o'co-sR3x0(1分)o'si+nR30y22=0)-p0A22取81=82=1，將上述數(shù)據(jù)代入動量方程中得：'Rx=3.077-1.426?3-0.126?(7.111?-4)22=3.077-1.235-0.272=1.57kN(―)(1分)11'Ry=1.426?+0.126?7.111?=0.713+0.448=1.161kN(t)(1分)22''水流對彎管的作用力Rx和Ry分別與Rx和Ry大小相等，方向相反。(1分)30.解：(1)以下游水面為基準面，1-1斷面和4-4斷面之間的能量方程為：pavpavz1+1+11=z4+4+44+hw1-4(1分)Pg2gPg2g《水力學》試卷共14頁22v230v2(2分)4+0+0=0+0++(0.6+0.2?2+0.04?)2g0.22gv2v2v2即4=+7=82g2g2g解得v=3.13m/s11Q=nd2v=?3.14?0.22?3.13=0.098m3/s（1分）44（2）虹吸管最大真空值一般出現(xiàn)在3-3斷面處，以上游水面為基準面，忽略上游水池過水斷面的流速水頭，1-1斷面和3-3斷面之間的能量方程可以寫為：pavpavz1+1+11=z3+3+33+hw1-3（1分）Pg2gPg2gp3v215v2（2分）0+0+0=4.5+++（0.6+0.2?2+0.04?）Pg2g0.22gp3153.132（1分）=-4.5-（1+0.6+0.2?2+0.04?）?=-4.5-5?0.5=-7.0mPg0.22?9.8真空壓強22pv=7.0m（1分）Pg31.解：A=（b+mh）h=（8.9+1.5?1.25）?1.25=13.47m2（1分）x=b+2h+m2=8.9+2?1.25?+1.52