水力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案

水力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案12分）（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（c）、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力；、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。（2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（d）、重合；b、平行、相交；d、正交。（3）液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為b2、1kN/m2b、2kN/m2、5kN/m2d、10kN/m2（4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（d）、恒定流動(dòng)；b、均勻流動(dòng)；、層流運(yùn)動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。（5）有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/（b）、8；b、4；、2；d、1。（6）已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，即可以判斷該液體流動(dòng)屬于c、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；、紊流過(guò)渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)（7）突然完全關(guān)閉管道末端的閥門(mén)，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速=1000m/s，水擊壓強(qiáng)水頭H=250m，則管道中原來(lái)的流速v為c0、1.54m（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（、恒定均勻流；、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（b、2.0mc、2.45md、3.22mc）b、恒定非均勻流；b、均勻緩流；b、均勻急流；、非均勻緩流；d、非均勻急流。（10）底寬b=1.5m的矩形明渠，通過(guò)的流量Q=1.5m/s，已知渠中某處水深h=30.4m，則該處水流的流態(tài)為b、緩流；b、急流；、臨界流；（）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的（d、1次方b、2次方、3/2次方（12）滲流研究的對(duì)象是（a）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。）成正比。d、1/2次方、重力水；b、毛細(xì)水；、氣態(tài)水；d、薄膜水。（13）測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有b、文丘里計(jì)b、畢托管、測(cè)壓管d、薄壁堰（14）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型，長(zhǎng)度比尺λ=100，模型中水深為0.1L米，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為d、1米，λ=1000；b、10米，λ=100；QQ、1米，λ=100000；d、10米，λ=100000。QQ22分）（1（2（3（4（x）（x）（x）（T）（T）（X）（T）（X）（5（6（7β。（8（9）在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大，躍后水深也越大。（X）（10(T)32～4分）（1）牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是和。答案：層流運(yùn)動(dòng)，牛頓液體（2）液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為2kN/m2，真空度為答案：2，不存在.。（3）只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。答案：水平面。（4）實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是，。答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。（5）水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深hh，弗汝德數(shù)1。k（填寫(xiě)、、符號(hào)）答案：，。（6）在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越。答案：大。（7）根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同，管道可以分為和。答案：短管，長(zhǎng)管。（8）在水擊計(jì)算中閥門(mén)關(guān)閉的時(shí)間T水擊相長(zhǎng)Tsr水擊，把TT的水擊稱為水擊。s答案：直接，間接。r(9)a型水面曲線是發(fā)生在坡上的流（指急流或緩流）2的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程（指增大、減小或不變）答案：陡坡，緩流，減小。(10)溢流堰的過(guò)堰流量與堰頂水頭的次方成正比。答案：3/2。（）泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí)，下游收縮斷面水深h的共軛水深chhh為下游河道的水深，填寫(xiě)、、符號(hào))ctt答案：填寫(xiě)、、符號(hào)(12)按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長(zhǎng)度比尺λ=25，當(dāng)模型中某L點(diǎn)的流速為v=o.8m/s，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為vm/s。mp答案：4m/s。43～4分）（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒(méi)有粘滯性的液體。運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用以解決實(shí)際工程問(wèn)題。這是水力學(xué)重要的研究方法。（2答案：這種說(shuō)法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言，恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過(guò)一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律。答案：通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Reλ僅是Reλ=f（Re過(guò)1R渡區(qū)λ=f（Re，λ=f（23R（4）為什么舍齊公式vCRi只適用于阻力平方區(qū)？流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提，動(dòng)力相似是保證，才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。（6）從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。量，因此從能量方程來(lái)分析，只能消耗位能來(lái)克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。（7）分析水面曲線時(shí)，如何尋找急流和緩流的控制斷面？控制斷面在下游，其原因與急流正好相反。（8）在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u(mài)，其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；都相等且等于=。v5、作圖題：（1）定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。(5分)v0總水頭線測(cè)壓管水頭線v0解：（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同)(5KKKKK分)6、計(jì)算題：2（1）圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為0.64m，長(zhǎng)l=50m，兩個(gè)30折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ=0.2，ζ=0.5，ζ=1.0，123沿程水力摩擦系數(shù)λ=0.024，上下游水位差=3m。求通過(guò)的流量Q?（10a緩流11b1bN3急流2KKii3K分）解：按短管計(jì)算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程lv2Hh()(5分)4R2gw計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)ARm,0.220.51.01.9將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到v4.16m/s,QvA2.662m/s(5分)即倒虹吸管內(nèi)通過(guò)的流量為2.662m/s。（2）從水箱接一橡膠管道及噴嘴如圖。橡膠管直徑=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭H=5.5m。由水箱至噴嘴的水頭損失h=0.5m。用壓力表測(cè)得w2橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=cm。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R，行近流速v=0，取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為1。0（15分）解：以過(guò)噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面1—1和噴嘴出口斷面2—2的能量方程v2H00000.5(5分)22gm求得噴嘴出口流速和流量為v2g59.9s2mQvA0.0003143(1.5分)s22橡膠管道內(nèi)的流速為Qmv30.706(1分)sA3對(duì)于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程pARQ(vv)332x3xRpAQ(vv)187.79N(6.5分)水流對(duì)噴嘴沖擊力為RR即為手握噴嘴所需之力。（3b=10h=3m1:1n=0.014，3323(1分)底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū)，求通過(guò)的流量。(9分)解：計(jì)算渠道斷面水力要素，Abhmh239m2過(guò)流斷面面積(1.5分)濕周xb21mhm(1.5分)(1分)(2分)(3分)2A水力半徑Rmx1舍齊系數(shù)CR180.90m1/s26n通過(guò)的流量Q=ACRi)=144.93m/s0.53（4）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬＝18m，流量Q＝265m/s，3壩下收縮斷面處水深h=1.1m，當(dāng)壩下游水深h=4.7m時(shí)，問(wèn)：(ct12分)1）壩下游是否發(fā)生水躍？（4分）（4分）2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？3)是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。（4分）解：計(jì)算臨界水深h，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，kq=Q/B=265/18=14.72m/sm3qg14.7229.82hk2.81m33因?yàn)槭湛s斷面水深h=1.1mh為急流，下游水深h=4.7mh為緩流，cktk所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計(jì)算收縮斷面處水深h的共軛水深h"cchq2(18ch"＝2c3c1.1214.722(18＝5.81m＝9.83因?yàn)閔"h，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。ct3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。估算消力池深d，取水躍淹沒(méi)系數(shù)＝1.05j則池深約為d=h"-h=1.054.7=1.40mjct2。一、選擇題（每小題1分，共5分）1、（）A、BC、D2、某水庫(kù)水深為10m）A.10kPa；B.98kPa；C.147kPa；D.196kPa。3、()A、BC4、（）H9ml(3l(3ldA.A.B.B.C.C.D.D.；；），0H9md），0H9mdd；>,,0H9ml。<05、）A.A.；B.C.D.二、填空題（每空2分，共12分）_。。5和將。和三、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共18分）55（8分）五、計(jì)算題（共65分）bmhm，渠底坡iQ20L/snHmem寬bm0.1i0i0.05n，12Q265m/sbm3h1.1mh5mtcAB，寬bmHmdmlm5ζζζλ123HmQ?15CA2、2；；和；5Revd/v。v22gFr2hTdmmL％B）dLpp1pphzzv2v212122gf1212bh0.150.0650.00975m2Ab2h0.1520.0650.28m0A0.00975R0.0348m0.28A210.009750.017321nRi0.03480.020.00853232Qhe0.6210.62mcv2v2Hhcc2g2gc則2g(Hh)29.80.62)vc15.44m/sc110.1QAvh0.62315.4428.72m/s3ccccQ28.7222hm3329.832gbKb2h322.117.22mKK11bh132.11cR1()1K()124.46m/s0.5666nn0.047.22KKKg9.87.22i0.0394KB24.463KC22KKKii2hhKbQq14.72m3/smmb）q214.722h33g9.8Kh1.1mh，h5mhKcKthc2q20.622h"(18c(18m9.81.133）hh"cctH29.882Pb5156822H8e2.67m33110.568cLd500.0240.520.21.01.0421.0229.85/m3sQAc)2、圖中矩形面板所受靜水總壓力的作用點(diǎn)與受壓面的形心點(diǎn)O重合。(×)。)1))))))))。)))))))))))、））大;?。?；。;。）；；。；））21252222））。）；；。；42hh21。是）））h=hh>hh<h；；；。1222822）ttt;;。））11；22；33；44。；+）；。）3；；31；2；5。(>B21BAAB））1；24；3；。J與J121)2)3)12121224a和b、pa和pp和p）bab(p>pp<pp=pababab）1；24；3；。）1；2；34）2)。小。3_。和。。、QRi。）和）。8。緩。BRhhkA寬解：水平分力PAxcxHP=γyP=P+P,222RAxyOP/PR=°∴yxB。ζζζ123λQ。解：lv2Hh()4R2gwARd/40.2m,0.220.51.01.9v4.16,QvA2.091m/s。3、某水平管路直徑d=7.5cm()1dmv221F112m3QvAs1111QRv9.9m22sA2P2xpARQ(vv)112x1xRpAQ(vv)187.8Nx3323F與,ZZh012i。Z12Abh2.55