【水力學(xué)】-大學(xué)水力學(xué)試卷

一、單項(xiàng)選擇題（填寫唯一正確答案的編號(hào)）（本大題共10小題，每小題1.5分，共15分）下列物理量中，單位有可能為m2/s的系數(shù)為（ ）運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) B.動(dòng)力粘滯系數(shù)C.體積彈性系數(shù) D.體積壓縮系數(shù)臨界坡明渠中的均勻流是（ ）緩流 B.急流 C.臨界流 D.可以是急流或緩流下列情況中，總水頭線與測(cè)壓管水頭線重合的是（ ）實(shí)際液體 B.理想液體 C.長(zhǎng)管 D. 短管12n>n，則其均1 2勻流水深h和h的關(guān)系為（ ）1 2A．h>h B. h<h C. h=h D.無法確定1 2 1 2 1 2下列水流中，時(shí)變（當(dāng)?shù)兀┘铀俣葹榱闶牵?）A．恒定流 B.均勻流 C.層流 D.一元流某陡坡渠道，臨界水深為1.5m，正常水深為1.0m，當(dāng)實(shí)際水深為1.3m時(shí)所發(fā)生的水面曲線為( )a B. a C. b D. b1 2 1 2靜止液體中某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)水頭為1m，則該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）A. 107.8kN/m2 B.88.2kN/m2 C.9.8kN/m2 D.-9.8kN/m2下列水流中，屬于非恒定有壓流的是（ ）堰流 B.水躍 C.水擊 D.閘孔出流一管徑從大到小漸縮的管道中，雷諾數(shù)沿水流方向（ ）增大 B.減小 C.不變 D.不一定沿程水頭損失與流速一次方成正比的水流為（ ）層流 B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)二、填空題（在空格中填寫正確答案）（本大題共9小題，每空格1分，共15分）1．有一管徑d=0.4m的管道，其糙率n=0.025，則水力半徑為 其流量模數(shù)K=m3/s。2．靜水壓強(qiáng)的特性為 、3．有一溢流堰，堰頂厚度為10m，堰上水頭為2m，則該堰流屬于 ；堰上總水頭H0=2m,下游水位超過堰頂?shù)母叨萮s=1.4m，此時(shí)堰流為 出流。4．理想液體與實(shí)際液體最主要的區(qū)別在于 。滲流達(dá)西公式的適用條件為 滲流杜比公式與滲流達(dá)西公式的區(qū)別在于 。6．已知謝才系數(shù)C40m1/2/s，則沿程阻力系= 。7．當(dāng)液流為 流時(shí)，流線與跡線重合。8．正坡明渠漸變水流的水面曲線共 條，而正坡地下河槽中漸變滲流的浸潤(rùn)曲線共條。9．描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法分別為 、 。三、計(jì)算題（本大題分6小題，共70分）1．（本小題12分）如圖所示，一個(gè)封閉水箱，下面有一1/4AB垂直1于紙面方向），R=1mh1

2m，h

3m，計(jì)算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方2向和作用點(diǎn)。21 22．（10分）L=10md=0.1mH=2.5m，沿程阻力系數(shù)λ=0.02ζ=0.5、ζ=1.51 2（1）閥門全開時(shí)管道中通過的流量。（2）閥門由全開突然關(guān)閉時(shí)管道中的水擊壓強(qiáng)水頭。（水擊波波速為1000m/s）3．（本小題14分）如圖示一直徑d10.15m的鋼管，水平放置，其末端用螺栓連接一收縮段，水流通過收縮段流入大氣中，出口斷面直徑d2不計(jì)水頭損失，求螺栓所受作用力。

0.05m，已知管中流速為V1

3m/s，5．（10分）n=0.02i=0.0001b=4m，在發(fā)生均勻流時(shí)，過水?dāng)嗝嫘螤顫M足水力最優(yōu)（佳）斷面。求：（1）均勻流時(shí)渠道通過的流量；（2）均勻流時(shí)佛汝德數(shù)及臨界水深。6．（本小題14分）在矩形斷面河道上，有一單孔的與渠道等寬的泄水閘，已知閘前水深tH6me2mhb4m，（閘門垂向收縮系數(shù)t 0.625m0.600.18e/H），不計(jì)行2進(jìn)流速，試求：（1）通過水閘的流量（自由出流）；（2）判斷閘下游的水流銜接形式，并判斷閘下是否要建消能工。HHeht一、單項(xiàng)選擇題1-A；2-C； 3-C；4-A；5-A6-D；7-B； 8-C；9-A；10-A二、填空題1 0.1m;0.12/31.083m3/s靜水壓強(qiáng)的方向垂直指向作用面；同一點(diǎn)不同方向上的靜水壓強(qiáng)大小相等寬頂堰；自由出流理想液體不考慮液體的黏滯性層流均勻滲流；達(dá)西公式適用于均勻滲流而杜比公式適用與非均勻漸變滲流6 0.0497 恒定流8 8；29 拉格朗日法、歐拉法三、計(jì)算題1解：水平分力：P gh Ax cx x

10009.81.52129400N29.4kN （3’）垂直分力：P10009.8(2122z

12)23806.2N23.806kN (3’)4合力：P2P229.42P2P229.4223.82

(2’)方向：與χ方向的夾角為Parctg zPPx

arctg

23.80629.4

arctg0.809739.00 (2’)作用點(diǎn)距水箱底部距離：eRsin1sin3900.629m (2’)2解：（1）列水箱斷面和出口斷面的能量方程（出口斷面中心所在平面為基準(zhǔn)面），得：H

LV2

V2

V2V2

(

L

1)V2

5V2

(5’)d2g

12g

22g 2g D 1 2

2g 2g2gH/519.62.5/5所以V2gH/519.62.5/5QVA3.134

0.120.02458m3/s (2’)（2）H3

aV10003.13319.4m (3’)g 9.8Q

4

d2 3 d1

0.1520.053m3/s (1’)V2(d1/d2)233227m/s (1’)列管道和出口斷面的能量方程：p V2 p V2z11 11 z22

22hwg 2g代入數(shù)據(jù)得：

g 2g0p132 002720g 19.6 19.6所以：360kN/m2 (5’)

3604

0.1526.36174kN6361.74N (1’)0 (1’)假定螺栓對(duì)水流的作用力為R（方向左）則由動(dòng)量方程得： F PPRQ(V V

) (2’)x 1 2 22 11即：RQ(V2)6361.7410000.053(275089.74N (2’)水流對(duì)螺栓的作用力R’=R(1’)5解：（1）水力最優(yōu)斷面時(shí)，水深h=2m (1’)RAbh

42

(1’)x b2h 422Vi1/2R2/3 0.000112/3n 0.02

0.5m/s (2’)9.82QVAVbh0.584m3/9.82gh30.10（2）Fr gh30.10

0.5

0.113

(2’)q23g(4/4)2q23g(4/4)239.8c6

467 ()解：（1）0.600.18e/H0.600.182/60.54 （1’）2gHQ2gH

0.5442

46.85m3/s (4’)19.662（2）h e0.625219.662cqQ/b46.85/411.71m3/s/mhhc(

1)1.25(

1)4.15m

(4’)18q18q2gh31811.7129.81.253c由于h4.15mhc t

3m所以是遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接 (2’)需設(shè)置消能工 (2’)天津大學(xué)研究生院2000年招收碩士研究生入學(xué)試題考試科目：水力學(xué)題號(hào)：431 一基本概念題1 （5 分）簡(jiǎn)述靜水壓強(qiáng)的兩個(gè)重要特性；在國際單位中，靜水壓強(qiáng)的單位是什么？（6分）解釋絕對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)，真空度的概念。（7分）實(shí)際液體運(yùn)動(dòng)存在層流和紊流兩種流態(tài)，可用雷諾數(shù)Re來判別。①寫出管流時(shí)雷諾數(shù)Re的表達(dá)式；②說明每個(gè)符號(hào)代表什么？③解釋雷諾數(shù)的物理力學(xué)意義。（6分）解釋容重和密度的概念；寫出它們的國際單位5分）畫出AB受壓面上的靜水壓強(qiáng)分布圖5分）畫出曲面AB上的壓力體圖6分）指出圖中－1，2－，－3哪些是等壓面，哪些不是等壓面？5分）某一過水?dāng)嗝娼o出了三個(gè)物理量zp/，分別寫出;②測(cè)壓管水頭；③總水頭分）2.151－11.5米；過水面積＝0.05m2，2－2過水面積＝0.02m2,兩個(gè)斷面間水頭損失，管中流量＝20L/。試求－2斷面上的測(cè)壓管高度。已知（提示：注意流動(dòng)方向）3（15分）1－12－2斷面水深，略去水頭損失，并假設(shè)1－1斷面水深1m壩寬（垂直紙面方向）γ＝10KN/m35分）已知某流場(chǎng)的流速勢(shì)為，為常數(shù)，試求及5分）已知物體在液體中所受的阻力F與液體密度ρ，液體粘μu，物體的大?。↙表示）有關(guān)，試用量綱分析法π定理，求出在液體中運(yùn)動(dòng)的物體所受阻力的關(guān)系式。2001學(xué)題號(hào)：431基本概念題分）在孔口和管嘴出流中，如果孔徑相同；作用水頭相同，通過孔口的流量和通過管嘴的流量哪個(gè)大？為什么？ABC受壓面的靜水壓強(qiáng)分布圖。（6分）（1）（2）3ABCD（6分）（1）24.d0.1m，管中平均流V1.0m/s，試判別管中水流運(yùn)動(dòng)是層流還是紊流？（水的運(yùn)動(dòng)v＝0.0131cm2/s）.5．液流產(chǎn)生水頭損失必須具備哪兩個(gè)條件？（5分）6．在應(yīng)用恒定流能量方程時(shí)，為什么不能把過水?dāng)嗝孢x在急變流斷面？（5分）7.解釋絕對(duì)壓強(qiáng)，相對(duì)壓強(qiáng)，真空度的概念。8.寫出恒定平面勢(shì)流中，流速勢(shì)φ（x,y）,流函數(shù)Ψ x,y 與流速的關(guān)系（6分）計(jì)算題（55分）1 （7分）2.R＝1m測(cè)壓管讀數(shù)h200mmH求半球形堵頭的總壓力及作（15分）3,;，容重為γ的水流時(shí)，推求突縮水流的（要求：兩式均表為的倍數(shù)關(guān)系）（提示：兩測(cè)壓管斷面處均為漸變流，兩斷面相距很短，忽略該流段管壁摩擦力，并認(rèn)為大管末端處壓強(qiáng)等于大管內(nèi)壓強(qiáng)）（13分）4,,,如水池容積很大，水流行進(jìn)流速可以忽略（（）求：①出口流速及流量Q ②繪出管路的測(cè)壓管水頭線和總水頭線12分5．在管道和明渠均勻流中，總流邊界上的平均切應(yīng)力與斷面平均流速，水力半徑R，液體密度，液體動(dòng)力粘滯系數(shù)，粗糙表面的凸起高度有關(guān)。試用量綱分析法（定理）推求與上述量的關(guān)系式（8分）天津大學(xué)研究生院2002收碩士研究生入學(xué)試題考試科目：水力學(xué)題號(hào)：431基本概念題（45分）圖示平板閘門置于水中，當(dāng)上，下游水位都上升1米（虛線所示。問b 中閘門上所受靜水總壓力的大小及其作用點(diǎn)是否改變？為什么？試用圖解法分析之（6分）2.明渠均勻流有哪些主要水力特性分）3粘性底層很薄，僅十分之幾毫米，它在水力學(xué)研究中確有十分重要的意義試通過粘性底層的厚度與絕對(duì)突起高度關(guān)系分析之（5分）4同一棱柱型長(zhǎng)直道上的二個(gè)渠段，流量相同，且為恒定流在下列條件下：粗糙系數(shù)n不（其他參數(shù)都相; 底坡I不（，其他參數(shù)都相; 底寬b不同（，其他參數(shù)都相同試問二渠段的正常水深是否相同如不同分析前后兩段哪段大？哪段小分）5．有一長(zhǎng)直棱柱體渠道，斷面為矩形，流量恒定，水深，單寬流量試判別該水流是急流，還是緩流？（5 分）6．淹沒式寬頂堰的判別的充分必要條件式什么分）7．如圖所示，為該裝置即時(shí)的水流狀態(tài)若閥門開度減小閥門前后兩根測(cè)壓管中的水面將如何變化？為什么分）8．等壓面式水平面的條件是什么分）計(jì)算題分）圖示密閉容器中盛有水，并裝有一U行水銀測(cè)壓計(jì)，今測(cè)得h 0.45m,H 1.0m,求容器中水面上的相對(duì)壓強(qiáng)？8分）。一弧形閘門，寬b4m圓心角a45，半徑r2m門軸與水面齊平求作用在弧形閘門上的靜水總壓力及其作用線與水平面的夾角？（10分）3某一矩形斷面平底渠道，寬度b 2.6m,河床在某處抬高，坎高a 0.3m,上游水深H＝1.8m,下游水深h 1.38m,局部水頭損失為下游渠道流速水頭的渠道的流量Q?2水R（12分）4D1.0m的混凝土管連成一條虹吸管跨過ftZ＝6.0m時(shí)，求虹吸管中最大真空值定性繪出虹吸管的測(cè)壓管水頭線。（18分）5還是非恒定流？是均勻流還是非均勻流？是有旋流還是無旋流？（7分）天津大學(xué)研究生院2003年招收碩士研究生入學(xué)試題考試科目：水力學(xué)題號(hào)單選題（每小題2分，共12分）在明渠均勻流中取一六面體其所受的外力作用在該六面體上（）a 切應(yīng)力正壓力b 正壓力c 正壓重力d 正壓力切向力重力圓管的水力半徑是（ ）（a）d/2bd/3cd/4dd/4 ３等直徑圓管中層流的過流斷面流速分布（為常數(shù)該流動(dòng)（ ）a 恒定有旋流b恒定無旋流非恒定有旋流非恒定無旋流寬頂堰形成淹沒出流的充分條件（）在尼古拉茲的沿程阻力系數(shù)實(shí)驗(yàn)中哪一個(gè)的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)（）（a）紊流粗糙區(qū)（b）臨界過渡區(qū)（c）紊流過渡區(qū)（d）紊流光滑區(qū)判斷題（每小題3分，共24分）