【水力學】-水力學試卷3及答案

水力學試卷(3)一、填空題（每空1分，共30分）1.水力學的研究方法包括( )、( )、( )。液體的主要物理性質為（）、（）、（）、（）、（）、（）。水力學研究的兩大基本規(guī)律：一是關于液體平衡的規(guī)律，即（）；二是關于液體運動的規(guī)律，即（）。4.計算平面上靜止液體作用力的兩種方法是()、()。5.靜止液體中壓強的表示方法為（）、（）、（）。6.描述液體運動的兩種方法()、()。7.液體運動的兩種型態(tài)()、()。8.實際液體恒定總流的能量方程的適用條件為（）、（）、（）、（）、（）。9.有壓管路中水擊分為()、()。10.()、、()。二、名詞解釋（每個4分，共20分）1.經濟流速2.斷面比能3.管網總成本4.水躍5.滲流系數三、簡答（每題5分，共20分）什么是水力學？（5分）明渠中水流的流動形態(tài)和判別方法分別有哪些？（5分）3.何為有壓管路中的水擊？水擊的類型有哪些？（5分）4.簡述滲流系數及其確定方法？（5分）四、計算題（30分）1.z＝2m、B兩點的位置zAB＝1．2mp0＝105kPa(絕對壓強)，1所示。試求：①A、B兩點的絕對壓強和相對壓強；②A、B兩點的測壓管水頭。（10分）2.有一沿鉛垂直立墻面敷設的彎管（2所示），90O，起始斷1—12—2L4m,ΔZ3m，已1—1p1112.5KPa，兩斷面之間水頭損失hw為，dQ為2/s時，水流對彎頭的作用力。（20分）（圖1） （圖2）水力學試卷(3)答案一、填空題（每個1分，共30分）理論方法、實驗方法、量綱分析法慣性、質量與密度，萬有引力與重力，粘滯性與粘滯系數，壓縮性及壓縮率，表面張力，汽化水靜力學，水動力學4.解析法、圖解法5.絕對壓強、相對壓強、真空度6.拉格朗日法、歐拉法7.層流、紊流8.9.直接水擊、間接水擊10.薄壁堰、實用堰、寬頂堰二、名詞解釋（每個4分，共20分）1.經濟流速－使給水工程的總成本最低的管網流速。2.以渠底水平面為基準面所計算的過水斷面上單位重量液體所具有的總能量。3.管網總成本－包括鋪設水管的建筑費、泵站建筑費、水塔建筑費及經常抽水的運轉費之和。4.水躍－當明渠恒定非均勻流的流態(tài)由急流變?yōu)榫徚鲿r會出現一種水面突然躍起的水力現象，稱為水躍。5.滲流系數-滲流單位水力坡度上的流速，是反映土壤滲流特性的一個綜合指標，它的大小取決于土壤顆粒的形狀、大小、不均勻系數及水溫等。三、簡答題（共20分）水力學是一門技術科學，是力學的一個分支，也是不少專業(yè)、特別是水利類（主要是水的平衡和機械運動明渠水流的流動形態(tài)有緩流、臨界流、急流三種。明渠水流形態(tài)的判別方法有流速判別法（包括靜水波速vw判別法和臨界流速判別法）， <vw或 <vk為緩流， =vw或 =vk為臨界流 >vw或>vk為急流；弗勞德數判別法，Fr=1臨界流，Fr〈1緩流，Fr〉1急流；能量判別法（包括動能和勢能判別法、比能曲線法、dE/dh判別法），重力和慣性力判別法，臨界水深判別法， 緩流， 臨界流， 急流；臨界底坡判別法， 緩流， 臨界流， 急流。（5分）當有壓管中的流速因某種外界原因而急劇發(fā)生變化時，將引起液體內部壓強水擊的類型按水擊的危害大小分為直接水擊和間接水擊。（5分）滲流系數指滲流單位水力坡度上的流速，是反映土壤滲流特性的一個綜合指標，它的大小取決于土壤顆粒的形狀、大小，不均勻系數和水溫等。滲流系數的確定方法有：經驗法，室內測定法，野外測定法（或現場測定法）。（5分）四、計算題（共30分）1.解根據題中所給條件，先求壓強，再求測壓管水頭。A、BA點絕對壓強B點絕對壓強(2)A、B兩點相對壓強A點相對壓強B點相對壓強3)A、BA、B兩點測壓管水頭為2.解：(1)求管中流速：v=Q/A=4Q/πd2=(4×0.08)/(3.14×0.252)=/s(2)求2—2斷面中心處動水壓強p2以2—2斷面為基準面，對1—1于2—2斷面些能量方程為：ΔZ+p1/ρg+αv2/2g=0+p2/ρg+αv2/2g+hw將hw=，p1=112.5KPa代入上式，可求出：p2=140.4KPa（3）求彎頭內水重：G=ρgV=ρgLπd2/4=1.92KN(4)計算作用于1—1斷面于2—2斷面上動水總壓力為：FP1=p1πd2/4=5.5KNFP2=p2πd2/4=6.9KN(5)X,Y3所示。FRxFRy沿x方向的動量方程為：ρQ(0-βv)FP1FRxFRx=5.63KN沿y方向的動量方程為：ρQ(-βv-O)=FP2-G-FRy解得：FRy=5.11KN管壁對水流的總作用力為：FR=（FRx2+FRy2）1/2=7.6KN令總作用力與水平軸之間的夾角為θ則：θ=arctg(FRy/FRx)=42o14′FR的大小相等，方向相反。（20分）水力學試題第一部分 選擇題(共20分)102201.某流體的運動粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其動力粘度μ為( )×10-9Pa·×10-3Pa·s×105Pa·×109Pa·s2.圖中相互之間可以列總流伯努利方程的斷面是2-23-33-34-43.如圖所示孔板上各孔口的大小形狀相同則各孔口的出流量是( )>QA B=QA B<QA BD.不能確定4.并聯管道AB，兩管材料、直徑相同，長度( )

=2 ，兩管的水頭損失關系為BA. =B. =2C.D. =45.如圖所示，水泵的揚程是( )A.B.C. +D. + +6.在已知通過流量Q、渠道底坡i、邊坡系數m及粗糙系數n的條件下，計算梯形斷面渠道尺寸的補充條件及設問不能是( )A.給定水深，求底寬bB.給定寬深比hbC.給定最大允許流速hbmaxD.給定水力坡度J，求水深 與底寬7.斷面單位能量 隨水深 的變化規(guī)律是( )存在極大值 B. 存在極小值隨 增加而單調增加 D. 隨 增加而單調減少8.下列各型水面曲線中，表現為上凸型的水面曲線是( )型型型型3 3 3 39.根據堰頂厚度與堰上水頭的比值，堰可分為( )A.寬頂堰實用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰淹沒溢流堰和側收縮堰C.三角堰梯形堰和矩形堰 D.溢流堰曲線型實用堰和折線型實用堰10.速度、長度、運動粘度v的無量綱組合是( )B. C.D.第二部分 非選擇題(共80分)二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內。錯填或不填均分無。11.潛體所受浮力的大小與其所在液體的 成正比。12.恒定流是各空間點上的運動參數都不隨 變化的流動。13.圓管流的臨界雷諾數Rec

為 。14.水由孔口直接流入另一水體中，稱為 出流。15.在相同的作用水頭作用下，同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量 。16.渠道中的水深h大于臨界水深hc

時，水流流態(tài)為 。17.水躍函數相等的兩個不同水深稱為 。18.自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為 。19.達西定律適用于 滲流。20.具有自由液面的水流模型試驗，一般選用 準則設計模型。三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)21.粘性22.斷面平均流速23.粘性底層24.短管25.臨界底坡四、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)26.試述液體靜力學的基本方程 及其各項的物理意義。27.如圖所示，一倒置U形管，上部為油，其密度ρ =800kg/m3，用來測定水管oil中的A點流速u，若讀數△h=200mm，求該點流速μ。A A28.如何判別圓管和非圓管有壓流中的流態(tài)?29.試根據棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程分析M2

型水面曲線的變化趨勢。五、計算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30AB，b=2m，與水平面夾角α=30°，其自重，AAh=，T。31d=200mm，d=100mm，水銀差壓1 2ρmQ。32.有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m,底寬b=，渠中水深h=,0粗糙系數，通過的流量Q=6m3/s，試求沿程水頭損失。33.水塔經圖示管道系統(tǒng)供水。已知供水流量Q=3/s,各段管長l=l=100m,l=50m,l=200m,d=d=200mm(比阻1 2 2 3 1 4a=a2/m6),d=d=150mma=a2/m6),1 4 2 3 2 3試求：(1)Q，Q2 3(2H。水力學試題參考答案課程代碼：02444一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)11.密度 12.時間或2000 14.淹沒15.大 16.緩流17.共軛水深 18.急流19.均勻 20.弗勞德三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)21.相鄰流層在發(fā)生相對運動時產生內摩擦力的性質叫粘性；或者答粘性是流體阻抗剪切變形速度的特性；或者答粘性是流體的內摩擦特性均可。22.vv23.緊靠壁面存在一個粘性切應力(或粘性力)起控制作用的薄層。24.道。25.正常水深等于該流量下臨界水深時的渠底坡度。四、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)26.物理意義：z:單位重量液體具有的相對于基準面的重力勢能，簡稱位能。：單位重量液體具有的壓強勢能，簡稱壓能。Z+:單位重量液體具有的總勢能。Z+=C：靜止液體中各點單位重量液體具有的總勢能相等。27.解：根據元流伯努利方程，如圖，有：=(1-0.8)=392Pa=/s答：A/s。28.用臨界雷諾數作為流態(tài)的判別標準對于管流：若 或2000，流動為層流若 或2000，流動為紊流對于非圓管道，特征長度為水力半徑R，雷諾數575500或500，流動為層流或500，流動為紊流若特征長度取為當量直徑，則 仍為2300或2000。29．水深小于正常水深，但大于臨界水深，流動為緩流分子：h<h,J>i,I－J<00分母：h>h,Fr<1,i－Fr2>0c分式：dh/ds<0,M2

型降水曲線五、計算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30．30．ABP=ABKND，AD=GC，AC==hT=打開閘門的最小鉛直拉力為311-1，2-2取 =1，有m將（2）、（3）代入（1），得v=/s2Q= =2/s32.R=C=A=bh=20

=/s= =/sm33.(1)QQ+Q=3/s2 3得 Q=3/s3Q=3/s2==選擇題1.按連續(xù)介質的概念，流體質點是指：A流體分子 B流體中的固體顆粒 C幾何的點D幾何尺寸與流動空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體2.作用于流體的質量力包括：A壓力B摩擦阻力C重力D表面張力3.與牛頓內摩擦定律直接相關的因素是：A切應力和壓強B切應力和剪切變形速率C切應力和剪切變形D切應力和流速4.在研究流體運動時，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為：5.流體的切應力：A當流體處于靜止狀態(tài)時不會產生B當流體處于靜止狀態(tài)時，由于內聚力，可以產生CD6.流體力學中，單位質量力是指作用在單位 液體上的質量力。A面積B體積C質量D重量7.不同的液體其粘滯性 ,同一種液體的粘滯性具有隨溫度而降低的特性。A相同降低B相同升高C不同降低D不同升高8.下列說法正確的是A液體不能承受拉力，也不能承受壓力B液體不能承受拉力，但能承受壓力C液體能承受拉力，但不能承受壓力 D液體能承受拉力，也能承受壓力9.靜止液體中存在ABCD10.相對壓強的起點是：A絕對真空B1個標準大氣壓C當地大氣壓D液面壓強11.金屬壓力表的讀值是：A絕對壓強 B相對壓強C絕對壓強加當地大氣壓D相對壓強+當地大氣壓12露天水池，水深5m處的相對壓強為：A 5Kpa B 49Kpa C147Kpa D 205Kpa13.靜止的水僅受重力作用時，其測壓管水頭線必為：A水平線 B直線 C斜線 D 曲線14.在均質連通的靜止液體中，任一————上各點壓強必然相等。A平面 B水平面 C斜面 D以上都不對15.任意形狀平面壁上靜水壓力的大小等于————處靜水壓強*受壓面面積A受壓面的中心 B受壓面的重心C受壓面的形心D受壓面的垂心16.垂直放置的矩形平板擋水，水深靜水總壓力P的作用點，到水面的距離y=： A1.25m B1.5m C2.0m D2.5m17lhAhf=hBhf=h+l Chf=l-h Dhf=l18.圓管流動過流斷面上剪應力分布為：ABCD19.圓管流的下臨界雷諾數：A隨管徑變化B隨流體的密度變化C隨流體的粘度變化D不隨以上各量變化20.在圓管流中，紊流的斷面流速分布符合：ABCDBCD22.輸水管道在流量和水溫一定時，隨著直徑的增大，水流的雷諾數Re就:A增大B減小C不變D不定23.半圓形明渠半徑r0=4m，水力半徑為：A4m B3m C2m D1m24.水從水箱經水平圓管流出，開始為層流，在保持水位不變的條件A流量隨水溫的升高而增加B流量隨水溫的升高而減小C開始流量隨水溫升高而顯著增加，當水溫增高到某一值后，流量急劇減小，之后流量變化很小D開水隨溫度升高而減小，當升高到某一值后，急劇增加，之后流量變化很小25.變直徑管流，細斷面直徑為d1，粗斷面直徑d2=2d1，粗細斷面雷諾數的關系是：ARe1=0.5Re2BRe1=Re2 CRe1=1.5Re2DRe1=2Re2264m/s，則斷面平均流速為：A4m/sB3.2m/sC2m/sD1m/s27.圓管紊流過渡區(qū)的沿程阻力系數λ：A與雷諾數Re有關B與管壁相對粗糙度有關CReDRel28.水流在管道直徑、水溫、沿程阻力系數λ都一定時，隨著流量的增加，粘性底層的的厚度就：A增加B減小C不變D不定29.B兩種流動情況（淹沒出流和自由出流，如作用水頭、管長、管徑、沿程阻力系數λ都相等，其流量關系為：AQA>QBBQA<QB CQA=QBD30HdQQnAQ>Qn BQ<Qn CQ=Qn D3132a01a02=4a01A2.5a02B0.8a02C0.44a01D0.4a01A15.4 B25.0 C26.5 D33.334.明渠均勻流只能出現在：A平坡棱柱形渠道B順坡棱柱形渠道C逆坡棱柱形渠道D天然河道35.矩形水力最優(yōu)斷面的寬深比是：A0.5B1.0C2.0 D4.036.流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸和粗糙系數一定時，隨底坡的減小，正常水深將：A不變B減小C增大D不定37.水力最優(yōu)斷面是面積一定時，——————A粗糙系數最小的斷面 B水深最小的斷面C水面寬度最小的斷面 D濕周最小的斷面38.坡度、邊壁材料相同的渠道，當過水斷面的水力半徑相等時，明渠均勻流過水斷面的平均流速在哪種渠道中最大，——A半圓形B梯形 C矩形D三角形39.水力最優(yōu)的矩形明渠均勻流的水深增大一倍，渠寬減小一倍，其他條件不變，渠道中的流量將：A不變B減少C增大D不定40.在無壓圓管均勻流中，如其他條件不變，正確的結論是：A流量隨充滿度增大而增大 B流速隨充滿度增大而增大C流量隨水力坡度增大而增大 D三種說法都對41.在平坡棱柱形渠道中，斷面比能的變化情況是：A沿程減少B保持不變C沿程增大D各種可能都有42.下面流動中，不可能存在的是：A