揚州大學(xué)《水力學(xué)》試卷

揚州大學(xué)試題紙（2007-2008學(xué)年第二學(xué)期）水利學(xué)院水利06級班（年）級課程水力學(xué)（B）卷In|r>s1.寬頂堰閘孔出流時符合閘孔淹沒出流的條件是（b）。（ht：下游水深;n|r>! h；：臨界水躍躍后水深）!A.=11；B. C.Vh；D.無法確定液體動力粘度隨液體溫度的升高而（c）。A.增大 B.不變C.減小D.可增大也可減小13.斷面面積相同的圓形和正方形有壓管道，圓形和方形管道的水力半徑之為i（b）iA.J-/2B.yl~7r/2c.tt/2D.1IIII! 4.某棱柱體渠道，臨界水深為1.0m,正常水深為1.5m,當(dāng)實際水深為1.3m時! 所發(fā)生的水面曲線為（c）: A.ai B.a2I C.bi D.b?Iii在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸一定時，隨底坡的增大，臨界水深將（c）! A.增大 B.減小! C.不變 D.以上都有可能III! 6.有兩條梯形斷面渠道1和2,己知其底坡、邊坡系數(shù)、流量和底寬相同，但!糙率iii>n2，則其均勻流水深hi和1以的關(guān)系為（b）: A-hi>li2 B.hi<h2j C.hi=h2 D.無法確定Iiiii 第i頁突然完全關(guān)閉管道末端閥門發(fā)生直接水擊，己知水擊波速a=980nVs,水擊壓強水頭△H=250m,則管中原來的流速V。為cA.1.5m/sB.2.0m/sC.2.5m/sD.3.0m/s地下河槽恒定漸變滲流的流速分布為（b）A.三角形直線分布；B.矩形分布 C.拋物形分布D.對數(shù)分布有壓管中各斷面測壓管水頭線到該斷面中心的距離即為該斷面的（a）A.中心點壓強水頭 B.中心點位置水頭C.測壓管水頭D.平均流速水頭10?阻力平方區(qū)的紊流的沿程阻力系數(shù)（b）A.僅與雷諾數(shù)有關(guān) B.僅與相對粗糙度有關(guān)C.與雷諾數(shù)及相對粗糙度有關(guān) D.是常數(shù)二、填空題（在空格中填寫正確答案）（本大題共15小題，每空格1分，共15分）理想液體流動時，切應(yīng)力在0O斷面比能的沿程變化規(guī)律des/ds=O,則該水流為均勻流。虹吸管的最大真空值隨其最高安裝高程的增加而增加。寬頂堰上的閘孔的淹沒條件為hs/H0>0.8o恒定流是務(wù)空間點上的運動參數(shù)都不隨—時間—變化的流動。水躍函數(shù)相等的兩個不同水深稱為共軸水深—。若正常水深正好等于該流量下的臨界水深,相應(yīng)的渠道底坡稱為臨界底坡。當(dāng)?shù)灼?、粗糙系?shù)和斷面面積一定時，使—流量最大的斷面形狀，稱為水力最優(yōu)斷面。當(dāng)堰頂厚度與堰上水頭的比值介于0.67與2.5之間時，這種堰稱為—實用堰真實滲流的流速_大于滲流模型的流速。處于相對平衡的液體中，等壓面與質(zhì)量力正交。紊流中粘性底層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而減小均勻流流中只有沿程阻力系數(shù)。動能修正系數(shù)的大小取決于流速分布三、簡答題（根據(jù)題目要求簡要回答問題）（本大題共3小題，每小題3分，共9分）作用于液體的力可分成哪兩類？請分別舉例說明。表面力和質(zhì)量力（r）o表面力如水壓力、內(nèi)摩擦力等（1，質(zhì)量力如重力、慣性力等（1‘）為什么說在圓管層流中的沿程水頭損失與流速的一次方成正比?1V2?沿程水頭損失的達西公式：hf （V）；圓管層流沿程水頭損失系數(shù):d2gIto.6464d ,1V264u1V2z32t?L,7Ito4=b=3T（T）；所以0=4；L=E：TL=（F）V（1'）。ReVd d2gVdd2ggd~什么是斷面比能J?它與斷面單位重量液體的總機械能E有什么區(qū)別?基準(zhǔn)面選在渠底所在平面得到的單位能量即為斷面比能。（19斷面比能與單位總機械能之間相差一個渠底到基準(zhǔn)面的高度，即TOC\o"1-5"\h\zaV2 cN2氏=11+—（1，）E=z°+h+— （192g 2g四、計算題（本大題分5小題，共56分）二AR=2n0―/-B（本小題12分）有一弧形閘門AB為半徑R=2m的圓柱面的四分之一，閘門寬b=4m,水深二AR=2n0―/-B/////////////TOC\o"1-5"\h\z解：求P的大小方向：Px=/hcA=9.8xlx2x4=78.4（KN） （3，）鉛直分力Pz=豹心體b=雙圓面積/4）=9.8x4x3.14x22/4=123.088kN （3，）總壓力P=JP?+P；=V78.42+123.0882=145.94kN （2分）p=arctan—=arctan=57.51° （2，）Pv 78.4ZD=RsiiiyS=2xsiii57.51°=1.69m （2，）（本小題10分）圖示直徑為20nmi,長3m的管道自水庫取水并泄入大氣中，出口比水庫水面低13ill,己知沿程水頭損失系數(shù)入=0.04,進口局部水頭損失系數(shù)（=0.5,（1）按短管計算泄流量Q;（2）按長管計算泄流量Q。列水庫斷面和下游管道出口斷面的能量方程（基準(zhǔn)面取出口斷面肝第4頁V.1v2 、（本小題14分）矩形斷面的平底渠道，其寬度B=2.7m,渠底在某斷面處抬高0.5m,抬高前的水深為2m,抬高后的水面降低0.15m,如忽略邊壁和底部阻力，忽略水頭損失。試求：（1）渠道的流量；（2）水流對底坎的推力Ro777777777777/o（本小題10分）己知某平面流動的流速勢?=x2y—y3/3,（1） 求出該流動的流速分量II、及Uy。（2） 是否存在流函數(shù)，如存在求出該流動的流函數(shù)。（本小題10分）有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。己知渠道長l=500m,底寬b=3.2m,渠中水深ho=1.6m,粗糙系數(shù)11=0.025,通過的流量Q=6n?/s，試求（1）沿程水頭損失;(1‘)（2）佛汝德數(shù)及臨界水深。(1‘)解:⑴C=-R16=^—x0.81/6=38.54m05/s(r)n0.025A=bho=5.1213 (P)V=Q/A=6/5.12=1.17m/s (r)]]72(29cVRJ.J=——=—— =0.00115(29C~R38.542x0.8hf=Jl=0.00115x500=0.576m(V)1,17J9.8xl.6=0.295(21,17J9.8xl.6=0.295(2，)《水力學(xué)》（B）答案

（水利06級補考用）、單項選擇題1-B；2-C； 3-B：4-C；5-C；6-B；7-C； 8-B；9-A； 10-B二、填空題102均勻流3增加4hs/H0>0.85時間6共貌水深7臨界水深8流量最大9實用堰10大于11質(zhì)量12減小13均勻流14流速分布15沿程水頭損失三、簡答題1.表面力和質(zhì)量力（1）表面力如水壓力、內(nèi)摩擦力等（1，質(zhì)量力如重力、慣性力等（1，）1V22.沿程水頭損失的達西公式：hf=A-—（r）；圓管層流沿程水頭損失系數(shù):d2g.64 64pz、eel.1V264d1V2,32訝、*,、人=——=——（1'）；■「以hf=4 = =（—）V（r）oReVd fd2gVdd2ggd2基準(zhǔn)面選在渠底所在平面得到的單位能量即為斷而比能。（1，）斷面比能與單位總機械能之間相差一個渠底到基準(zhǔn)面的高度，即TOC\o"1-5"\h\z<zV2 6/V2a=h+——（1'）E=Zo+h+——（1，）\o"CurrentDocument"2g 2g四、計算題1解：求P的大小方向：Px=/hcA=9.8xlx2x4=78.4（KN） （3，）鉛直分力P2=力體b=況（圓面積/4）=9.8x4x3.14x22/4=123.088kN （3，）總壓力P=JP：+Pz?=a/78.42+123.0882=145.94kN （2分）P 172noop=arctan—=arctan =57.51° （2'）Px 78.4ZD=Rshi/7=2xsin57.51°=1.69m （2，）2解：（1）按短管計算泄流量列水庫斷面和下游管道出口斷面的能量方程（基準(zhǔn)面取出口斷面所在平面）：

V21V2(2')H——+2 (2')'2gd2gTOC\o"1-5"\h\zV23V2 V213=0.5——+0.04 =6.5—2g 0.022g 2gV2——=2 所以V=6.26m/s (2，)2g(1‘)Q=VA=6.26x：x3.14x0.022=1.97x1(T3m3/s=1.97L/S(1‘)(2)按長管計算泄流量列水庫斷面和下游管道出口斷面的能量方程(基準(zhǔn)面取出口斷面所在平面)：TT,1V2TOC\o"1-5"\h\zH=2 (2')d2g3V2V213=0.04——=6—0.022g 2gv2—=13/6 所以V=6.52in/s (2，)2g(1‘)Q=VA=6.52x：x3.14x0.022=2.05xlOW/s=2.05L/S(1‘)解：(i)y=E-=—=Rv=E1b&2.7x25.4 -bli.27x(2-0.15-0.5)3.645(2‘)列出上下游斷面的能量方程(基準(zhǔn)面取為上浦河底)：(V)"業(yè)+坦=z,+蟲+歡+、(2‘)Y2g y2g所以TOC\o"1-5"\h\zV2 V：2+0+工=1.5+0+二+0(292g 2gV：—W=g Q2(^^—-)=9.8 Q2(^^—-)=9.8-1 5 3.64525.42 3.64525.4^Q2(0.07527-0.03429)=9.8 0.0409死=9.8Q2=239.14Q=15.46m3/s (2，)(2)取1?1和2?2斷面間水體受力分析，取水流方向為x方向，列x方向動量方程：(V)R-P2-1<=四(/碼-砰)?)R=?pgH；b=0.5x9.8x22x2.7=52.92kN (1，)1》.P?=s缶虹b=0.5x9.8x(2—0.15—0.5)2x2.7=24.1IkN(r)V=—=15.46/5.4=2.86m/sV,= =15.46/3.645=4.24m/s5.4 -3.645

R=P1-P2-pQC/J.V,—“Y)=52.92-24.11-15.46(4.24-2.86)=7.15kN (2，)水流對坎的沖擊力與R大小相等，方向相反。(r)4解：(1)ux=—=2xy(29解:(2')Su而v(2)—+—=2y-2y=0axay7J所以存在流函數(shù)(3，)d“=iixdy-Uydx=2xydx-(y2-x2)dy=d(-y3/3+x2y—=—y/3+x~y+C (3，)/\nblln3.2x1.6cc⑴R=一= =0.8mb+21% 3.