水力学试题带答案

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1、水力学模拟试题及答案1、选择题：每题 2分 1在水力学中，单位质量力是指 a、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c2在平衡液体中，质量力与等压面 a、重合；b、平行 c、相交； d、正交。答案： d3液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为a、 1 kN/m2b、 2 kN/m2c、 5 kN/m2d、 10 kN/m2答案： b4水力学中的一维流动是指a、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。答案： d5有压管道的管径 d 与管流水力半径的比值 d

2、/R=a、 8；b、 4；c、 2；d、 1 。答案： b6已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关， 即可以判断该液体流动属于a、层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区 答案： c7突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水 击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为a、 1.54m b 、 2.0m c 、 2.45md、 3.22m答案： c8在明渠中不可以发生的流动是a、恒定均匀流；b、恒定非均匀流；c、非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。答案： c 9在缓坡明渠中不可以发生的流动是。a、均匀缓流；

3、b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。 答案： b10底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深h = 0.4m, 则该处水流的流态为a、缓流；b、急流；c、临界流；答案：b11闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 H 成正比。a、1 次方 b、2 次方 c、3/2 次方 d、1/2 次方 答案： d12渗流研究的对象是的运动规律。a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。 答案： a13测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计 b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案： b14按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺入l=1，模型中水深为0.1 米，则

4、原型中对应点水深为和流量比尺为a、1 米，入 Q =1000；b、10 米，入 Q =100；c、1 米，入 Q =100000；d、10 米，入 q=100000。答案： d2、判断题： 每题2 分 1任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。答案：错误2水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。答案：错误3水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。答案：错误4粘滞性是液体产生水头损失的内因。答案：正确5同样条件下直接水击比间接水击更不安全。答案：正确6在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。答案：错误7矩形断面水力最正确断面的宽深比B =2。答案：正确8断面比能沿流程总是减小的。答案：错误9在

5、流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大。 答案：错误10渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。 ()答案：正确3、填空题：每题24分(1)牛顿内摩擦定律适用的条件是和。答案：层流运动，牛顿液体2) 液 体 中 某 点 的 绝 对 压 强 为 100kN/m2 ， 则 该 点 的 相 对 压 强 为 kN/m2, 真空度为。答案：2,不存在.(3) 只受重力作用，静止液体中的等压面是。答案：水平面。(4) 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是，答案：液体存在粘滞性和边界的影响。(5) 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深hhk，弗汝德数Fr1。填写

6、、=、符号答案： ,。(6) 在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越。答案：大。(7) 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为和。答案：短管，长管。(8) 在水击计算中阀门关闭的时间Ts 水击相长Tr的水击，称为 水击，把Ts Tr的水击称为水击。答案：直接， 间接。(9) a2型水面曲线是发生在 坡上的 流指急流或缓流的水面线，这时弗汝德数Fr沿程 指增大、减小或不变答案：陡坡， 缓流， 减小。(10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。答案： 3/2 。11泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深hc的共轭水深h； ht(ht为下游河道的水深，填写、

7、=、符号)答案：填写、=、符号(12)按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺入l=25，当模型中某点的 流速为v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为vp=m/s。答案： 4m/s 。4、问答题：每题34分1什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大 困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分 析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以 解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。 2“均匀流一定是恒定流”

8、，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。3简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数入的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中入仅是雷诺数Re的函数并与Re成反 比；在层流到紊流过渡区，入仅是Re的函数；在紊流光滑区入=北Re；迪渡区入=f2 Re，专粗糙区f，紊流粗糙区又称为阻力平方区。R4为什么舍齐公式=CJR只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流 几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。5流动相

9、似的含义是什么？答案：流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提，动力 相似是保证，才能实现流动相似。6从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。 答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量， 因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠 道中。7分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？ 答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控 制断面在下游，其原因与急流正好相反。8在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ,其适用于恒定均

10、匀层流渗流；而杜 比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于 v = kJ。5、作图题：1 定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线。（5 分）2定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。（各渠段均充分长，各段糙率相同）（5分）1 13 KA二缓流：ai缓流Nibii i1 K777771 i3 K6、计算题:1图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64 m2,长l =50 m,两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为Z i=0.2，Z 2=0.5，Z 3=1.0，沿程水力摩擦系数入=0.024，上下游水位差H=3m。求通

11、过的流量Q ? 10分2 K解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断 面建立能量方程H = h =（九丄+ 丫 g ）兰（5分）w 4 R2 g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数R = A = 0.2m,2 g = 0.2x2 + 0.5 +1.0 = 1.9X将参数代入上式计算，可以求解得到v = 4.16m/s , Q = vA = 2.662m3/s（5 分）即倒虹吸管内通过的流量为 2.662m3/s 。2从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径 d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m

12、。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N/cm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R,行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。15 分解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面 11 和喷嘴出口断面22的能量方程v2H + 0 + 0 = 0 + 0 + 亠 + 0.52 g求得喷嘴出口流速和流量为v2 = 9.9mSQ = v 二 0.000314m3 s橡胶管道内的流速为v = Q = 0.706m3 A3（5 分）（1.5分）（1 分）对于喷嘴建立x方向的动量方程p A - R = Bp Q （v 一 v ）3 32 x3xR 二 p A -p Q （

13、v - v ）二 187.79 N（6.5 分）3 323水流对喷嘴冲击力为R = -R即为手握喷嘴所需之力。（1分） 有一梯形渠道，底宽b =10 m,水深h = 3 m,边坡为1:1，糙率n = 0.014,底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。（9分）解：计算渠道断面水力要素，过流断面面积7A = bh + mh 2 = 39mz（1.5分）湿周水力半径舍齐系数通过的流量x = b + 2：1 + m 2 h = 18.49 mAR = 2.11 mxC = 1R16 = 80.90m12/snQ = AC （R i）0.5 = 144.93 m3/s（1.5 分）（1

14、 分）（2 分）（3 分）4某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B=18m，流量Q = 265m3/s，坝 下收缩断面处水深hc=1.1m，当坝下游水深ht=4.7m时，问：（12分）1坝下游是否发生水跃？4 分2如发生水跃，属于何种形式的水跃？4 分4 分3） 是否需要修建消能工？假设需要修建消能工，估算消力池深。解: 1）计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态,a q 214.7229.8= 2.81mq = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm因为收缩断面水深hc =1.1 m hk为急流，下游水深ht=4.7m hk为缓流, 所以溢流坝下游必定发生水跃。2计算收缩断面处水深hc的共軛水深hch 1hc =-1）仁（：1 + 82gh 3c1.1=T14.7229.8 x1.13-1） =5.81m因为hc ht ，该水跃为远驱水跃。3溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。估算消力池深d，取水跃淹没系数oj =1.05则池深约为d = o h - ht =1.05X5.81 -4.7 = 1.40 mj c t