電大流體力學(xué)形成性考核冊(cè)有畫(huà)圖題及答案【精編版】

1、專(zhuān)業(yè)好文檔2014年電大流體力學(xué)形成性考核冊(cè)有畫(huà)圖題作業(yè)1答案 (第1章、第2章)第1章一、選擇題1、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于 （ b ）a、任何流體 b、牛頓流體 c、非牛頓流體2、液體不具有的性質(zhì)是 （ c ）a、易流動(dòng)性 b、壓縮性 c、抗拉性 d、粘滯性3、連續(xù)介質(zhì)假定認(rèn)為流體（ c ）連續(xù)。a、在宏觀上 b、在微觀上 c、分子間 d、原子間4、在國(guó)際制單位制中流體力學(xué)基本量綱不包括 （ d ）a、時(shí)間 b、質(zhì)量 c、長(zhǎng)度 d、力5、在靜水中取一六面體，作用在該六面體上的力有 ( d )a、切向力、正壓力 b、正壓力、重力 c、正壓力、重力 d、正壓力、切向力、重力6、下屬那些力屬于質(zhì)量力

2、 （e ）a、慣性力 b、粘滯力 c、彈性力 d、表面張力 e、重力二、判斷題1、壓強(qiáng)和切應(yīng)力屬表面力。 （正確）2、流體慣性力與加速度方向相同。 （錯(cuò)誤）3、粘滯性可以制止流體流動(dòng)。 （正確）4、理想流體與實(shí)際流體的區(qū)別僅在于理想流體具有不可壓縮性。 （正確）三、簡(jiǎn)答題（要點(diǎn)）1. 為什么要建立連續(xù)介質(zhì)模型？答：液體（氣體）是由分子組成的，分子間有空隙，不連續(xù)。工程上研究的流體，關(guān)心的是流體宏觀的物理性質(zhì)。把流體看成為由質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體連續(xù)介質(zhì)模型，目的是建立描述流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)函數(shù)，便于應(yīng)用數(shù)學(xué)工具，解決工程實(shí)際問(wèn)題。2什么是流體的粘滯性？它對(duì)流體流動(dòng)起什么作用？答：流體具有的阻滯變形運(yùn)動(dòng)的

3、特性流體的粘滯性，它對(duì)流體流動(dòng)產(chǎn)生阻力，造成能量損失。3動(dòng)力粘滯系數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)有什么區(qū)別？答：兩者都反映流體的粘滯性，為動(dòng)力量，為運(yùn)動(dòng)量，量綱不同。4. 容器內(nèi)盛有液體，求下述不同情況時(shí)該液體所受單位質(zhì)量力？（1） 容器靜止時(shí)； 液體所受單位質(zhì)量力僅有重力。（2）容器以等加速度g垂直向上運(yùn)動(dòng) ：液體所受單位質(zhì)量力為2g。（3）容器以等加速度g垂直向下運(yùn)動(dòng)。液體所受單位質(zhì)量力為0。5. 試分析圖中三種情況下水體a受哪些表面力和質(zhì)量力？（1）靜止水池；（2）順直渠道水流（均勻流）；（3）平面彎道水流。（1）：水體a受哪些表面力為壓應(yīng)力（正壓力），質(zhì)量力為重力g。（2）：水體a受哪些表面力為壓應(yīng)

4、力和切應(yīng)力，質(zhì)量力為重力g（均勻流）。（2） ：水體a受哪些表面力為壓應(yīng)力和切應(yīng)力，質(zhì)量力為重力g和慣性力。 四、 作圖題（）五、計(jì)算題 (解題思路與答案)1. 已知某水流流速分布為，u的單位為m/s ，y為距壁面的距離，單位為m。（1）求y=0.1、0.5、1.0m處的流速梯度；（2）若水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，計(jì)算相應(yīng)的切應(yīng)力。解：（1）： 求出點(diǎn)流速,設(shè)的增量=0.01m 處的點(diǎn)流速，求出求解流速梯 0. 5477 , 0.1332 ,0.07169 (2) ：5.53 ; 1.345; 0.724。2.已知溫度20時(shí)水的密度，動(dòng)力粘滯系數(shù)，求其運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)？解：直接用公式解，注意單位制。 ：1

5、.0038第2章一、選擇題(略)1、某點(diǎn)存在真空時(shí)， （a）（d）a、該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為正值 b、該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為正值c、該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值 d、該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值2、流體靜壓強(qiáng)的（b）a、方向與受壓面有關(guān) b、大小與受壓面積有關(guān) c、大小與受壓面積方位無(wú)關(guān) 3、流體靜壓強(qiáng)的全微分式為（c）a、dp=p(xdx + ydy + zdz) b、p=p(x，y，z) c、4、壓強(qiáng)單位為n/m2時(shí)，采用了哪種表示法 （ a ）a、應(yīng)力單位 b、大氣壓倍數(shù) c、液柱高度5、密封容器內(nèi)液面壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，其任一點(diǎn)的測(cè)壓管液面 （ a ）a、高于容器內(nèi)液面 b、低于容器內(nèi)液面 c、等于容器內(nèi)液面二、判

6、斷題1、等壓面與質(zhì)量力垂直。 （ 錯(cuò)誤 ）2、某點(diǎn)存在真空，是指該點(diǎn)的壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng) （ 錯(cuò)誤 ）3、靜止流體中某點(diǎn)壓強(qiáng)的大小，不僅與其淹沒(méi)深度有關(guān)還與受壓面的方位有關(guān)。 （正確）4、相對(duì)壓強(qiáng)的數(shù)值可為正值，也可以是負(fù)值。 （ 錯(cuò)誤 ）5、靜止液面下的閘板的總壓力作用中心與閘板形心重合。 （正確）6、和大氣相通容器的測(cè)壓管液面一定與容器內(nèi)液面高度相同。 （正確）7、相對(duì)靜止的液體的等壓面一定是水平面。 （正確）三、簡(jiǎn)答題1.等壓面是水平面的條件是什么？:連續(xù)介質(zhì) 同一介質(zhì) 單一重力作用下.2. 同一容器中裝兩種液體，且，在容器側(cè)壁裝了兩根測(cè)壓管。試問(wèn)：圖中所標(biāo)明的測(cè)壓管中液面位置對(duì)嗎？為什么

7、？ ：不對(duì)，（右測(cè)壓管液面要低一些，從點(diǎn)壓強(qiáng)的大小分析）3. 圖中三種不同情況，試問(wèn)：a-a、b-b、c-c、d-d中哪個(gè)是等壓面？哪個(gè)不是等壓面？為什么？ ：（ a）a-a是 （b）b-b不是 （c）c-c 不是， d-d是。四、作圖題(略)五、計(jì)算題(解題思路與答案)1. 已知某點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)為80kn/m2，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa=98kn/m2。試將該點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)用水柱及水銀柱表示。解： 用水柱高表示（1）該點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)：8.16mh2o （2）該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)：-1.84mh2o（3）該點(diǎn)真空壓強(qiáng)：1.84mh2o 用水銀柱高表示（1）該點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)：599.1mm hg （2）該點(diǎn)

8、相對(duì)壓強(qiáng)：-135.4 mm hg （3）該點(diǎn)真空壓強(qiáng)：135.4 mm hg2. 一封閉水箱自由表面上氣體壓強(qiáng)p0=25kn/m2，h1=5m，h22m。求a、b兩點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。解：由壓強(qiáng)基本公式求解 = 7.551 mh2o (74 kn/m2) = 4.551 mh2o (44.6 kn/m2)3 如圖所示為一復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì)，已知，(改為3.5m)。試求水箱液面上的絕對(duì)壓強(qiáng)？ 解： 找已知點(diǎn)壓強(qiáng)(復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì)管右上端) 找出等壓面 計(jì)算點(diǎn)壓強(qiáng),逐步推求水箱液面上的壓強(qiáng). : =273.04 kn/m24 某壓差計(jì)如圖所示，已知ha=hb=1m，h=0.5m。求：。解：找出等壓面 求出相

9、對(duì)的點(diǎn)壓強(qiáng) 列平衡方程式求ab點(diǎn)的壓強(qiáng)差. 空氣的不計(jì). =47 kn/m2 (4.8 mh2o)5. 水閘兩側(cè)都受水的作用，左側(cè)水深3m、右側(cè)水深2m。試求作用在單位寬度閘門(mén)上靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)位置（用圖解法和解析法分別求解）。解：畫(huà)出相對(duì)壓強(qiáng)分布圖, 計(jì)算各側(cè)靜水壓力, 求靜水總壓力的大小 列力矩平衡方程求靜水總壓力的作用點(diǎn)位置。 p=24.5 1.267m(作用點(diǎn)到底部的距離)6. 一弧形閘門(mén)ab，寬b=4m，圓心角45，半徑r=2m，閘門(mén)轉(zhuǎn)軸恰與水面齊平。求作用于閘門(mén)的靜水壓力及作用點(diǎn)（改為：作用力的方向）。解：畫(huà)出壓力體圖, 計(jì)算水平方向分力、鉛垂方向分力, 求出合力及作用力的

10、方向 92.59 作業(yè)2答案（第3章、第4章）第3章一、 選擇題1、流體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性方程是根據(jù)（c）原理導(dǎo)出的。a、動(dòng)量守恒 b、質(zhì)量守恒 c、能量守恒 d、力的平衡2、流線和跡線重合的條件為（ c ）a、恒定流 b、非恒定流 c、非恒定均勻流二、判斷題1、以每個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律為研究對(duì)象的方法稱(chēng)為拉格朗日法。 （正確）2、恒定流一定是均勻流。 （錯(cuò)誤）3、渦流是指流體質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中不繞自身軸旋轉(zhuǎn)的流動(dòng)。 （正確）4、無(wú)旋流就是無(wú)渦流。 （正確）5、非均勻流一定是非恒定流。 （錯(cuò)誤）三、簡(jiǎn)答題1、述流體運(yùn)動(dòng)的兩種方法是什么？簡(jiǎn)述其內(nèi)容。答：（略）2. 流體微團(tuán)體運(yùn)動(dòng)分為哪幾種形式? 答： 平移

11、線變形 角變形 旋轉(zhuǎn)變形。3. 寫(xiě)出恒定平面勢(shì)流中流函數(shù)、勢(shì)函數(shù)與流速的關(guān)系。（改為：寫(xiě)出恒定平面勢(shì)流中流函數(shù)具有的性質(zhì)，流函數(shù)與流速勢(shì)的關(guān)系。）答：流函數(shù)具有的性質(zhì)（1）流函數(shù)相等的點(diǎn)組成的線即流線，或曰，同一流線上個(gè)點(diǎn)的流函數(shù)為常數(shù)。（2）兩流線間的函數(shù)值之差為為單寬流量。（3）平面勢(shì)流的流函數(shù)為一個(gè)調(diào)和函數(shù)。答：流函數(shù)與流速勢(shì)的關(guān)系（1）流函數(shù)與勢(shì)函數(shù)為調(diào)和函數(shù)。（2） 等勢(shì)線與等流函數(shù)線正交。4什么是過(guò)流斷面和斷面平均流速？為什么要引入斷面平均流速？答：與流線正交的斷面叫過(guò)流斷面。過(guò)流斷面上點(diǎn)流速的平均值為斷面平均流速。引入斷面平均流速的概念是為了在工程應(yīng)用中簡(jiǎn)化計(jì)算。5如圖所示，水流

12、通過(guò)由兩段等截面及一段變截面組成的管道，試問(wèn)：(1)當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度一定，上游水位保持不變，各段管中，是恒定流還是非恒定流？是均勻流還是非均勻流？(2)當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度一定，上游水位隨時(shí)間下降，這時(shí)管中是恒定流還是非恒定流？(3)恒定流情況下，當(dāng)判別第ii段管中是漸變流還是急變流時(shí)，與該段管長(zhǎng)有無(wú)關(guān)系？答：（1）是恒定流。、是均勻流，是非均勻流。 （2）管中為非恒定流。 （3）有。管段相當(dāng)長(zhǎng)為漸變流，管段較短為急變流。四、計(jì)算題（解題思路）1 恒定二維流動(dòng)的速度場(chǎng)為 ，其中秒-1。（1）論證流線方程為；（2）繪出c0、1及4m2的流線；（3）求出質(zhì)點(diǎn)加速度的表達(dá)式。解：（1）流線方程為： 代入數(shù)值推導(dǎo) （

13、2）（略） （3）由：代入數(shù)值求解。 代入數(shù)值求解。答案: 2 試檢驗(yàn)下述不可壓縮流體的運(yùn)動(dòng)是否存在？（1）（2） 解：由連續(xù)性微分方程，=0 流體的運(yùn)動(dòng)存在,反之流體的運(yùn)動(dòng)不存在。 答案:（1）代入數(shù)值求解， 流體的運(yùn)動(dòng)不存在。（2）代入數(shù)值求解，流體的運(yùn)動(dòng)存在。3 水流從水箱經(jīng)管徑分別為的管道流出，出口流速，如圖所示。求流量及其它管道的斷面平均流速。 解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1）流量：4.91 (2) 斷面平均流速 , 。4 如圖鉛直放置的有壓管道，已知d1=200mm，d2=100mm，斷面1-1處的流速v1=1m/s。求（1）輸水流量q；（2）斷面2-2處的平均流速v2；（3）若此管水平放

14、置，輸水流量q及斷面2-2處的速度v2是否發(fā)生變化？（4）圖a中若水自下而上流動(dòng)，q及v2是否會(huì)發(fā)生變化？ 解：應(yīng)用連續(xù)性方程（1） （2）（3）不變。（4）流量不變則流速不變。5 已知某流場(chǎng)的流速勢(shì)為，為常數(shù)，試求及。 解： 6. 對(duì)于，的平面流動(dòng)，為常數(shù)。試分析判斷該流動(dòng)： (1) 是恒定流還是非恒定流？(2) 是均勻流還是非均勻流？(3) 是有旋流還是無(wú)旋流？解：應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)加速度數(shù)學(xué)表達(dá)式 求解?？磿r(shí)間加速度與遷移加速度判別是恒定流還是非恒定流;是均勻流還是非均勻流。答案: （1）是恒定流。 （2）是非均勻流 （3）用無(wú)旋流數(shù)學(xué)表達(dá)式求解，是無(wú)旋流第4章一 選擇題1、總流伯努力方程適用于

15、（a）a、恒定流 b、非恒定流 c、可壓縮流體2、總水頭線與測(cè)壓管水頭線的基本規(guī)律是： （ a ）（c）a、總水頭線總是沿程下降的 b、總水頭線總是在測(cè)壓管水頭線的上方c、測(cè)壓管水頭線沿程可升可降 d、測(cè)壓管水頭線總是沿程下降的二 判斷題 1、n-s方程為理想流體運(yùn)動(dòng)的微分方程。 （ 正確 ）2、畢托管是量測(cè)流體電流速的一種儀器。 （ 正確 ）三 簡(jiǎn)答題1. 說(shuō)明總流能量方程中各項(xiàng)的物理意義。：（略）2. 寫(xiě)出實(shí)際流體恒定元流的伯努利方程和實(shí)際流體恒定總流的伯努利方程，并指出他們的區(qū)別？ 3 應(yīng)用恒定總統(tǒng)能量方程時(shí)，為什么把過(guò)流斷面選在漸變流段或均勻流段？ 答：因?yàn)榻⒑愣偭鞯牟匠虝r(shí)，

16、把作為常數(shù)提到積分號(hào)外面，只有漸變流斷面或均勻流斷面的 。4 在寫(xiě)總流能量方程時(shí)，過(guò)流斷面上的代表點(diǎn)、基準(zhǔn)面是否可以任意選??？為什么？答：可以。因?yàn)闈u變流斷面或均勻流斷面的 。5 關(guān)于水流流向問(wèn)題有如下一些說(shuō)法：“水一定由高處向低處流”；“水是從壓強(qiáng)大向壓強(qiáng)小的地方流”；“水是從流速大的地方向流速小的地方流”。這些說(shuō)法是否正確？為什么？如何正確描述？答：（1）“水一定由高處向低處流”，（不對(duì)），對(duì)明渠水流是對(duì)的，對(duì)有壓管流不一定。 “水是從壓強(qiáng)大向壓強(qiáng)小的地方流” （不對(duì)），在有壓管流中常常有從壓強(qiáng)小向壓強(qiáng)大的地方流的現(xiàn)象。 （2）正確描述時(shí)，流體的運(yùn)動(dòng)方向總是由單位重量流體能量大的位置流向單

17、位重量流體能量小的位置。（不能單從位能或壓能一個(gè)角度比較）6 總流的動(dòng)量方程為，試問(wèn)：（1）中包括哪些力？（2）如果由動(dòng)量方程求得的力為負(fù)值說(shuō)明什么問(wèn)題？答：（1）一般為表面力、重力，（慣性力、摩擦力、彈性力含在待求的力中了） （2）求得的力為負(fù)值說(shuō)明原假設(shè)的力的方向不對(duì)，反向即可。四、計(jì)算題（解題思路）1在一管路上測(cè)得過(guò)流斷面1-1的測(cè)壓管高度為1.5m，過(guò)流面積a1為0.05m2；過(guò)流斷面2-2的面積a2為0.02m2；兩斷面間水頭損失為；管中流量q為20l/s；z1為2.5m，z2為2.6m。試求斷面2-2的測(cè)壓管高度。（提示：注意流動(dòng)方向）。（改為1.6m與圖相符）解: 能量方程可以求

18、解位能、壓能、流速與能量損失。求測(cè)壓管高度即求壓強(qiáng)，自然要想到用能量方程。 向未知情況下 ，流動(dòng)方向可以假定。 先求出 列能量方程求解答案：= -2.289mh2o (1流向2) ; = -1.473 mh2o (2流向1)2. 如圖所示，從水面保持恒定不變的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大氣，管路由三段直徑不等的管道組成，其過(guò)水面積分別是a1=0.05m2，a2=0.03m3，a3=0.04m2，若水池容積很大，行近流速可以忽略（v00），當(dāng)不計(jì)管路的水頭損失時(shí)，試求：（1）出口流速v3及流量q；（2）繪出管路的測(cè)壓管水頭線及總水頭線。 解: (1) 因?yàn)椴挥?jì)管路的水頭損失,此題為理想

19、流體的流動(dòng)。 因?yàn)槭抢硐肓黧w，作用水頭完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 先解出第3條管中斷面平均流速，在求流量。 答案： （2）繪出管路的測(cè)壓管水頭線及總水頭線步驟： 因?yàn)槭抢硐肓黧w，不計(jì)水頭損失，故總水頭線為水平。 計(jì)算各段流速水頭 。 總水頭線下方減去1個(gè)流速水頭得測(cè)壓管水頭線。（測(cè)壓管水頭線及總水頭線圖，略）3如圖一管路，a、b兩點(diǎn)的高差z1m，點(diǎn)a處直徑da=0.25m，壓強(qiáng)pa=7.84n/cm2，點(diǎn)b處直徑db=0.5m，壓強(qiáng)pb4.9n/cm2，斷面平均流速vb1.2m/s。判斷管中水流方向。解: 判斷管中水流方向,，要從單位重量流體總的機(jī)械能考慮，總是單位重量流體總的機(jī)械能大的位址向單位重量流

20、體總的機(jī)械能曉得的地方。（1）計(jì)算a點(diǎn)與b點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能。（2）比較a點(diǎn)與b點(diǎn)單位重量流體總的機(jī)械能的大小。 答案：從a流向b 。4在水平安裝的文丘里流量計(jì)上，直接用水銀壓差計(jì)測(cè)出水管與喉部壓差h為20cm，已知水管直徑為10cm，喉部直徑為5 cm，當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，求通過(guò)流量q。解: 可以直接用公式求解，也可以流能量方程推導(dǎo)公式求解。 答案：5為將水庫(kù)中水引至堤外灌溉，安裝了一根直徑d為15cm的虹吸管（如圖），當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，問(wèn)通過(guò)虹吸管的流量q為多少？在虹吸管頂部s點(diǎn)處的壓強(qiáng)為多少？解: 此題屬理想流體的水力計(jì)算，作用水頭轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 s點(diǎn)處的壓強(qiáng)進(jìn)考慮位能、動(dòng)能壓能之間的

21、轉(zhuǎn)化。 （1）列上游水面到管出口間的能量方程求流量， （2）列上游水面到s點(diǎn)處的能量方程求s點(diǎn)處的壓強(qiáng)，6一平板閘門(mén)寬b為2m，當(dāng)通過(guò)流量q為8m3/s時(shí)閘前水深h為4m，閘孔后收縮斷面水深hc為0.5m，求作用于平板閘門(mén)上的動(dòng)水總壓力（不計(jì)摩擦力）。解: 此題為用動(dòng)量方程求解作用力。因?yàn)榱髁课粗婕暗竭B續(xù)性方程、能量方程、動(dòng)量方程這三大方程的聯(lián)合應(yīng)用。 （1）取控制面（脫離體）（上游過(guò)流斷面與c-c斷面之間）（2）畫(huà)出相對(duì)壓強(qiáng)分布圖，全面并分析、計(jì)算外力（上游過(guò)流斷面壓力p1 ，c-c斷面壓力p2 ，重力沿水流方向的分力為0，設(shè)平板閘門(mén)對(duì)水的動(dòng)水總壓力為r ，方向向左。（3）因?yàn)榱髁课粗?/p>

22、列能量方程求流速。（4）列出的能量方程由兩個(gè)未知量，用連續(xù)性方程消掉1個(gè)未知量。求出流量、流速。（5）列動(dòng)量方程求解作用力。答案：作用于平板閘門(mén)上的動(dòng)水總壓力r= 93.5 , 方向向右。7如圖溢流壩，上游斷面水深h1=1.5m，下游斷面水深h2=0.6m，略去水頭損失；求水流對(duì)2m壩寬（垂直紙面）的水平作用力。注：上、下游河床為平底，河床摩擦力不計(jì)，為方便計(jì)算取=1000kg/m3，g=10m/s2。解: 此題與上題解完全相同。答案：r= 3.46 , 方向向右。作業(yè)3 答案 (第5章、第6章)第5章一、選擇題1. 管道中液體的雷諾數(shù)與（ d ）無(wú)關(guān)。a. 溫度 b. 管徑 c. 流速 d.

23、 管長(zhǎng)2. 某圓管直徑d=30mm，其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數(shù)為0.0114cm3/s，則此管中液體流態(tài)為（ b ）。a. 層流 b. 層流向紊流過(guò)渡 c.紊流3.等直徑圓管中紊流的過(guò)流斷面流速分布是 （ d ）a呈拋物線分布 b. 呈對(duì)數(shù)線分布c.呈橢圓曲線分布 d. 呈雙曲線分布4.等直徑圓管中的層流，其過(guò)流斷面平均流速是圓管中最大流速的（ c ）a 1.0倍 b.1/3倍 c. 1/4倍 d. 1/2倍5.圓管中的層流的沿程損失與管中平均流速的（ b ）成正比.a. 一次方 b. 二次方 c. 三次方 d. 四次方 6.圓管的水力半徑是 ( a )a. d/2 b. d

24、/3 c. d/4 d. d/5.7、 謝才公式中謝才系數(shù)的單位是（ c ）a. 無(wú)量綱 b. c. d. 8. 判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是 （ c ）a.上臨界雷諾數(shù) b.下臨界雷諾數(shù)c.上下臨界雷諾數(shù)代數(shù)平均 d.上下臨界雷諾數(shù)幾何平均 二、判斷題 1. 層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ( 正確 )2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 ( 錯(cuò)誤 )3. 在過(guò)流斷面突變處一般發(fā)生局部水頭損失。 ( 正確 )4. 等直徑圓管中的層流,其過(guò)流斷面平均流速是圓管中最大流速的1/2倍 （ 正確 ）5流體內(nèi)切應(yīng)力方向與流體運(yùn)動(dòng)方向相同。 （ 錯(cuò)誤 ）6阻力平方區(qū)內(nèi)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)。 （

25、 正確 ） 三、簡(jiǎn)答題 1. 圓管中層流與紊流，其流速分布有什么不同？答: 層流為拋物線分布,紊流為對(duì)數(shù)曲線分布.(也可以畫(huà)圖)2. 簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律。答: 尼古拉茲實(shí)驗(yàn)揭示了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,文字表述或數(shù)學(xué)公式表述.層流:;水力光滑區(qū): ;過(guò)渡粗糙區(qū): 粗糙區(qū)(阻力平方區(qū)) : .3.寫(xiě)出管流和明渠水流雷諾數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明其層流、紊流的判別標(biāo)準(zhǔn)？答: 管流: (層流) (紊流) 明渠水流: (層流) (紊流)4.雷諾數(shù)的物理意義？它為什么能用來(lái)判別流態(tài)？ 答: 雷諾數(shù)實(shí)質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時(shí)慣性力不大,而粘性力占主導(dǎo),受粘性力的約束，流體質(zhì)點(diǎn)做規(guī)則

26、運(yùn)動(dòng)。紊流時(shí)慣性力占主導(dǎo)，受到干擾形成渦體，當(dāng)粘性力約束不了渦體時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來(lái)判別流態(tài)。5.當(dāng)輸水管直徑一定時(shí)，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變小？當(dāng)輸水管流量一定時(shí)，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變小？ 答: 當(dāng)輸水管直徑一定時(shí)，隨流量增大，雷諾數(shù)增大； 當(dāng)輸水管流量一定時(shí)，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小。6.兩個(gè)不同管徑的管道，通過(guò)不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾數(shù)是否相同？ 答: 對(duì)于不同管徑和不同運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)的牛頓流體，它們的臨界雷諾數(shù)是相同的。7.能量損失有幾種形式？產(chǎn)生能量損失的物理原因是什么？ 答: 有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因?yàn)榱黧w具有粘滯性，二是因?yàn)?/p>

27、固體邊界條件的影響。四、計(jì)算題 （解體思路與答案）1. 有已輸油管，管長(zhǎng),管徑，已知油的密度，動(dòng)力粘滯系數(shù)。當(dāng)通過(guò)輸油管的流量時(shí)，判斷液流的流態(tài)，計(jì)算輸油管的沿程水頭損失。解：(1) 計(jì)算雷諾數(shù)判別流態(tài)。(2) 計(jì)算沿程阻力系數(shù)。(3) 計(jì)算沿程水頭損失。答案：層流 沿程水頭損失=25.74m(油柱)2.水管直徑，管中水流流速，水溫，（1）試判別其流態(tài)；（2）若流速與水溫不變，管徑改變?yōu)椋苤辛鲬B(tài)又如何？（3）若流速與水溫不變，管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí)，水管直徑為多大？ 解： (1) 查表, 求運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù), 計(jì)算雷諾數(shù)判別流態(tài)。 答案：層流（2）同上 答案：紊流（3）設(shè)雷諾數(shù)等于2000，求管

28、徑。答案：3.有一圓管，在管內(nèi)通過(guò)的水，測(cè)得通過(guò)的流量為，在管長(zhǎng)15m的管段上測(cè)得水頭損失為2cm，試求該圓管內(nèi)徑d。 解：（1）設(shè)管中水流為層流，推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)表達(dá)式并代入數(shù)據(jù)；（2）將上式再代入達(dá)西公式并化簡(jiǎn)，代入數(shù)據(jù)求管徑。答案：4.水管直徑，管中水流流速，水溫，試判別其流態(tài)。 解：答案：紊流5凝土明渠中水流為均勻流，水力坡度，明渠底寬為，水深，粗糙系數(shù)，計(jì)算明渠中通過(guò)的流量（分別用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算）。 解：此渠道為矩形渠道， 計(jì)算出水力要素：面積a，濕周，水力半徑r， 用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算謝齊系數(shù)c， 謝齊公式計(jì)算流速； 計(jì)算量答案：（用曼寧公式計(jì)算） （用巴氏公式計(jì)算）

29、6.水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知，管道的當(dāng)量粗糙度，水溫為。若管道的出口流速，求（1）水位h；（2）繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線。 解：(1)計(jì)算管中的雷諾數(shù)判斷流態(tài).。（第1條管道在水力光滑區(qū)，第2條管道在紊流粗糙區(qū)）。（2）用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿程阻力系數(shù)（3）兩管聯(lián)接處為突然放大的局部阻力系數(shù)，進(jìn)口局部阻力系數(shù)（4）沿程阻力系數(shù)選取公式有別，結(jié)果可不同。答案：7.某一水池，水位恒定，通過(guò)一根管徑、管長(zhǎng)的管道，已知水池水面和管道出口高差，管道上有兩個(gè)彎頭，每個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù)，管道進(jìn)口是直角進(jìn)口（）管道全長(zhǎng)的沿程阻力系數(shù)，試求通過(guò)管道的流量。解：管道作用水頭等于沿程水頭損失與

30、局部水頭損失之和。沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)已知，可用公式直接求解。答案：第6章一、選擇題 1. 虹吸管正常工作，其頂部的真空值一般不大于（ b ）水柱高。a. 6.0m b. 7.5m c. 9m d.10m 2. 短管淹沒(méi)出流的計(jì)算時(shí)，作用水頭為（ b ）。a. 短管出口中心至上游水面高差；b短管出口中心至下游水面高差；c. 上下游水面高差3外延管嘴正常工作的條件是（ d ）a管長(zhǎng)大于3-4倍的管徑 b.作用水頭小于0.75c. 作用水頭大于0.75 d. 管長(zhǎng)=(3-4)d ，作用水頭0.754按短管進(jìn)行水力計(jì)算的管路是 （ c ）( d )a.虹吸管 b.環(huán)狀管網(wǎng) c.支狀管網(wǎng) d.倒

31、虹吸管二、判斷題 1計(jì)算阻力損失時(shí)，短管既要考慮局部阻力損失，也要考慮沿程阻力損失，長(zhǎng)管計(jì)算同樣也要考慮這兩項(xiàng)損失。（ 錯(cuò)誤 ）2長(zhǎng)管是指幾何長(zhǎng)度很長(zhǎng)的管道。（ 正確 ）3孔口淹沒(méi)出流時(shí)，孔口淹沒(méi)越深，其出流的流速和流量就越大。（正確 ）4管嘴收縮斷面的真空度與作用水頭成正比，作用水頭越大，收縮斷面的真空度越大，泄流量也越大。（正確）5同一短管，在自由出流和淹沒(méi)出流條件下，流量計(jì)算公式的形式及流量系數(shù)的數(shù)值均相同。（ 正確 ） 6、 兩孔口形狀、尺寸完全相同，作用水頭相同，一個(gè)為自由出流，一個(gè)為淹沒(méi)出流，二者的流量是相同的。 （錯(cuò)誤 ） 三、簡(jiǎn)答題1 為什么管嘴出流時(shí)，阻力增加了，泄流量反而增

32、大？答：因?yàn)樵诠茏爝M(jìn)口收縮斷面處形成了負(fù)壓，相當(dāng)增加了作用水頭，在相同條件下管嘴出流比孔口出流的流量大。2 寫(xiě)出薄壁小孔口出流的收縮系數(shù)，流速系數(shù)和流量系數(shù)的表達(dá)式。 答：（略）3 外延管嘴的正常工作條件是什么？ 答：管嘴長(zhǎng)：，作用水頭 ：4. 為什么外延管嘴出流比同等條件下孔口出流的流量大？ 答：（與1重復(fù)）四、計(jì)算題 （解體思路與答案）1有一虹吸管，作用水頭，管長(zhǎng)，管徑，沿程損失系數(shù)，進(jìn)口設(shè)攔污柵，進(jìn)口局部損失系數(shù)，彎管局部損失系數(shù)。求該虹吸管的過(guò)流量、管中最大真空值，并定性繪出其測(cè)壓管水頭線。 h1h2l1l2解：此題屬短管的水力計(jì)算，可以用能量方程求解，也可直接用公式。要點(diǎn)有2 。 局

33、部損失系數(shù)要考慮周全（共3個(gè)）。 此題，管中最大真空值發(fā)生在最高處。 答案： 2. 一水塔供水系統(tǒng)如圖所示，已知管道末端要求的自由水頭hz=10m，管徑d1=450mm，d2=350mm，d3=250mm，管長(zhǎng)l1=100m，l2=100m，l3=100m，q1=0.10，q2=0.08，q3=0.05，管道的粗糙系數(shù)n=0.02。試確定水塔高度h。 解：此題屬短管的水力計(jì)算，也可直接用公式求解。要點(diǎn)有3 。 長(zhǎng)管公式要記住，應(yīng)注意修正。 管中（節(jié)點(diǎn)）流量要算對(duì)。 題目中給出了管道的粗糙系數(shù)，意指管流在粗糙區(qū)，不必修正，但要記住以下公式， 答案：h=15.1m3. 圓形有壓涵管穿過(guò)路基，管長(zhǎng)，

34、管徑，上下游水位差，管路沿程阻力系數(shù)，局部阻力系數(shù)：進(jìn)口，彎管，水下出口，求通過(guò)流量？解：此題屬短管的水力計(jì)算，也可直接用公式求解。要點(diǎn)是局部損失系數(shù)要考慮周全（共4個(gè)）答案: 作業(yè)4 答案 (第7章、第8章、第9章、第10章)第7章一、選擇題 1. 對(duì)于管道無(wú)壓流，當(dāng)充滿度分別為（ b ）時(shí)，其流量和速度分別達(dá)到最大。a. 0.5, 0.5 b. 0.95, 0.81 c. 0.81, 081 d. 1.0, 1.02. 對(duì)于a, b, c三種水面線，下列哪些說(shuō)法是錯(cuò)誤（ a ）（ c ）a所有a、c型曲線都是壅水曲線，即，水深沿程增大。b所有b型曲線都是壅水曲線，即，水深沿程增大。c所有a

35、、c型曲線都是降水曲線，即，水深沿程減小。d所有b型曲線都是降水曲線，即，水深沿程減小。3. 跌水的形成條件是（ d ） a.從急流過(guò)渡到急流 b.從急流過(guò)渡到緩流 c.從緩流過(guò)渡到急流 d.從緩流過(guò)渡到緩流4水躍的形成條件是（ c ）a.從急流過(guò)渡到急流 b.從急流過(guò)渡到緩流c.從緩流過(guò)渡到急流 d.從緩流過(guò)渡到緩流5兩段長(zhǎng)直的棱柱形渠道，通過(guò)的流量相同,（ b ）a.粗糙系數(shù)不同（ ），其他參數(shù)相同（，則b.底坡不同（），其他參數(shù)相同（，則c.底寬不同（），其他參數(shù)相同（，則d.邊坡系數(shù)不同（），其他參數(shù)相同（，則6. 一梯形斷面渠道，底寬b=2m，邊坡系數(shù)m=1.0，明渠中的水深h=0.

36、5m, 則濕周、水力半徑r分別為（ d ）a. 3.414, 0.366 b. 3.5, 0.30 c. 3.414, 0.30 d. 3.5, 0.366二、判斷題 1、緩流一定是均勻流，急流一定不是均勻流。 （ 錯(cuò)誤 ）2、斷面單位能量沿程可大、可小，或者不變。（ 錯(cuò)誤 ）3、明渠中均勻流一定是恒定流。（ 正確 ）4、明渠水流，從緩流到急流發(fā)生水躍。( 正確 )5談到某水流是臨界流、急流、緩流,這是以明渠斷面尺寸、流量一定為前題而講的。 （ 錯(cuò)誤 ）6 明渠水流的測(cè)壓管水頭線不可能沿程上升。（ 正確 ）三、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)述明渠均勻流的水力特征及其形成條件。答: 明渠均勻流的水力特征:（1）

37、底坡線，水面線，總線頭線三線平行，即，（2）水深，過(guò)水?dāng)嗝婷娣ea，斷面平均流速及斷面流速分布沿程不變。明渠均勻流形成條件： 流量恒定。 必須是長(zhǎng)直棱柱形渠道，糙率不變。 底坡不變。1、 簡(jiǎn)述明渠水流的三種流態(tài)及其四個(gè)判別方法及標(biāo)準(zhǔn)。答: 明渠水流分為緩流、急流、臨界流。個(gè)判別方法有： 干擾波：波速c=，=c為臨界流，c為急流； 弗勞德數(shù)：弗勞德數(shù)fr=，fr=1臨界流，fr 1 緩流，fr1 急流； 臨界水深： 緩流，臨界流， 急流， 臨界底坡：緩流，臨界流，急流。3. 寫(xiě)出佛勞德數(shù)的表達(dá)式，并說(shuō)明其物理意義。答: 弗勞德數(shù)fr= ，物理意義是:反映動(dòng)能與勢(shì)能之比。4. 為什么要引入斷面單位能

38、量的概念？答: 引入斷面單位能量，目的是分析水面曲線的變化規(guī)律和建立臨界流方程。5. 簡(jiǎn)述明渠恒定非均勻流的水力特征。答: 過(guò)水?dāng)嗝婷娣ea，水深，沿程改變。即底坡線，水面線，總線頭線三線不再平行，即，一、 作圖題 (略)1 下面為長(zhǎng)直棱柱形渠道，n不變，試定性繪出可能出現(xiàn)的水面曲線型式。 二、 計(jì)算題1 某輸水渠道，沙質(zhì)土壤，岸邊有雜草，糙率系數(shù)n=0.025, 底坡i=0.002, 斷面為梯形，邊坡系數(shù)m=1.0。 按水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì)，通過(guò)流量q=0.8m3/s, 試確定其斷面尺寸。解: （1）按水力最優(yōu)斷面條件計(jì)算寬深比。 （2）計(jì)算相關(guān)水力要素：過(guò)流斷面積、水力半徑。代入流量基本公式解出

39、水深。（3）求出底寬。答案： 2 有兩段矩形斷面渠道相連，通過(guò)流量q=2.8m3/s，底寬b=2m, 混凝土襯護(hù)，n=0.015, i1=0.012, i2=0.0008。這兩段渠道是否為水躍銜接？若是水躍銜接，是何種形式水躍？并定性繪圖表示。 解: （1）（計(jì)算臨屆水深、臨界底坡）判斷兩矩形斷面渠道是急流還是緩流，確定是否為水躍銜接。（答案：是） （2）計(jì)算（或查附錄c）求正常水深，把視為躍前水深，求躍后水深與比較。 答案：遠(yuǎn)驅(qū)式水躍第8章一、 選擇題 1實(shí)用斷面堰常常設(shè)計(jì)成真空堰，其目的是（ b ）（a）減小水流對(duì)壩面的沖刷 （b）提高過(guò)流能力（c）減小空化空蝕 （d）節(jié)省建筑材料2、小橋

40、過(guò)流與（ c ）具有相同的水力特征。（a）薄壁堰流 （b）寬頂堰流 （c）實(shí)用斷面堰流 （d）閘孔出流3. 寬頂堰形成淹沒(méi)出流的充分條件是 ( d ) (a) (b) (c) (d) 4下述堰的分類(lèi)哪個(gè)正確（ a ）(a)/h 0.67 薄壁堰 (b) 0.67/h 10.0 寬頂堰(c) 0.67/h 2.5 薄壁堰二、 判斷題1、 只要寬頂堰下游水深超過(guò)堰頂，就為淹沒(méi)出流。（ 正確 ）2、 小橋過(guò)流的淹沒(méi)出流條件與寬頂堰的淹沒(méi)出流條件不同。（正確）3、 對(duì)于閘孔出流，當(dāng)閘門(mén)開(kāi)度與上游水深之比時(shí)，閘孔出流轉(zhuǎn)化為堰流。（正確 ）4、對(duì)于薄壁堰，在堰寬b、堰高p和堰上水頭h相同的情況下，完全堰的

41、過(guò)流能力比側(cè)收堰的過(guò)流能力大。（正確 ）三、 簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述堰的三種類(lèi)型及其共同的水力特征。 答: 堰分為三種類(lèi)型: (1) 薄壁堰-判別標(biāo)準(zhǔn) (2) 實(shí)用斷面堰-判別標(biāo)準(zhǔn) (3) 寬頂堰-判別標(biāo)準(zhǔn) 共同的水力特征為上游水位壅高過(guò)堰時(shí)水面跌落。2. 堰流基本公式中，等系數(shù)與哪些因素有關(guān)。 答: 流量系數(shù)與行近流速的大小、表面張力有關(guān)。 側(cè)收縮系數(shù)與堰寬與渠寬的比值（）有關(guān)。3. 寬頂堰淹沒(méi)出流形成的充分必要條件是什么？ 答: 必要條件,充要條件是0.8h0。四、 計(jì)算題1、 一圓角進(jìn)口無(wú)側(cè)收縮寬頂堰，堰高p1=2.5m，p2=2.0m，堰上水頭為0.40m，通過(guò)的流量為4m3/s，求寬頂堰的

42、寬度。在不產(chǎn)生淹沒(méi)出流的情況下，下游水深最大為多少？解:（1） 通過(guò)計(jì)算（）的值，選取流量系數(shù)公式，計(jì)算流量系數(shù)。 （2）求寬頂堰的寬度： （3）不產(chǎn)生淹沒(méi)出流，下游水深。2、 有一河道，用碎石單層鋪砌加固河床，通過(guò)的流量m3/s，允許流速m/s，橋下游水深m， 若，允許橋前壅水深度m。 設(shè)計(jì)小橋孔徑。解: （1）求橋下臨界水深，判別是自由出流，還是淹沒(méi)出流。（自由出流） （2）計(jì)算橋孔初始值: 取 (b =6.0m ) （3）復(fù)算求橋下臨界水深，判別是自由出流，還是淹沒(méi)出流。（仍為自由出流） （4）計(jì)算橋前壅水深度 h =1.81m 3m，假設(shè)各井抽水量相同，求總的抽水量。 解: 此題為井群

43、的水力計(jì)算，可直接用公式求解。 答案:0.0984 m3/s。第10章一、選擇題 1.重力相似模型中, 流速比尺等于幾何比尺的( c )次方 。 a. 2 b. 1.5 c. 1 d. 0.52. 重力相似模型中, 流量比尺等于幾何比尺的( a )次方 。a. 2.5 b. 2 c. 1.5 d. 13. 重力相似模型中, 時(shí)間比尺等于幾何比尺的( d )次方 。a. 2 b. 1.5 c. 1 d. 0.5二、判斷題1. 凡是正確反映客觀規(guī)律的物理方程式，必然是一個(gè)齊次量綱式。（正確 ）2. 力學(xué)相似的必要條件是幾何相似，運(yùn)動(dòng)相似，動(dòng)力相似。（ 正確 ）三、簡(jiǎn)答題1. 為什么在阻力平方區(qū)，雷

44、諾準(zhǔn)則自動(dòng)滿足？答: 從理論上講，如同沿程損失一樣，在阻力平方區(qū)，沿程阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無(wú)關(guān)，當(dāng)雷諾數(shù)充分大時(shí)，粘性可忽略不計(jì)，所以，在阻力平方區(qū)，雷諾準(zhǔn)則自動(dòng)滿足。2. 簡(jiǎn)述弗勞德準(zhǔn)數(shù)的物理意義。 答: 弗勞德準(zhǔn)數(shù)為常數(shù)，是指原型的弗勞德準(zhǔn)數(shù)與模型的弗勞德準(zhǔn)數(shù)相等，原型與模型量液流相似。四、計(jì)算題1. 有一單孔wes剖面混凝土溢流壩，已知壩高，壩上設(shè)計(jì)水頭,流量系數(shù)，溢流孔凈寬，在長(zhǎng)度比尺的模型上進(jìn)行試驗(yàn)，要求計(jì)算：（1）設(shè)計(jì)模型流量； （2）如在模型壩趾測(cè)的收縮斷面表面流速,計(jì)算原型相應(yīng)流速 解：首先計(jì)算原型流量、流量比尺、速度比尺。按原型與模型換算關(guān)系計(jì)算。答案：流量 流速期末總復(fù)習(xí)一、

45、選擇題1. 堰流流量q與堰上全水頭h0的關(guān)系是（ ）。 （a）1/2次方的關(guān)系 (b) 1次方的關(guān)系（c）3/2次方的關(guān)系 (d) 2次方的關(guān)系2理想流體與實(shí)際流體的主要區(qū)別在于( )。(a) 是否考慮粘滯性 (b) 是否考慮易流動(dòng)性 (c) 是否考慮重力特性 (d) 是否考慮慣性3 在均質(zhì)孔隙介質(zhì)中,滲流流速u(mài)與水力坡降j的幾次方成比例 ( )。（a）1/2次方 (b) 1次方（c）3/2次方 (d) 2次方4對(duì)于實(shí)際流體,總水頭線是（ ）的線。（a）沿程下降。 （b）沿程升高。 （c）沿程可升可降。 （d）沿程不升不降。二、判斷題判斷下列說(shuō)法是否正確。若正確在括號(hào)內(nèi)劃，否則劃。1動(dòng)能修正系數(shù)與斷面流速分布有關(guān)。（ ）2臨界雷諾數(shù)的大小與流體的性質(zhì)無(wú)關(guān)。（ ）3長(zhǎng)短是指管道幾何長(zhǎng)度長(zhǎng)的管道。（ ） 4謝齊（chezy）公式適用于紊流粗糙區(qū)。 （ ） 5按程沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,尼古拉滋試驗(yàn)曲線分為三個(gè)區(qū)。（ ） 6對(duì)于以重力為主導(dǎo)因素的流動(dòng)，可按佛勞德準(zhǔn)則進(jìn)行模型設(shè)計(jì)。（ ）三、簡(jiǎn)答題 1. 等壓面是水平面