水力學(xué)考試試題與答案

1、1、選擇題：（每小題 2 分）（1）2）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（ a、單位面積液體受到的質(zhì)量力； c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力； 答案：c 在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（ a、重合；b、平行答案：dc、3）4）5）b、單位體積液體受到的質(zhì)量力； d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。） 相交；d、正交。液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為 100kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為 22a、1 kN/m2b、2 kN/m2答案：b 水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（ a、恒定流動(dòng)； c、層流運(yùn)動(dòng)； 答案：d 有壓管道的管徑 a、8； 答案：b2c、5 kN/m22d、10 kN/m2b、均勻流動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的

2、流動(dòng)。b、d 與管流水力半徑的比值 d /R=（ ） 4；c、2；d、1。（6）已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù) 即可以判斷該液體流動(dòng)屬于 a、層流區(qū)； b、紊流光滑區(qū)； 答案： c與 邊壁相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù) Re 都有關(guān)，c、紊流過(guò)渡粗糙區(qū)； d、紊流粗糙區(qū)（ 7）突然完全關(guān)閉管道末端的閥門，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速 c=1000m/s，水擊壓強(qiáng)水頭 H = 250m，則管道中原來(lái)的流速 v0為a、 1.54mb 、 2.0mc 、2.45md、3.22m答案：c（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（）a、恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。答案：c（9）在緩坡明

3、渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（）。a、均勻緩流； b、均勻急流； c、非均勻緩流； d、非均勻急流。 答案：b（10）底寬 b=1.5m的矩形明渠，通過(guò)的流量 Q =1.5m3/s，已知渠中某處水深 h = 0.4m， 則該處水流的流態(tài)為a、 緩流； b、急流； c、臨界流； 答案：b（11）閘孔出流的流量 Q 與閘前水頭的 H（ ）成正比。 a、1次方b、2次方c、3/2 次方d、1/2次方答案：d（ 12）滲流研究的對(duì)象是（）的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。a、重力水； b、毛細(xì)水； c、氣態(tài)水； d、薄膜水。 答案：a（13）測(cè)量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有 a、文丘里計(jì)b、畢托管c、測(cè)壓管d、薄壁堰答案：b（14

4、）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型，長(zhǎng)度比尺 L=100，模型中水深為 0.1 米，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為a、1米，Q =1000；b、10米， Q =100；c、1 米，Q =100000； d、10 米，Q=100000。 答案：d2、判斷題：（每小題 2 分）（1）任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。（）答案：錯(cuò)誤（2）水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。（）答案：錯(cuò)誤（3）水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（）答案：錯(cuò)誤（4）粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。（）答案：正確（5）同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（）答案：正確（6）在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以

5、形成均勻流。（）答案：錯(cuò)誤（7）矩形斷面水力最佳斷面的寬深比 =2。（）答案：正確（8）斷面比能沿流程總是減小的。（）答案：錯(cuò)誤（9）在流量和渠道斷面形式一定的條件下， 躍前水深越大，躍后水深也越大。（）答案：錯(cuò)誤（10）滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流，并且無(wú)滲透變形。（ ）答案：正確3、填空題：（每小題 2 4 分）（ 1） 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是和 。答案：層流運(yùn)動(dòng)，牛頓液體2）液 體 中 某 點(diǎn) 的 絕 對(duì) 壓 強(qiáng) 為 100kN/m2 ， 則 該 點(diǎn) 的 相 對(duì) 壓 強(qiáng) 為 kN/m 2，真空度為。答案： 2， 不存在 .3）只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。答案：水平

6、面。4）實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。5）水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深 hhk，弗汝德數(shù) Fr1。（填寫 、 、 符號(hào)）答案： ， 。6）在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越 答案：大。7）根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同， 管道可以分為和8）(9)(10)答案：短管，長(zhǎng)管。 在水擊計(jì)算中閥門關(guān)閉的時(shí)間 Ts水擊相長(zhǎng) Tr 的水擊，稱為水擊，把 Ts Tr 的水擊稱為答案：直接， 間接。a2 型水面曲線是發(fā)生在坡上的緩流）的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù) Fr 沿程 答案：陡坡， 緩流， 減小。溢流堰的過(guò)堰流量與堰頂水頭的 答案：

7、 3/2水擊。流（指急流或 指增大、減小或不變）次方成正比。（11）泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí)，下游收縮斷面水深 hc 的共軛水深 hc''ht（ht 為下游河道的水深，填寫、 、 符號(hào) ）答案：填寫 、 、 符號(hào)（12）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長(zhǎng)度比尺 L =25，當(dāng)模型中某點(diǎn)的 流速為 v m= o.8m/s，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為 vp=m/s 。答案： 4m/s 。4、問(wèn)答題：（每小題 3 4 分）（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？ 答案：理想液體是指沒(méi)有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性， 在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失，給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來(lái)很

8、大 困難。為了簡(jiǎn)化液體運(yùn)動(dòng)的討論， 我們引入了理想液體的概念， 忽略液體的粘滯性， 分 析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正， 可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 用以 解決實(shí)際工程問(wèn)題。這是水力學(xué)重要的研究方法。（2）“均勻流一定是恒定流” ，這種說(shuō)法是否正確？為什么？ 答案：這種說(shuō)法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言，恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng) 流量不變通過(guò)一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡(jiǎn)述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù) 的變化規(guī)律。答案：通過(guò)尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)： 在層流中 僅是雷諾數(shù) Re的函數(shù)并與 Re成反 比；在層流到紊流過(guò)渡區(qū)， 僅是 Re 的函數(shù)；在紊流光滑

9、區(qū) =f1（Re）； 過(guò)渡區(qū) =f2（Re， ）；粗糙區(qū) =f3（ ），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。RR（4）為什么舍齊公式 v C Ri 只適用于阻力平方區(qū)？ 答案：舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式，自然界中明渠水流 幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動(dòng)相似的含義是什么？ 答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提，動(dòng)力 相似是保證，才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。（6）從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。 答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變， 但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量， 因此從能量方程來(lái)分析， 只能消

10、耗位能來(lái)克服水流阻力。 所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠 道中。（7）分析水面曲線時(shí)，如何尋找急流和緩流的控制斷面？ 答案：急流的控制斷面在上游，因?yàn)橥饨鐚?duì)急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控 制斷面在下游，其原因與急流正好相反。（8）在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？ 答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速 u=kJ，其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流； 而杜 比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流， 同一過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等 于 v= kJ。5、作圖題：（1） 定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。（5 分）v0>0解：（2）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線， 并注明曲線

11、名稱及流態(tài)。 （各渠段均 充分長(zhǎng)，各段糙率相同 ）（5 分 ）6、計(jì)算題：1） 圖示一跨河倒虹吸管， 正方形斷面面積為A=0.64 m2，長(zhǎng) l =50 m，兩個(gè) 30。折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水力摩擦系數(shù) =0.024，上下游水位差 H=3m求通過(guò)的流量 Q ? （ 10 分）解： 按短管計(jì)算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷 面建立能量方程lv2H hw （ l ） vw 4R2g計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)AR0.2m ,0.2 2 0.5 1.0將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到3v 4.16m/s , Q

12、 vA 2.662m 3 /s（5 分）1.9（5分）即倒虹吸管內(nèi)通過(guò)的流量為 2.662m3/s（2） 從水箱接一橡膠管道及噴嘴 （如圖 ）。橡膠管直徑 D=7.5cm，噴嘴出口直徑 d=2.0cm。水頭 H =5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失 hw = 0.5m。用壓力表測(cè)得橡膠管15 分）與噴嘴接頭處的壓強(qiáng) p = 4.9N cm2。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力 R，行近流速 v0=0，取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為 1解：以過(guò)噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面嘴出口斷面 22 的能量方程2v2H 0 0 0 0 2 0.52g求得噴嘴出口流速和流量為11 和噴（5 分）

13、v2 2g 5 9.9msQ v2 A2 0.000314m（1.5分）橡膠管道內(nèi)的流速為v3 Q 0.706ms（1 分）對(duì)于噴嘴建立 x 方向的動(dòng)量方程p3A3 RQ（v2x v3x ）R p3 A3 Q（v2 v3） 187.79 N（6.5分）水流對(duì)噴嘴沖擊力為 R R 即為手握噴嘴所需之力（3） 有一梯形渠道，底寬 b =10 m，水深 h = 3 m，邊坡為 底坡 i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū) ，求通過(guò)的流量 Q。解：計(jì)算渠道斷面水力要素，（1分）1:1，糙率n = 0.014，（9分）濕周水力半徑舍齊系數(shù)通過(guò)的流量x b 2 1 m2 h 18.49 mAR 2.11 mx

14、C 1 R16 80.90m 12 /s nQ = AC （R i）0.5 = 144.93 m3/s（1.5分）（1分）（2分）（3分）（4）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬 B 18m， 下收縮斷面處水深 hc=1.1m，當(dāng)壩下游水深 ht=4.7m 時(shí)，問(wèn)：1）壩下游是否發(fā)生水躍？2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？3） 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。 解： 1）計(jì)算臨界水深 hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，3q = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm流量 Q 265m3/s，壩 （ 12 分） （ 4 分） （ 4 分） （ 4 分）hk32

15、 q2 3 g 9.814.722 2.81m因?yàn)槭湛s斷面水深 hc =1.1 m < hk 為急流，下游水深 ht=4.7m 所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計(jì)算收縮斷面處水深 hc 的共軛水深 hc"hc（182ghchk 為緩流，hc 2q 3 1）1） 5.81m 1.1 （ 1 8 14.7223 2 9.8 1.13因?yàn)?hc"ht ，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。 估算消力池深 d，取水躍淹沒(méi)系數(shù)j 1.05則池深約為 d = j hc"- ht =1.05×5.81 4.7= 1.40 m、是非題 （

16、正確的劃“” ，錯(cuò)誤的劃“× ）1、理想液體就是不考慮粘滯性的實(shí)際不存在的理想化的液體。2、圖中矩形 面板所受靜水總壓力的作用點(diǎn) 與受 壓面的形心 點(diǎn) O 重合 。(×)3、園管中層流的雷諾數(shù)必然大于 3000。 ×4、明槽水流的急流和緩流是用 Fr 判別的，當(dāng) Fr>1 為急流。( )5、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。(×)6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動(dòng)。(×)6、達(dá)西定律適用于所有的滲流。(×)7、閘孔出流的流量與閘前水頭的 1/2 次方成正比。()8、漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測(cè)壓管水頭都相同。( )

17、9、粘滯性是引起液流運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。 ( )10、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)就是平板的形心。(×)11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。12、陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流，緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。()13、在作用水頭相同的條件下，孔口的流量系數(shù)比等直徑的管嘴流量系數(shù)大。(×)14、兩條明渠的斷面形狀、尺寸、糙率和通過(guò)的流量完全相等，但底坡不同，因此它們的正常 水深不等。( )15、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。()16、水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。×17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。()18、牛頓內(nèi)摩擦定律適

18、用于所有的液體。(×)19、靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。()20、明渠過(guò)流斷面上各點(diǎn)的流速都是相等的。×21、緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流。( )22、靜止水體中 ,某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)為 50kPa，則該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為 -50 kPa。()24、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。( )25、水深相同的靜止水面一定是等壓面。()26、恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。(×)27、紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。28、陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流。(×)29、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。()30、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一

19、定是急流。(×)31、緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流。(×)32、靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無(wú)關(guān)。( )33、水泵的揚(yáng)程就是指水泵的提水高度。(× )34、恒定總流能量方程只適用于整個(gè)水流都是漸變流的情況。35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流。×)()36、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流定是急流。)37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。(×)二、單項(xiàng)選擇題 (填寫唯一正確答案的編號(hào) )1、2、(1)3、作用水頭相同時(shí)，孔口的過(guò)流量要比相同直徑的管咀過(guò)流量(1) 大 ;(2) 小 ；(3)相同； (4)無(wú)法確定 。根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性，靜止液體中同一點(diǎn)各

20、方向的壓強(qiáng) 數(shù)值相等 ; (2) 數(shù)值不等 ;(3) 僅水平方向數(shù)值相等 ;(4) 鉛直方向數(shù)值最大 已知水流的沿程水力摩擦系數(shù) 只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于 紊流光滑區(qū)2)1)4)層流區(qū) ；紊流過(guò)渡粗糙區(qū) 4、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為(1)1 kN/m2(3)5 kN/m2； 4 紊流粗糙區(qū) 100kN/m 2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為(2)(4)2 kN/m 2210 kN/m 25、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合1 對(duì)數(shù)分布；2 直線分布；3 拋物線分布；(1) 橢圓分布。6、長(zhǎng)管的總水頭線與測(cè)壓管水頭線1)相重合；3)相平行，呈階梯狀；2)相平行，呈直線；4)以上答案都不對(duì)。7、滲流的達(dá)西

21、公式只能適用于(1) 恒定均勻?qū)恿?(2) 恒定均勻紊流8、9、(3) 恒定均勻流； (4)非恒定流 。 液流的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關(guān)， 層流區(qū) ； 紊流過(guò)渡粗糙區(qū) 堰流的流量與堰頂水頭的即可判斷該液流屬成正比。紊流光滑區(qū) ； 紊流粗糙區(qū) 。方。1)1)3)1 1/2 次；3/2 次方；2 次方；1次10、 溢流壩下泄水流收縮斷面水深hc0 的躍后水深為hc02，形成遠(yuǎn)離水躍銜接的條件是3)(3) ht < hc02(4) 無(wú)法確定(1) ht = hc02(2) ht > hc0211、 按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型，若幾何比尺為100，則流速比尺為(1)100；(

22、2)10；( 3)20；(，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為22(3)8 kN/m2(4)10 kN/m24)50。2)212、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為 108kN/m 2 22 (1)1 kN/m2(2)2 kN/m213、靜止液體中同一點(diǎn)沿各方向上的壓強(qiáng)1)2)14、矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比 等于2)15、水泵的揚(yáng)程是指(1) 水泵提水高度(2) 水泵提水高度 +吸水管的水頭損失；吸水管與壓水管的水頭損失。(3) 水泵提水高度16、紊流粗糙區(qū)的水頭損失與流速成次方關(guān)系；二次方關(guān)系；1.752.0 次方關(guān)系 。17、在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面3)1)重合；2)平行 ；3)正交。18、雷諾數(shù)是判別下

23、列哪種流態(tài)的重要的無(wú)量綱數(shù)急流和緩流 ；均勻流和非均勻流層流和紊流；恒定流和非恒定流。19、閘孔出流的流量與閘前水頭成正比1 1 次方2 2 次方0. 5 次方 。20、共軛水深是指( 1)(1) 水躍的躍前水深與躍后水深(2) 溢流壩下游水流收縮斷面水深(3) 均勻流水深4)臨界水深21、圖示容器中有兩種液體，密度，則A、B 兩測(cè)壓管中的液面必為(2)(1) B 管高于 A 管；(2) A管高于管；(3) AB 兩管同高。1)對(duì)數(shù)分布拋物線分布23 平底棱柱形明渠發(fā)生水躍，其水躍函數(shù)J (h1)與J (h2) 的關(guān)系是1)J(h1)= J(h2)J(h1)>J(h2)J(h1)<

24、 J(h2)22、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合橢圓分布 ； 直線分布 。24、盛水容器 a 和 b 的測(cè)壓管水面位置如圖 (a)、 (b) 所示，其底部壓強(qiáng)分別為 pa 和 pb。若兩容器內(nèi)水深相等，則pa和 pb的關(guān)系為1)( 1) pa > pb(2) pa < pb(3) pa = pb(4) 無(wú)法確定25、層流斷面流速分布規(guī)律符合1對(duì)數(shù)分布； 2直線分布3拋物線分布 ； 4橢圓分布1）26、佛汝德數(shù) Fr 是判別下列哪種流態(tài)的重要的無(wú)量綱數(shù)1急流和緩流 ； 2均勻流和非均勻流 ；3層流和紊流； 4恒定流和非恒定流。27、紊 流中粘滯底層厚度比絕對(duì)粗糙高度 大得多的壁面稱為（

25、1）1）光滑面2 過(guò)渡粗糙面（ 3）粗糙面（ 4）以上答案均不對(duì)三、填空題 （在空格中填寫正確答案 ）1、水力模型的重力相似準(zhǔn)則是 模型與原型的佛汝德數(shù)相同 。2、明渠的斷面和流量不變時(shí)，水躍的躍前水深越大，則躍后水深越小 。3、底流式消能工的主要形式有降低護(hù)坦、修建消能坎、綜合式消能池3 種形式。4測(cè)量明槽流量的主要工具有 _堰_(dá) 、_量水槽 _ 。5、根據(jù)管道計(jì)算方法的不同，管道可分類為長(zhǎng)管 和 短管 。6、滲流的達(dá)西公式是 v=kJ_ 。7、測(cè)量管道流量的主要儀器有文丘里流量計(jì)、渦輪流量計(jì)。8、 計(jì)算明渠均勻流的公式是 Q AC Ri 。9、根據(jù)管道中水擊波傳播時(shí)間與閥門關(guān)閉時(shí)間的對(duì)比關(guān)

26、系，水擊可分類為（ 1） 直接水擊 和 （2） 間接水擊 。10、底流式消力池中產(chǎn)生的水躍，要求是 _微淹沒(méi) _形式的水躍消能率高且穩(wěn)定。11、按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的模型中，幾何比尺為64，則流速比尺為 8 。12、牛頓內(nèi)摩擦定律適用條件是牛頓流體 ，層流運(yùn)動(dòng)13、理想液體與實(shí)際液體的主要區(qū)別是 _是否存在液體的拈滯性 14、實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因是液體的粘滯性 ，外因是 邊界條件的影響。BB15、水躍是水流從 _急 _流過(guò)渡到 緩 流的局部水力現(xiàn)象；當(dāng)流量一定，躍前水深增大時(shí)，則躍 后水深是 減小 。16、三種液體盛有容器中，如圖所示的四條水平面，其中為等壓面的是四、問(wèn)答題1什么是

27、液體的可壓縮性？什么情況下需要考慮液體的可壓縮性？解： 可壓縮性是：當(dāng)外界的壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)液體的體積也隨之發(fā)生改變的特性。液體可壓縮性一 般情況下可以不必考慮，但是當(dāng)外界壓強(qiáng)變化較大，如發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)必須予以考慮。2有人說(shuō)“均勻流一定是恒定流” ，這種說(shuō)法是否正確？為什么？解： 這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對(duì)于空間而言，即運(yùn)動(dòng)要素沿流 程不變，而恒定流是相對(duì)于時(shí)間而言，即運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間而變。兩者判別標(biāo)準(zhǔn)不同。3什么是相對(duì)壓強(qiáng)和絕對(duì)壓強(qiáng)？4。寫出水力半徑 R 的表達(dá)式。5、請(qǐng)分別敘說(shuō)明渠均勻流水深和臨界水深的含義和區(qū)別。6、明渠的底坡可以分為哪些類型？7、如何用臨界水深

28、 hk 與渠道內(nèi)的水深 h 來(lái)判別明渠水流的流態(tài)？8、根據(jù)邊界條件的不同，水頭損失可以分為哪兩類？9、試敘述判斷明渠水流流態(tài)有哪些方法。10 明渠均勻流產(chǎn)生的條件是什么？五、作圖題 （在題圖上繪出正確答案 ）1. 定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。（各渠段均充分長(zhǎng)，各段糙率相同 ）（5 分 ）2、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。v0=03、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線， 并注明曲線名稱。 （各渠段均充分長(zhǎng)， 各段糙率相同 末端有一跌坎 ） （5 分 ）v0=0總水頭線測(cè)壓管水頭v0=06、 繪出圖中的受壓曲面 AB 上水平分力的壓強(qiáng)分布圖和垂直分力的壓力體

29、圖。7、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。 （各渠段均充分長(zhǎng)， 各段糙率相同 ）六、根據(jù)題目要求解答下列各題1、圖示圓弧形閘門 AB（1/4 圓）, A 點(diǎn)以上的水深 H 1.2m，閘門 =4m ，圓弧形閘門半徑 R=1m ，水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘 B 上作用的靜水總壓力及作用方向。解 ：水平分力 Px=pc× Ax=74.48kN鉛垂分力 Py=× V=85.65kN,靜水總壓力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tan= Py/Px=1.15=49合力作用線通過(guò)圓弧形閘門的圓心。2、圖示一跨河倒虹吸圓管， 管徑 d 0.8m，長(zhǎng) l

30、=50 m，兩個(gè) 30H寬B門A角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為 1=0.2， 2=0.5，3=1.0，沿程水頭損失系數(shù) =0.024，上下游水位差 H=3m 。若上下游流速水頭忽略不計(jì)，求通過(guò)倒虹吸管的流量Q。解：按短管計(jì)算， 取下游水面為基準(zhǔn)面， 對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方lv2H hw ( ) w 4R2g計(jì)算圓 管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)AR d /4 0.2m, 0.2 2 0.5 1.0 1.9將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到3v 4.16m/s , Q vA 2.091m 3/s 即 倒虹吸管內(nèi)通過(guò)的流量為 2.091m3/s 。3、 某水平管路直徑 d1

31、=7.5cm，末端連接一漸縮噴嘴通大氣 (如題圖 )，噴嘴出口直徑 d2=2.0cm。用壓力表測(cè)得管路與噴嘴接頭處的壓強(qiáng) p=49kNm2，管路內(nèi)流速 v1=0.706m/s。求水流對(duì)噴嘴的水平作用力 F (可取動(dòng)量校正系數(shù)為 1)解：得噴嘴流量和出口流速為：Q v1A1列噴嘴進(jìn)口斷面 1 1和噴嘴出口斷面 22 的連續(xù)方程：x對(duì)于噴嘴建立 x 方向的動(dòng)量方程p1A1 RQ(v2x v1x )R p3 A3 Q(v2 v3 ) 187.8 N 水流對(duì)噴嘴沖擊力 :F 與 R, 等值反向。4、有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底寬 b 1.5m，槽長(zhǎng) L120m。進(jìn)口處槽底高程 Z1=

32、52.16m ，出口槽底高程 Z252.04 m，當(dāng)槽中均勻流水深 h0=1.7m 時(shí)，試求渡槽底坡 i 和通過(guò)的流 量 Q 。解：i=（Z1-Z2）/L = 0.001A bh 2.55 m2x b 2h 4.9 m AR 0.52mxC 1R 6 64.06 m 12 /s nv=C (Ri)0.5 1.46m/s3Q= vA= 3.72m /s。212、某溢流壩下收縮斷面處水深 hc=1.1m，已知單寬流量 q 14.72m2/s，當(dāng)壩下游水深 ht=4.7m 時(shí)， 1）求對(duì)應(yīng)收縮斷面處水深 hc 的躍后水深 hc22）壩下游發(fā)生何種形式的水躍？是否需要修建消能工？2 hk3gq2g3

33、149.7.822.81m因?yàn)槭湛s斷面水深hc =1.1 mhk 為急流， 下游水深ht=4.7mhk 為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。解：1）計(jì)算臨界水深 hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，2）計(jì)算收縮斷面處水深 hc 的共軛水深hc2 hc ( hc2 21)1.1 2214.7229.8 1.131) 5.81m因?yàn)?hc2ht ，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。一、填空（每小題 1 分，共 15分）1. 運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) 與動(dòng)力粘滯系數(shù) 成 正 比。2. 單位質(zhì)量流體所受的力為 單位質(zhì)量 力3. 真空值的測(cè)量起點(diǎn)為 。4. 任 一 平 面 上 的 靜 水

34、總 壓 力 等 于 平 面 形 心 點(diǎn) 上 的 靜 水 壓 強(qiáng)與平面面積 的 乘積 。5. 當(dāng)為 恒定 流時(shí)，流線與跡線重合。6. 單位長(zhǎng)度上的沿程水頭損失為 水力坡度 。7. 應(yīng)用能量方程時(shí)，兩過(guò)水?dāng)嗝姹仨毴≡?漸變 流上。8. 管流液體的流動(dòng)方向應(yīng)為總機(jī)械能沿程 損失 的方向。9. 圓管和明渠的臨界雷諾數(shù)分別為 2000 和 500 。10. 圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉贋槠骄魉俚?2 倍。11. 長(zhǎng)管和短管水力計(jì)算的區(qū)別在于前者忽略了局部水頭損失 和 流速水頭 。二、名詞解釋（每小題 3 分，共 15 分）1. 表面力 p9 作用于所取液體表面，與受作用表面面積成比例的力，分為垂直作用面的

35、壓力和平行作用面的切力。2. 測(cè)壓管水頭 P19 位置水頭和壓強(qiáng)水頭的和，稱為測(cè)壓管水頭。靜止液體內(nèi)個(gè)點(diǎn)測(cè)壓管水頭 等于常數(shù)。3. 均勻流流線是互相平行的直線的流動(dòng)。4. 水頭損失由于液流內(nèi)部各液團(tuán)和各液層間產(chǎn)生的阻抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的能耗。過(guò)水?dāng)嗝娲怪绷骶€的液流橫斷面。得分評(píng)卷人三、單項(xiàng)選擇（每小題 2分，共 20 分）1. 某點(diǎn)靜水壓強(qiáng)（ A ）。A的方向與受壓面垂直并指向受壓面； B的大小與受壓面的方向有關(guān)；C的大小與容器大小有關(guān)； D的大小與液體重度無(wú)關(guān)2. 曲面上靜水總壓力的（ B ）。A垂直分力的方向與重力一致； B垂直分力的大小等于壓力體的水重；C水平分力的方向指向曲面的

36、水平投影面； D水平分力的大小等于水 平投影面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)與水平投影面積的乘積3. 滿足在同一過(guò)水?dāng)嗝嫔蠝y(cè)壓管水頭相等的條件為（ C ）。A恒定流； B非恒定流； C均勻流； D非均勻流4. hf （ D ）正比。A糙率； B流速； C謝才系數(shù)； D流段長(zhǎng)度5. 虹吸管的最大真空值出現(xiàn)在（ D ）。A入口處； B出口處； C最高處； D最高處的最末端6. 下列的（ D ）不是動(dòng)量方程左端的力。A作用于流段上的動(dòng)水壓力； B作用于流段上的固體邊界摩阻力；C水對(duì)固體邊界的作用力； D作用于流段上的重力7. 薄壁孔口與管嘴（厚壁孔口）的區(qū)別在于（ D ）。A有無(wú)收縮斷面； B自由出流還是淹沒(méi)出流；

37、C作用水頭的大??； D是否有真空壓強(qiáng)存在8. 并聯(lián)管道的（ A ）等于（ A）。 注：兩括號(hào)填同一字母 A總水頭損失 各分管段水頭損失； B總水頭損失 各分管段水頭 損失之和； C總流量 各分管段的流量； D總流量 各分管段流量 之和9. 均勻泄流管道的（ D ）等于（ D）。 注：兩括號(hào)填同一字母 A水頭損失同長(zhǎng)同質(zhì)的直管水頭損失； B某斷面流量入口斷面的流量； C某斷面的流量折算流量； D水頭損失 同長(zhǎng)同質(zhì)的直管水頭損失的 1 310. 在環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，不正確的做法是（ D ）。A按經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)管徑； B任一環(huán)路上的水頭損失的代數(shù)和為零； C任 一節(jié)點(diǎn)的流量代數(shù)和為零； D.當(dāng)大于規(guī)定

38、的環(huán)路閉合差時(shí)才能終止計(jì)算得分評(píng)卷人四、判斷（每小題 1 分，共 10分。對(duì)者劃“”；錯(cuò)者劃“×”）1. 重度與容重是同一概念。 （ ）2. 汽化溫度隨壓強(qiáng)的降低而降低。 （ X ）3. 均勻流上兩斷面測(cè)壓管水頭差等于它們之間的水頭損失。 （ × ）4. 在同一水平軸線且無(wú)分流的串聯(lián)管道中，流速大，則壓強(qiáng)小。 （ ）5. 在連通的同種液體中，任一水平面都是等壓面。 （ × ）6. 不同過(guò)水?dāng)嗝嫔系臏y(cè)壓管水頭一般不相等。 （ ）7. 畢托管是專門測(cè)量流量用的。 （ 流速 × ）8. 糙率與謝才系數(shù)成反比。 （ ）9. 常用的臨界雷諾數(shù)指的是下臨界雷諾數(shù)。

39、（ ）10. 能量方程的應(yīng)用條件之一就是作用于液體上的質(zhì)量力只有重力 （ ）得分評(píng)卷人五、計(jì)算（共 40 分，各題必須有解題步驟。 ）1. A、B 兩容器中液體的重度為 ，比壓 計(jì)下部液體的重度為 m ，比壓計(jì)上 部液體的重度為 。求 A與 B兩容器 之間的壓強(qiáng)差。（ 5 分）P222. 一水管直徑 d 20cm ，測(cè)得水銀壓差計(jì)( m 133.28kN / m3 )中的 h 15cm，若斷 面平均流速 V 和軸線處流速 um 存在關(guān)系V 0.8um ，忽略水頭損失，求管中通過(guò) 的流量。(12 分)P1063. AB 10m ， d 0.05m ， 0.0264 ， h 0.65m，100 秒

40、鐘流出的水體的體 積為 0.28m3 ，求彎管的水頭損失系數(shù)。（ 11 分）P1594. 煙囪 直 徑 d 2m ，0.03 ， 煙 氣 密 度s 0.67kg / m3 ，煙氣流量 Q 80000m3 /h， 外界大氣的密度 a 1.15kg / m3 ，煙囪底部 的壓強(qiáng)低于地面大氣壓強(qiáng) 20mm水柱，求 煙囪高度 H ? （12 分）空氣P214第一部分 選擇題(共 20分)一、單項(xiàng)選擇題 (本大題共 10 小題，每小題 2 分，共 20 分)在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合 題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1. 某流體的運(yùn)動(dòng)粘度 v=3×10-6m2

41、/s,密度 =800kg/m 3,其動(dòng)力粘度 為()-9 -3A. 3.75 ×10-9Pa·sB.2.4 ×10-3Pa·s59C.2.4× 10 Pa· sD.2.4× 10 Pa·s2. 圖中相互之間可以列總流伯努利方程的斷面是B. 2-2 斷面和 3-3 斷面C. 1-1 斷面和 3-3 斷面D. 3-3 斷面和 4-4 斷面3. 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( )A.Q A>QBB. Q A=Q BC.QA<QBD.不能確定4. 并聯(lián)管道 A 、B，兩管材料、直徑相

42、同，長(zhǎng)度B=2，兩管的水頭損失關(guān)系為 ( )41=2 =1B. C5. 如圖所示，水泵的揚(yáng)程是 ( )A.B.C. +D. + +6. 在已知通過(guò)流量 Q、渠道底坡 i、邊坡系數(shù) m 及粗糙系數(shù) n 的條件下，計(jì)算梯形斷面渠道尺寸的補(bǔ)充條件及 設(shè)問(wèn)不能是 ( )A. 給定水深 h，求底寬 bB. 給定寬深比 ，求水深 h 與底寬 bC. 給定最大允許流速 vmax，求水底 h 與底寬 bD. 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 ( )A. 存在極大值 B. 存在極小值C. 隨 增加而單調(diào)增加 D. 隨 增加而單調(diào)減少8. 下列各型水面曲線中，表現(xiàn)為上凸型的

43、水面曲線是( )A.M 3型B.C3型C.S3型D.H3 型9. 根據(jù)堰頂厚度與堰上水頭的比值，堰可分為( )A.寬頂堰、實(shí)用堰和薄壁堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰B.自由溢流堰、淹沒(méi)溢流堰和側(cè)收縮堰D. 溢流堰、曲線型實(shí)用堰和折線型實(shí)用堰10.速度 v、長(zhǎng)度 l 、運(yùn)動(dòng)粘度v 的無(wú)量綱組合是 (A. B. C. D.第二部分 非選擇題 (共 80 分) 、填空題 (本大題共 10 空，每空 1 分，共 10 分)不寫解答過(guò)程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯(cuò)填或不填均分無(wú)。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(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨 變化的流動(dòng)。13. 圓管流

44、的臨界雷諾數(shù) 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(shí)，水流流態(tài)為 。17. 水躍函數(shù)相等的兩個(gè)不同水深稱為 。18. 自由出流寬頂堰堰上水流流態(tài)為 。19. 達(dá)西定律適用于 滲流。20. 具有自由液面的水流模型試驗(yàn)，一般選用 準(zhǔn)則設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(xué)

45、的基本方程 及其各項(xiàng)的物理意義。27. 如圖所示，一倒置 U 形管，上部為油，其密度 oil=800kg/m3，用來(lái)測(cè)定水管中的 A 點(diǎn)流速 uA，若讀數(shù) h=200mm ，求該點(diǎn)流速 A。28. 如何判別圓管和非圓管有壓流中的流態(tài) ?29. 試根據(jù)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(shì)。五、計(jì)算題 (本大題共 4 小題，每小題 10 分，共 40 分)30. 如圖所示，一矩形平板閘門 AB，寬 b=2m ，與水平面夾角 =30°，其自重 G=19.6kN ，并鉸接于 A 點(diǎn)。水 面通過(guò) A 點(diǎn)，水深 h=2.1m，試求打開(kāi)閘門的最大鉛直拉力 T。31. 如圖所示，文丘里流量計(jì)管道直徑d1=200mm ，喉管直徑 d2=100mm ，水銀差壓計(jì)讀數(shù) y=