水力學(xué)考研試題

1、百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我1、水流經(jīng)過一漸縮圓管道，若已知直徑比 di/d2=2,其雷諾數(shù)之比Rei/Re2二 1:2 02、在管道斷面突然擴(kuò)大處，測(cè)壓管水頭線沿程上升 。3、有兩條梯形斷面渠道，已知其流量、邊坡系數(shù)、糙率和底寬均相同，但 底坡ii >i2 ,則其均勻流水深hoi和ho2的關(guān)系為 h01Vh02 。4、有一溢流堰，堰頂厚度為2m,堰上水頭為2m,則該堰流屬于 實(shí)用堰 流。5、液體的粘性系數(shù)隨溫度的增加而 減小、氣體的粘性系數(shù)隨溫度的增加而6、有一水泵裝置，具吸水管中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)水頭為 6m水柱高，當(dāng)?shù)卮?4m“ 4m氣壓為一個(gè)工程大氣壓，其相應(yīng)的相對(duì)壓強(qiáng)值和真空壓

2、強(qiáng)值分別等于水柱高。7、在有壓管流的管壁上開一個(gè)小孔，如果沒有液體從小孔流出，且向孔內(nèi)吸氣，這說明小孔內(nèi)的相對(duì)壓強(qiáng)小于 零。如在小孔處安裝一個(gè)測(cè)壓管，則管中液面將 低于 小孔的位置。1、在密閉容器上裝有U型水銀壓差計(jì)，其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上2如圖9所示, 大而（B ）。抽水機(jī)吸水管斷面A -A動(dòng)水壓強(qiáng)隨抽水機(jī)安裝高度h的增A、增大;B、減小;C、不變;D、不定。3、流線與跡線，在通常情況下:C ）。A、能相交，也能相切；C、僅能相切，但不能相交；B、僅能相交，但不能相切；D、既不能相交，也不能相切。（如圖8所示），其壓強(qiáng)關(guān)系為（ C ）。A、P1 > P2 > P3 ；

3、B、 P1 = P2 = P3 ；C、P1<P2Vp3； D、 P2< P1< P3。4、速度、密度 和壓強(qiáng)p的無量綱集合是：（D）。百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我A、p；2B、一； C、-;D、二P5、有一圓管層流，實(shí)測(cè)管軸上流速為0.4m/s,則斷面平均流速為：（C ）A、0.4m/s;B、0.32m/s; C、0.2m/s; D、0.1m/s。6、邊界層內(nèi)的流動(dòng)特點(diǎn)之一是：（B ）。A、粘性力比慣性力重要；B、粘性力與慣性力量級(jí)相等；C、壓強(qiáng)變化可忽略；D、流動(dòng)速度比外部勢(shì)流小。7、均勻流的總水頭線與測(cè)壓管水頭線的關(guān)系是（ A ）0 A、互相平行的直線；B、互相平行的

4、曲線；'C、互不平行的直線；D、互不平行的曲線。8、在均質(zhì)各向同性土壤中，滲流系數(shù) k: （ D還與溫度有關(guān) ）。A、在各點(diǎn)處數(shù)值不同；B、是個(gè)常量；C、數(shù)值隨方向變化；D、以上三種答案都不對(duì)。9、直接水擊是指有壓管道末端閥門處的最大水擊壓強(qiáng)：（A ）。A、不受來自上游水庫反射波的影響；B、受來自上游水庫反射波的影響；C、受閥門反射波的影響；D、不受管道長度的影響。10、謝才系數(shù)C與沿程阻力系數(shù) 的關(guān)系為：（D ）0A、C與 成正比；B、C與工成正比；C、C與2成正比；D、C與L成正比。18、根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，說明內(nèi)摩擦力與哪些因素有關(guān)？在書上P68,（1）."寫上公式（）

5、”（2）影響因素為：與流速梯度成正比，還與液體的性質(zhì)有關(guān)。答：牛頓內(nèi)摩1S定律公式r 二"x du/dy，其中：”為隨液體種類不同而 異的比例系數(shù)，稱為動(dòng)力粘度，簡(jiǎn)稱粘度。 du/dy為兩液層間流速增加與其 距離的比值，稱為流速梯度。牛頓內(nèi)摩擦定律表述為：作為層流運(yùn)動(dòng)的液體， 相鄰液層間單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力（或粘滯力），與流速梯度成正比， 同時(shí)與液體的性質(zhì)有關(guān)。液體的性質(zhì)對(duì)摩擦力的影響，通過粘度7來反應(yīng)，粘性大的液體7值大，粘性小的液體7值小， 單位Pa-s,同一種液體中71值隨溫度和壓力而異百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我19、簡(jiǎn)單闡述流線與跡線的區(qū)別，并請(qǐng)寫出它們分別用于哪

6、種研究流體運(yùn)動(dòng)的方法？在書上P6667,/答：（1）跡線：某一液體質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中，不同時(shí)刻所流經(jīng)的空間點(diǎn) 所連成的線稱為跡線。即跡線就是液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)所走過的軌跡線。流線與跡線不同，它是某一瞬間時(shí)在流場(chǎng)中繪出的一條曲線，在該曲線 上所有各點(diǎn)的速度向量都與該曲線相切。 所以流線表示出了瞬間的流動(dòng)方向。（2）跡線：拉格朗日法 （以研究個(gè)別液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，通過對(duì)每個(gè)液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)規(guī)律的研究來獲取整個(gè)液體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性，又叫質(zhì)點(diǎn)系法）/ 流線：歐拉法（以考察不同液體質(zhì)點(diǎn)通過固定的空間點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況來了解整個(gè)流動(dòng)空間 內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況，即著眼于研究各種運(yùn)動(dòng)要素的分布場(chǎng)，又叫流場(chǎng)法）20、寫出伯努利方程，并

7、說明方程中各各項(xiàng)的物理意義和水頭名稱。在書上P7374, P7980,式（），相信自己能夠完成答：理想液體微小流束伯努利方程：z+p/p g+u2/2g=C（不可壓縮理想液體恒定流微小流束伯努利方程：z i+pi/ p g+ui2/2g= Z2+P2/ p g+U22/2g）其中，液體在某一處的幾何高度 z代表總流過水?dāng)嗝嫔蠁挝恢亓恳后w的 平均位能，稱為位置水頭；p/pg代表過水?dāng)嗝嫔蠁挝恢亓恳后w的平均壓能， 稱為壓強(qiáng)水頭，它反映了過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)平均動(dòng)水壓強(qiáng)所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)高度， （z+p/ P g）稱為測(cè)壓管水頭；u2/2g代表過水?dāng)嗝嫔蠁挝恢亓恳后w的所具有的 平均動(dòng)能，稱為流速水頭。單位重量液

8、體的所具有的總機(jī)械能（即位能、壓能、動(dòng)能的總和）稱為總水頭。實(shí)際液體中還有水頭損失 hw。H=z+p/ p g+ a v2/2g+hw21、由層流變化到紊流過程中，可以分為哪五個(gè)阻力區(qū)？在各個(gè)阻力區(qū) 中，沿程損失系數(shù)與哪些因素有關(guān)？書上P143144/答：（1）層流區(qū)：當(dāng)Re< 2000時(shí)，沿程阻力系數(shù) 與雷諾數(shù)Re成反比，關(guān)系為直線 =64/Re,與相對(duì)光滑度 2無關(guān)；/（2）層流進(jìn)入湍流的過渡區(qū)：當(dāng)2000V ReV4000時(shí)， 僅與Re有關(guān)，與 相對(duì)光滑度r。/無關(guān)；/（3）水力光滑管區(qū)：（Re>4000時(shí)，液態(tài)進(jìn)入湍流。當(dāng) Re較小時(shí)，粘性底層較 厚，可以淹沒A） =f （

9、Re）,與絕對(duì)粗糙度A無關(guān)；百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我(4)從光滑管過渡到粗糙管的過渡區(qū)：(Re增大，粘性底層相對(duì)減薄，以致不能完全淹沒A)=f (ro/ ,Re);(5)粗糙管區(qū)(阻力平方區(qū))：(Re增大，粘性底層變薄，沿程阻力主要由小 漩渦造成，粘性底層的粘滯阻力可忽略不計(jì))與相對(duì)光滑度ro/有關(guān)，與Re無關(guān)。22、請(qǐng)分別寫出管路串聯(lián)與管路并聯(lián)的計(jì)算準(zhǔn)則。書上P175179如果想答好點(diǎn)，可以寫上公式() () , () ()/(1)串聯(lián)：整個(gè)管道的水頭損失應(yīng)等于各管段水頭損失之和；在各管段的連接點(diǎn)水流應(yīng)符合連續(xù)原理。H=hfi+hf2+hf3=Qi2/Ki2X Li+ Q22/K22

10、X L2+ Qa2/K32X L3Qi=Q2+qi,Q2=Q3+q2(2)并聯(lián)：一般按長管計(jì)算；各支管的水頭損失相等，即通過每一并聯(lián)支管的單位重量液體的機(jī)械能損失相等，但流量不等時(shí)通過各并聯(lián)支管水 流的總機(jī)械能損失不等；各支管的流量與總流量間應(yīng)滿足連續(xù)方程。hfi=hf2=hf3 = hf, hfi= Qi2/Ki2X Li, hf2= Q22/K22X L2, hf3= Q 32/K 32 X L 3,Q=Qi+Q2+Q323、動(dòng)力粘度為 的液體，在寬度為b的矩形斷面明渠中做層流運(yùn)動(dòng)。水深為h ,2所示。式中Uo為表面流速速度分布為u u0 i -y，如圖23h(u0, ,b,h均為常數(shù))。

11、求:(i0分)(i)斷面平均流速 ；(2)渠底切應(yīng)力。23、解：（i） dQ udAhQ dQ Qu0 i2y bdy h3 i_一Uob y hUobh , 2uobh -2uobh uobhh 3 0 33百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我斷面平均流速Q(mào) lu0bh 2A bh l(2)0duy h.dy2 uo在I1的管段內(nèi)，既有沿程水頭損失又有局部水頭損失，列出斷面 1和2的伯努利方程:P1g221 _ P222g g 2g_h_1d22g顯然p1Pagh1 ，P2Pagh2 ,因此lld2 2g2 21 22ghih2Q1A10.06123.14 0.2241.91m/s,代入其它數(shù)據(jù)

12、，有上d222g0.06728 m24、不同管徑的兩管道的連接處出現(xiàn)截面突然擴(kuò)大。管道 1的直徑di 0.2m,管道2的直徑d2 0.3m。為了測(cè)量管道2的沿程阻力系數(shù)以及截面突然擴(kuò)大 的局部阻力系數(shù)，在突擴(kuò)處前面接一個(gè)測(cè)壓管，在其它地方再裝兩個(gè)測(cè)壓管, 如圖24所示。已知：11 1.2m, 12 3.0m ,測(cè)壓管水柱高度h1 80mm h2 162mm , h3 152mm,水流量 Q 0.06m3/s,求 和24、解：在12的管段內(nèi)，沒有局部水頭損失，只有沿程水頭損失，因此l 2區(qū)上 h2 h3d2 2g由于2A2-006 0.8488m/s,將此數(shù)據(jù)代入上式得121 3.14 0.32

13、4=0.027221.7225百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我25、速度場(chǎng) u=(4y-6x)t i+(6y-9x)t j ,試求:(1) t=2s時(shí),在點(diǎn)(2, 4)的加速度;(2)判斷是恒定流還是非恒定流；(3)判斷是均勻流還是非均勻流。25、解：(1)由質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)公式axduxdtUxUxUxuyUxUzUxz(4y 6x) (4y 6x)t( 6t) (6y 9x)t(4t)將t 2, x=2, y 4代入得：ax 4m/s2,同理 ay 6m/s2(2)(ay=dUy/dt=?Uy/?t+Ux - ?Uy/?x+Uy - ?Uy/?y+Uz - ?Uy/?z)由于當(dāng)?shù)丶铀俣萿y .Tj

14、(4y 6x)i(6x9x) j 枳所以, (3)流動(dòng)為非恒定流 由于遷移加速度(a. V ) u(uxUxxUxUy )iy(uuyxUyUyy)j 0y所以，流動(dòng)是均勻流。26、已知明渠恒定均勻流斷面為梯形斷面，底寬為b ,頂寬為B ( B>b),渠道水深為h ,邊坡系數(shù)為m。求該斷面為水力最優(yōu)斷面時(shí)的寬深比26、解：根據(jù)所給條件，由幾何關(guān)系得渠道斷面面積為:A (b mh)h(1)因?yàn)?B=b+2mhA由此得：b mh(2)h渠道濕周為：x b 2h 1 m2將(2)式代入得： x A mh 2hJ1 m2(3)/h若求最佳水力斷面，則應(yīng)對(duì)(3)式求極小值。W 2冷0,說明有極小彳S存在，對(duì)(Z3)式求生，dh2h3dh并令器0得：dxh2 m0將(1)式代入，得:百度文庫-讓每個(gè)人平等地提升自我(b mh)h c 彳 2 c2 m 2 1 m 0 h2因?yàn)锽 =b/h整理后得：2m 1 m2 0由此解得寬深比為：2（小m2 m）27、如圖27所示，用一根虹吸管ACB將水從水池送至用戶，管道直徑d 0.1m , 管段AC的水頭損失h AC 2.12m,管段CB的水頭損失h CB 3.51m。已知：管 道出口與水池液面之間的高差h 6.2m