水力學復習題08170

1、目 錄目 錄1復習題一2參考答案5復習題二8參考答案12復習題一一、填空題（每小題2分，共10分） 1、 一般情況下，給水管道中的流速不大于 ，不小于 。 2、能量方程中項的能量含義為： 。 3、圓管半徑，滿管流動時的水力半徑為 米；如果正常水深，則水力半徑為 米。 4、從流體內部結構來看，流體的運動形態(tài)可以分成 流與 流。 5、只有途泄流量管道的水頭損失是相同流量的管道的水頭損失的 。 二、判斷題（每小題2分，共10分） 1、15時水的動力粘度小于20時水的動力粘度。（ ） 2、恒定流時的流線與跡線二者重合。 （ ） 3、有壓管道的測壓管水頭線只能沿程降低 （ ） 4、工業(yè)管道的沿程摩阻系數(shù)

2、在紊流粗糙區(qū)隨增加而增加( ) 5、均勻流的同一過水斷面上，各點流速相等。 （ ） 三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1、粘滯性 2、流線 3、阻力平方區(qū) 4、當量粗糙度 5、斷面比能四、簡答題（每小題5分，共10分） 1、水力學對液體做了哪些物理模型化假設？請寫出相應內容。2、 均勻流水力特性如何？ 五、作圖題（共15分） 1、作出標有字母的平面壓強分布圖并注明各點相對壓強的大小（3分） 2、作出下面的曲面上壓力體圖并標明垂直方向分力的方向（4分）3、請作出明渠恒定流的水面曲線 （4分） 4、請定性作出下圖總水頭線與測壓管水頭線（兩段均為緩坡）（4分）六、計算與證明題（8分 + 8分+6分

3、+10分+8分，共40分）1、水平放置的壓力管，漸變段起點的相對壓強進口管徑流量，出口管徑，不計水頭損失，求鎮(zhèn)墩所受的軸向推力為多少。2、 水自水池A沿水平放置的鑄鐵管流入水池C若水管,，,設沿程阻力系數(shù)，求在水池B中的水深3、如右圖所示的梯形斷面明渠，底寬，邊坡系數(shù)，水深，流量求流體的弗勞德數(shù)及渠中流態(tài)。4、由水箱向管路輸水，已知供水量 Q =2.25L/S，輸水管段的直徑和長度分別為 d1=70mm,l1=25m;d2=40mm,l2=15m. 沿程阻力系數(shù)1=0.0025, 2=0.02,閥門的局部阻力系數(shù) =3.5 。試求 :(1) 管路系統(tǒng)的總水頭損失(2) 若管路末端所需的自由水頭

4、 H2=8m,求水箱液面至管路出口的高差 H15、已知流場，試求：（1）流場中點A（2，2，1）在時的加速度（2）是恒定流嗎？（3）是均勻流嗎？參考答案一、填空題（每小題2分，共10分） 2、 一般情況下，給水管道中的流速不大于2.53.0m/s ，不小于 0.25m/s 。 2、能量方程中項的能量含義為：單位重量液體所具有的流速動能。 3、圓管半徑，滿管流動時的水力半徑為 0.5 米；如果正常水深，則水力半徑為 0.5 米 4、從流體內部結構來看，流體的運動形態(tài)可以分成 層 流與 紊 流。 5、只有途泄流量管道的水頭損失是相同流量的管道的水頭損失的 二、判斷題（每小題2分，共10分） 1、1

5、5時水的動力粘度小于20時水的動力粘度。 （ ´ ） 2、恒定流時的流線與跡線二者重合。 （ ） 3、有壓管道的測壓管水頭線只能沿程降低 （ ´ ） 4、工業(yè)管道的沿程摩阻系數(shù)在紊流粗糙區(qū)隨增加而增加 ( ´ ) 5、均勻流的同一過水斷面上，各點流速相等。 （ ´ ） 三、名詞解釋（每小題3分，共15分） 1、粘滯性：當流體處于運動狀態(tài)時，如果流體質點之間存在相對運動，則質點之間要產生內摩擦力抵抗其相對運動，流體的這種性質稱為粘性或者粘滯性。 2、流線：流線是表示某一瞬時流動方向的曲線，該曲線上所有各點的流速矢量均與曲線相切。 3、阻力平方區(qū)：在土木、水

6、利等實際工程中的水流一般處于紊流粗糙區(qū)，該區(qū)，所以又名阻力平方區(qū)。 4、當量粗糙度：將工業(yè)管道和人工管道在同樣試驗條件下進行沿程水頭損失試驗，把具有同一沿程阻力系數(shù)值的人工砂粒粗糙度作為工業(yè)管道的當量粗糙度。 5、斷面比能 ：將每一個過流斷面的參考基準面選在渠底最低點所在的水平面這一特殊位置，此時斷面上單位重量液體所具有的總能量就是斷面比能。 四、簡答題（每小題5分，共10分） 1、水力學對液體做了哪些物理模型化假設？請寫出相應內容。 要點：（1）流體的連續(xù)介質模型假設 流體力學把流體質點作為最基本的研究單位，從而擺脫了由于分子間隙與分子的隨機運動所導致的物理量不連續(xù)的問題（分子之間有間隙，但

7、質點團之間沒有間隙）。采用連續(xù)介質模型，既可以擺脫分子運動的復雜性，也可以滿足工程的實際要求。這樣，我們在研究流體的宏觀運動時，可以將之視為均勻的連續(xù)介質，其物理量是空間和時間的連續(xù)函數(shù)，可以應用連續(xù)函數(shù)的方法分析流體的平衡與運動規(guī)律。（2）理想流體假設絕對不可以壓縮，不能膨脹，沒有粘性的連續(xù)介質。這樣先拋開粘性分析理想液體，應用到實際液體時再進行修正。它是一種對流體物理性質的簡化的力學模型。2、 均勻流水力特性如何？ 要點： （1）過流斷面為平面，且斷面形狀、尺寸沿流程不變； （2）流線為平行直線，同一流線上各點流速相等，從而各斷面流速分布相同，各斷面平均流速相等，動能修正系數(shù)及動量修正系數(shù)

8、對應相等； （3）動水壓強規(guī)律與靜壓強分布規(guī)律相同。五、作圖題（共15分） 1、作出標有字母的平面壓強分布圖 2、作出下面的曲面上壓力體圖并 并注明各點相對壓強的大?。?分） 標明垂直方向分力的方向（4分） 3、請作出明渠恒定流的水面曲線（兩段均為緩坡）（4分） 4、請定性作出下圖總水頭線與測壓管水頭線（4分）六、計算題 (共40分)1、 解： 漸變進口段： ， ， （2分）漸變出口段： ， （2分）由能量方程： 得 （2分） 由動量方程： 解得 （2分） 2、解: A到C池: 由方程 （2分） 解得 , 式中 ， （2分） A到B池: 由方程 ，式中， （2分） 解得 , （2分） 3、 解

9、： A =（b+mh）h = (10 + 1.5×5)×5 = 87.5 m2 （2分） v = = 3.43 m/s Fr2 = = 0.24 （2分） Fr = 0.49 1.0 水流流動狀態(tài)為緩流。 （2分） 4、解：（1）計算管路系統(tǒng)的總水頭損失 ， ， （2分） 突然縮小處的 （2分） （2分） （2）計算水箱液面高度 （4分） 5、解：（1）（2分） 同理， （2分） （2）非恒定流 （2分） （3）非均勻流 （2分） 復習題二一、是非題（正確的劃“”，錯誤的劃“”） （本大題分17小題，每小題1分，共17分） 1、水力學是研究液體機械運動和分子運動規(guī)律的學科。

10、 （ ） 2、紊流可以是均勻流，也可以是非均勻流。 （ ） 3、謝才系數(shù)C的單位是m。 （ ） 4、均勻流中只考慮沿程水頭損失；漸變流中只考慮局部水頭損失。（ ） 5、公式既適用于層流，也適用于紊流。 （ ）6、當H=2m，=30m，如圖所示的建筑物為寬頂堰。 （ ）7、對于實用堰與寬頂堰，只要下游水位不超過堰頂時，就一定是自由出流。（ ） 8、滲流模型流速與真實滲流流速數(shù)值相等。 （ ） 9、滲流壓強與基準面的選擇有關。 （ ） 10、液體流層之間的內摩擦力與液體所承受的壓力有關。 （ ） 11、在管道水力計算中，所謂“長管”就是說管很長，所謂“短管”就是管道很短。 （ ）12、并聯(lián)長管道各

11、管段的流量一定不相等。 （ ）13、當管道長度L大于10倍作用水頭H時，稱為“長管”。 （ ）14、長直棱柱形正坡（i0）明渠中，作恒定流的水流，一定是均勻流。（ ） 15、小流量時三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。 （ ） 16、不可壓縮液體連續(xù)方程既適用于恒定流，也適用于非恒定流。（ ） 17、沿任意封閉曲線的速度環(huán)量為零的流速場為無渦流（無旋流）。（ ）二、單項選擇題（填寫唯一正確答案的編號）（本大題分8小題，每小題2分，共16分） 1、盛水容器a和b的測壓管水面位置如圖（a）、（b）所示，其底部壓強分別為pa和pb。若兩容器內水深相等，則pa和pb的關系為 （ ） （1）pa p

12、b （2）pa pb（3）pa = pb （4）無法確定 2、靜水壓力的方向 （ ） （1）與受力面平行 （2）與受力面斜交 （3）與受力面外法線方向一致 （4）與受力面內法線方向一致 3、層流斷面流速分布規(guī)律符合 （ ） （1）對數(shù)分布 （2）直線分布 （3）拋物線分布 （4）橢圓分布4、平底棱柱形明渠的水躍函數(shù)（h）與（h）的關系是 （ ） （1）（h）=（h） （2）（h）（h） （3）（h）（h） （4）無法確定 5、緩坡上發(fā)生均勻流必定是 （ ） （1）緩流 （2）緩變流 （3）急流 （4）臨界流 6、有一薄壁圓形孔口。已知孔口直徑d=10cm，則屬于小孔口出流的相應水頭為 （ ）

13、（1）0.5m （2）0.7m （3）0.9m （4）1.2m 7、寬頂堰流量系數(shù)m的最大值為 （ ） （1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75 8、流函數(shù) （ ） （1）在等勢面上為常量 （2）只有無旋流動中才存在 （3）沿流線為常量 （4）表達了速度與壓強的關系三、填空題（在空格中填寫正確答案）（本大題分4小題，每空1分，共8分） 1、液體不能保持固定的形狀，但能保持固定的 。 2、液體的單位質量力是 ，其單位為 。其量綱為 。 3、液體微團運動的基本形式可分為三種，即 。與剛體運動相比，不同之處在于剛體不存在 。 4、滲流系數(shù)k的量綱是 ，它與 有關。四、作圖題

14、（在題圖上繪出正確答案）（本大題分4小題，每小題6分，共24分）1、繪出圖中二向曲面AB的水平分力的壓強分布圖和垂直分力的壓力體圖，標出數(shù)值及方向。水平3分垂直3分 2、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，各段糙率相同）3、定性繪出圖示短管道的總水頭線和測壓管水頭線，并標明符號。 4、定性繪出漸變滲流中兩個過水斷面1-1和2-2上的流速分布。五、根據題目要求解答下列各題（本大題共4小題，總計35分）1、（本小題5分）寫出圖示不透水層上均質土壩滲流區(qū)各邊界的邊界條件。2、（本小題10分）圖示為水箱下接一鉛垂管道，直徑d1=10cm，出口斷面縮小至直徑d2=5cm。

15、水流流入大氣中。已知h1=3m，h2=2m，h3=3m。若不計水頭損失，求出口流速及E點的壓強。（取動能校正系數(shù)=1）（答案：pE=53.9KN/m2）3、（本小題10分）有一溢流壩，流量系數(shù)m=0.49。當通過單寬流量q=15m3s.m時，下游矩形斷面河槽中的水深ht=5.5m，壩下游收縮斷面水深hc0=0.86m。（1）求壩頂總水頭H。（2）壩下游是否發(fā)生水躍? （3）判別壩下是何種水躍。 4、（本小題10分）有一水平放置的管道（如圖）。管徑d1=10cm，d2=5cm。管中流量qv=10L/s。斷面1處測管高度h=2m。不計管道收縮段的水頭損失。取動能校正系數(shù)均為1。求水流作用于收縮段管

16、壁上的力。（10分）參考答案一、 判斷題1、( ) 2、( ) 3、( ) 4、( ) 5、( ) 6、( ) 7、( ) 8、( ) 9、( ) 10、( ) 11、( ) 12、( ) 13、( ) 14、( ) 15、( ) 16、( ) 17、( )二、 單項選擇題1、(（1） ) 2、(（4） ) 3、(（3）) 4、(（1） ) 5、(（1） ) 6、(（4） ) 7、(（2）) 8、(（3） ) 三、 填空題1、 體積 2、作用在單位質量液體上的質量力 m/s2 L/T2 3、 平移、變形、轉動 變形運動 4、 L/T 液體及土壤的物理性質 四、作圖題1、水平3分垂直3分 2、3、4、五、根據題目要求解答下列各題1、 解 不透水邊界：NE.必定是一條流線，=常數(shù) 透水邊界NA為等勢線 =