【水力學(xué)】-大學(xué)水力學(xué)試題集

PAGEPAGE9水力學(xué)試題1一、填空題1．有一管徑d=0.4m的管道，其糙率n=0.025，則水力半徑為m，其流量模數(shù)K= m3/s。2．靜水壓強(qiáng)的特性為 、。3．有一溢流堰，堰頂厚度為10m，堰上水頭為2m，則該堰流屬于 ；堰上總水頭H=2m,下游水位超過堰頂?shù)母叨?h=1.4m，此時(shí)堰流為 出流。s4．理想液體與實(shí)際液體最主要的區(qū)別在于 。5．滲流達(dá)西公式的適用條件為 ，滲流杜比公式與滲流達(dá)西公式的區(qū)別在于 。6．已知謝才系數(shù)C40m1/2/s，則沿程阻力系= 。7．當(dāng)液流為 流時(shí)，流線與跡線重合。8．正坡明渠漸變水流的水面曲線共 條，而正坡地下河槽中漸變滲流的浸潤(rùn)曲線共 條。9．描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法分別為 、 。二、選擇題：1、在靜止液體中，靜水壓強(qiáng)的方向總是（ ）A、傾斜指向受壓面 B、平行于受壓面C、垂直指向受壓面 D、背離受壓面2108kN/m2，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為（ ）A、1kN/m2B2kN/m2C、8kN/m2D10kN/m23、圖示容器中有兩種液體，密度 >2 1

，則 A、B兩測(cè)壓管中的液面必為（ ）A、B管高于A管 BA管高于B管CAB兩管同高 D、不能確定4、一個(gè)工程大氣壓相當(dāng)于（ ）m水柱高。一個(gè)工程大氣壓1pa=98kN/m2=736mmHg柱=10m水柱A9.8 10C98 10005、沿程水頭損失與斷面平均流速的一次方成正比的水流屬（ ）8vlh f 20

32vl2

（圓管層流）A、層流區(qū) 、紊流水力光滑區(qū)C、紊流過渡區(qū) 、紊流水力粗糙區(qū)6、矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比β等于（ ）A1 、2C3 、47、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)（ ）A、急流和緩流 B、均勻流和非均勻流C、層流和紊流 D、恒定流和非恒定流。8、在臨界坡上發(fā)生明渠均勻流時(shí)，正常水深h

和臨界水深h的0k0關(guān)系是（ ）A、hh0 kC、h＝h0 k

B、hh0 kD、hh0 k9、閘孔出流的流量與閘前水頭（ ）成正比A、1次方 、2次方C0.5次方 、2/3次方10、對(duì)WES曲線型實(shí)用堰來說，當(dāng)實(shí)際水頭小于設(shè)計(jì)水頭時(shí)，實(shí)用堰的實(shí)際過水能力（ ）設(shè)計(jì)過水能力。A、大于 、小于C、等于 、不一定11、下列物理量中，單位有可能為m2/s的系數(shù)為（ ）A.運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) B.動(dòng)力粘滯系數(shù)C.體積彈性系數(shù) D.體積壓縮系數(shù)12、臨界坡明渠中的均勻流是（ ）A.緩流 B.急流 C.臨界流 D.可以是急流或緩流13、下列情況中，總水頭線與測(cè)壓管水頭線重合的是（ ）實(shí)際液體 B.理想液體 C.長(zhǎng)管 D. 短管14、有兩條梯形斷面渠道1和2，已知其流量、邊坡系數(shù)和底坡相同，糙率n>n，則其均勻流水深h和h的關(guān)系為（ ）1 2 1 2A． h>h1 2

h<h1 2

h=h1 2

無(wú)法確定15、下列水流中，時(shí)變（當(dāng)?shù)兀┘铀俣葹榱闶牵?）A． 恒定流 B.均勻流 C.層流 D.一元流16、某陡坡渠道，臨界水深為1.5m，正常水深為1.0m，當(dāng)實(shí)際水深為1.3m時(shí)所發(fā)生的水面曲線為 ( )a1

a2

b1

b217、靜止液體中某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)水頭為1m，則該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）A. 107.8kN/m2 B.88.2kN/m2 C.9.8kN/m2 D.-9.8kN/m218、下列水流中，屬于非恒定有壓流的是（ ）A.堰流 B.水躍 C.水擊 D.閘孔出流19、一管徑從大到小漸縮的管道中，雷諾數(shù)沿水流方向（ ）A.增大 B.減小 C.不變 D.不一定20、沿程水頭損失與流速一次方成正比的水流為（ ）A.層流 B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)三、判斷題（正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃本大題分20小題，每小題1分，共 20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)。 （ ）2、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。（ ）3、水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（ ）4、粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。（ ）5、同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（ ）6、在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。（ ）7、矩形斷面水力最佳斷面的寬深=2。（ ）8、斷面比能沿流程總是減小的。（ ）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。（ ）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。 ( )11、不同液體的粘滯性并不相同，同種液體的粘滯性是個(gè)常數(shù)。隨溫度變化（ ）12、曲面壁上靜水總壓力的豎直分力等于壓力體的液體重量。（ ）13、在非均勻流里， 按流線的彎曲程度又分為急變流與漸變流。（ ）14、運(yùn)動(dòng)水流的測(cè)壓管水頭線可以沿程上升，也可以沿程下降?？偹^線總是下降 （ ）15、明渠過水?dāng)嗝嫔狭魉俜植疾痪鶆蚴怯捎谝后w粘滯性和邊壁阻力造成的（ ）16、長(zhǎng)管的作用水頭全部消耗在沿程水頭損失上（ ）。17、水躍是明渠流從緩流過渡到急流的一種漸變水力現(xiàn)象。（ ）18、薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰的淹沒條件相同。（ ）19、當(dāng)T2l時(shí)發(fā)生的水擊為直接水擊，而T2l為間接水擊。s a s a（ ）20、滲流模型中，某斷面的滲流流量比該斷面實(shí)際流量小。（）水力學(xué)試題2一、填空題：（120分）1、液體的基本特性是 、 、 的連續(xù)介質(zhì)。2、理想液體與實(shí)際液體的主要區(qū)別是 。3、根據(jù)管道中水流的沿程水頭損失、局部水頭損失及流速水頭所占的比重不同，管道可分類為 管和 管。4、明渠均勻流實(shí)際水深大于臨界水深，則水流為流，此渠道底坡為 坡；明渠均勻流水深等于臨界水深，則水流為流，此渠道底坡為坡；明渠均勻流水深大于臨界水深，則水流為流，此渠道底坡為 坡。5、水跌是水流從 流過渡到 流的局部水力現(xiàn)象。t c6、閘底坎為平頂坎時(shí)，閘后出流流態(tài)有：當(dāng)h h"時(shí)，產(chǎn)生t c式水躍；當(dāng)h h"時(shí)，產(chǎn)生 式水躍；當(dāng)h h"時(shí)，產(chǎn)生 式t c t c水躍。7、泄水建筑物下游修建的消力池形式有三種，即 式消力池、 式消力池和 式消力池。二、選擇題：（220分）下列物理量中，單位有可能為的系數(shù)為（ ）運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) B.動(dòng)力粘滯系數(shù)C.體積彈性系數(shù) D.體積壓縮系數(shù)臨界坡明渠中的均勻流是（ ）緩流 B.急流 C.臨界流 D.可以是急流或緩流下列情況中，總水頭線與測(cè)壓管水頭線重合的是（ ）實(shí)際液體 B.理想液體 C.長(zhǎng)管 D. 短管有兩條梯形斷面渠道 1和 2，已知其流量、邊坡系數(shù)和底坡相同，糙率n>n，則其均勻流水深h和h的關(guān)系為（ ）1 2 1 2A．h>h

h<h

h=h

無(wú)法確定1 2 1 2 1 2下列水流中，時(shí)變（當(dāng)?shù)兀┘铀俣葹榱闶牵?）A．恒定流 B.均勻流 C.層流 D.一元流某陡坡渠道，臨界水深為 1.5m，正常水深為 1.0m，當(dāng)實(shí)際水深為1.3m時(shí)所發(fā)生的水面曲線為 ( )a1

a2

b1

b2靜止液體中某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)水頭為 1m，則該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）A. 107.8kN/m2 B.88.2kN/m2 C.9.8kN/m2 D.-9.8kN/m2下列水流中，屬于非恒定有壓流的是（ ）堰流 B.水躍 C.水擊 D.閘孔出流一管徑從大到小漸縮的管道中，雷諾數(shù)沿水流方向（ ）增大 B.減小 C.不變 D.不一定10.沿程水頭損失與流速一次方成正比的水流為（ ）A.層流 B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)三、判斷題（正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃本大題分10小題，每小題1分，共 10分）1、不同液體的粘滯性并不相同，同種液體的粘滯性是個(gè)常數(shù)。 隨溫度變化 （ ）2、曲面壁上靜水總壓力的豎直分力等于壓力體的液體重量。（ ）3、在非均勻流里， 按流線的彎曲程度又分為急變流與漸變流。（ ）4、運(yùn)動(dòng)水流的測(cè)壓管水頭線可以沿程上升，也可以沿程下降。總水頭線總是下降 （ ）5、明渠過水?dāng)嗝嫔狭魉俜植疾痪鶆蚴怯捎谝后w粘滯性和邊壁阻力造成的。 （ ）6、長(zhǎng)管的作用水頭全部消耗在沿程水頭損失上。（ ）7、水躍是明渠流從緩流過渡到急流的一種漸變水力現(xiàn)象。（ ）8、薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰的淹沒條件相同。（ ）9、當(dāng)T2l時(shí)發(fā)生的水擊為直接水擊，而T2l為間接水擊。s a s a（ ）10、滲流模型中，某斷面的滲流流量比該斷面實(shí)際流量小。（ ）1、流體的連續(xù)介質(zhì)模型2、描述流體宏觀屬性的物理量在空間上是3、牛頓內(nèi)摩擦定律：兩平板間的流動(dòng)是平行流動(dòng)的；固定平板附近的流體處于靜止?fàn)顟B(tài)；運(yùn)動(dòng)平板附近的流體隨平板運(yùn)動(dòng)；y方向上是呈線性分布的；4、黏性：流體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下抵抗剪切變形速率能力的性質(zhì)，稱為粘滯性，簡(jiǎn)稱黏性，5、作用在流體上的力，表面力：壓力、表面張力、摩阻力質(zhì)量力：重力、慣性力、離心力6(1)71、垂直性平衡流體2、等值性平衡流體中任一點(diǎn)的8、流體平衡的微分方程等。等。8、等壓面=0（2）特性：a-等壓面就是等勢(shì)面;b-等壓面與質(zhì)量力正交；c-等壓面不能相交；（3）等壓面為水平面的條件：同種液體；靜止或平衡；連續(xù)介質(zhì)（4）常見的等壓面液體與氣體的交界面

9（壓強(qiáng)形式）P=P0+RHRHh為高的流體重量，即由液柱重量所產(chǎn)生的壓強(qiáng)；流體靜力學(xué)基本方程（能量形式）R重度9、靜止流體中，各點(diǎn)的測(cè)壓管水頭相等，測(cè)壓管水1011pa為基準(zhǔn)計(jì)p表示。1213、物理學(xué)的真空絕對(duì)沒有大氣存在的狀態(tài)；流體力學(xué)的真空相對(duì)壓強(qiáng)為負(fù)值的狀態(tài)故真空也稱為負(fù)壓 注意：只有真空存在時(shí)，才有真空值，真空值恒為正；真空與相對(duì)壓強(qiáng)p之間的關(guān)系pv=|p|1415、作用在任意平面上的靜水壓力P的大小等于受壓面面積與其形心點(diǎn)所受壓強(qiáng)的乘積，16、拉格朗日法：研究每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（坐標(biāo)、速度、加速度、壓強(qiáng)）隨時(shí)間的變、通過空間固定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律。綜合流場(chǎng)1819、時(shí)變加速度（當(dāng)?shù)丶铀俣?0、恒定流：流場(chǎng)中流體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間而變的流動(dòng)。21、 非恒定流流場(chǎng)中流體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)隨時(shí)間而變。22、跡線：流場(chǎng)中某一流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡線。23、10、流管：在流場(chǎng)中作一條本身不是流線又不11（即管內(nèi)液體的總體。斷面無(wú)限小的元流稱之為微小元流。12、總流：無(wú)數(shù)微小元流的總和稱為總流13。1）元流過流斷面面積無(wú)限小，可認(rèn)為各點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素相同，總流則不然；2526v。27、漸變流：雖然流線不是相互平行的直線，但接近于平行直線時(shí)稱為漸變流；漸變流特性基本與均勻流相同。2829、若流線上各質(zhì)點(diǎn)的位變加速度為0，這種流動(dòng)稱為均勻流，反之則為非均勻流。均勻流的特性：1)流線為相互平行的直線，過水?dāng)嗝鏋槠矫妫倚螤?、大小沿流程不變?）同一流線上不同點(diǎn)的流速應(yīng)相等，從而各過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植枷嗤瑪嗝嫫骄魉傧嗟取?0、理想流體恒定元流能量方程1）理想流體、2）元流、3）恒定流、4）質(zhì)量力只有重力、5）不可壓縮流1、應(yīng)用條件： ①液體流動(dòng)為恒定流； ②液體為不可壓縮液體； ③質(zhì)量力僅為重力；④過水?dāng)嗝姹仨毷窃诰鶆蛄骰驖u變流區(qū)段上，兩過水端面之間可以是急變流。2、截面的選取：①選在已知量多的截面處；②其中一個(gè)面含有所求量；③截面（過水?dāng)嗝?；④基?zhǔn)面必須是水平面，可以與計(jì)算截面相重合第五章1、水頭損失的成因：（內(nèi)因、

2、沿程水頭損失hf: 在固體邊界平直的水道中單位重量的流體從一斷面流至另一斷面所損失的機(jī)械能稱之為兩斷面間的水頭損失這種水頭損失是沿程都有的并隨著流程長(zhǎng)度的增加而增加，所以叫做沿程水頭損失hf3、局部水頭損失hj:在固體邊界的情況（形狀、大?。┘眲∽兓魉俚拇笮』蚍较蝻@著改變并往往伴隨著產(chǎn)生一定的漩渦區(qū)這種發(fā)生在局部地段的水頭損失稱為局部水 頭損失hj4、同一流體在同一管道中流動(dòng)，當(dāng)流速不同時(shí)，有兩種不同的運(yùn)動(dòng)形態(tài)：層流和紊流層流：呈線狀的，有條不紊地流動(dòng)，流體質(zhì)點(diǎn)互不混雜；紊流：當(dāng)流速較大時(shí)，各流層流體質(zhì)點(diǎn)形成渦體，在流動(dòng)過程中相互混摻5、雷諾數(shù)6、當(dāng)采用水力半徑作為特征長(zhǎng)度來判斷流態(tài)時(shí)，臨界雷諾數(shù)應(yīng)為57530、管道的類型：簡(jiǎn)單管路和復(fù)雜管路；長(zhǎng)管與短管；第六章孔口直徑d作用水頭H：孔口中心以上的水頭可認(rèn)為孔口斷面上各點(diǎn)的水頭都相等31、小孔口的淹沒出流與自由出流公式相同，不同之處是水頭H0是上下游水位差。32、各種形狀的水力最優(yōu)斷面：（1）梯形渠道水力最優(yōu)斷面的水力半徑等于水深的一半，與邊坡系數(shù)m無(wú)關(guān)；（2）矩形渠道水力最優(yōu)斷面的底寬慰水深h的兩倍。33、明渠水流的三種流態(tài)及判別1、緩流、臨界流、急流；緩坡渠道：i<ik，則h0>hk，ik；h0=hk，v0=vk，渠中水流為臨界流；陡坡i>ikh0<hk，v0>vk，渠中水流為這種判別只適用于均勻流的情況明渠均勻流的形成條件：3、明渠均勻流的基本公式：、明渠的水力最優(yōu)斷面：水流應(yīng)為恒定流；（（3）渠道必須是長(zhǎng)而直的棱柱形順坡渠邊；4）粗糙率n沿程不變；（5）渠道中無(wú)建筑物的局部干擾，如閘、壩等。5、弗勞德數(shù)：6、以斷面最低點(diǎn)所在的水平面為基準(zhǔn)面計(jì)算的單位重量流體所具有的機(jī)械能。答案1當(dāng)渠道的底坡、粗糙系數(shù)流場(chǎng)中流體的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間而變的流動(dòng)。絕對(duì)壓強(qiáng)總是正值，而相對(duì)壓強(qiáng)在水力學(xué)上，把任一點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)高度與該點(diǎn)在基準(zhǔn)面以上的位置之和稱為測(cè)壓管水頭。實(shí)際液體由于具有粘性，在流

0.5個(gè)工程大氣壓。若在容器底4m30°，d50mmH5m2.6mQ解：取密閉容器水面為1-1斷面，取管子出流斷面為2-2斷面，對(duì)兩個(gè)斷面列能量方程：Z1+P1/γ+v12/2g=Z2+P2/γ+v22/2g+hw(5+4×1/2) +(0.5×98/9.8)+0=0+0+v22/2g+2.6v2=13.57m/sQ=v2×1/4πd22 =13.57×3.14×0.25×0.052=26.63L/s33所示的輸水管路中，過水?dāng)嗝嫔系膗umax[1-(r/r0)2]徑0為mx為s。求Qv。解：dA=d(πr2)=2πrdr空間，在水力學(xué)中稱為“能量損失”，或者說是單位重量液體克服水流阻力所消耗的液體

QudAru

r0 1(0

)22rdr0機(jī)械能，也稱“水頭損失”(定義)。0

max rA 0 =水力坡度表示單位重量液體在單位長(zhǎng)度流程上水頭損失。160°

0r0 maxr

rdr02 maxr0 r2r0

r3的光滑平板上（不計(jì)摩擦阻力。若噴嘴出口d30mmQ36L/s。試求Q1Q2以及F。假定水頭損失可忽略不計(jì)。解 ： 由 連 續(xù) 性 方 程 ：v=4Q/πd2=4×0.036/(3.14×0.032)=50.955m/s（2分）設(shè)出流管方向?yàn)閥x軸與之垂直，列動(dòng)量方程：x方向列動(dòng)量方程：-F’=ρQ(0-βvsin60°)則F’=ρQβvsin60°=1000×0.036×1×50.955×0.866=1588.57NF與F’大小相等，方向相反。y方向動(dòng)量方程：ρQ1β1v1-ρQ2β2v2-ρQβvcos60°=0由能量方程得 v=v1=v2得出Q1-Q2=1/2Q，再由連續(xù)性方程：Q1+Q2=Q 得Q1=3/4Q=27L/s，Q2=1/4Q=9L/s2、如圖2所示，一盛水密閉容器，液面上氣

=π/2×umax×r02=2.12×10-4m3/s=umax/2=0.075m/s測(cè)定一蝶閥的局部阻力系數(shù)裝置如圖4所示。在蝶閥的上、下游裝設(shè)三個(gè)測(cè)壓管，其間距L1=1m，L2=2md50mm，實(shí)測(cè)▽1=150cm，▽2=125cm，▽3=40cm，流速v=3m/sξ值。對(duì)1斷面和2斷面列能量方程Z1+P1/γ+v2/2g=Z2+P2/γ+v2/2g+λ·l1/d·v2/2g0+1.5+9/19.6=0+1.25+9/19.6+λ·l/0.05·9/19.6 λ=0.027對(duì)2斷面和3斷面列能量方程Z2+P2/γ+v2/2g=Z3+P3/γ+v2/2g+(λ·l2/d+ξ)·v2/2g解 ： 過 水 斷 面 面 積0+1.25+9/19.6=0+0.4+9/19.6+(0.027·2/0.05+ξ)·9/19.6 ξ=0.77

Abh0.150.0650.00975m2濕 周4、壓力管道中，由于管中流速突然變化，引起管中壓強(qiáng)急劇增高（或降低6、5、圖示一跨河倒虹吸管，管道直徑

b2h0R水力半徑

0.1520.0650.28mA0.009750.0348m 0.28d1.0m，管道總長(zhǎng)l50m，折角、進(jìn)口

nAR2i132

0.009750.034820.021323

0.0085ζ

=0.2，1

Q 0.0173ζ =0.5ζ2

=1.0λ=0.024，3上下游水位差H5m，求通過的流量Q?繪制管道的總水頭線和測(cè)壓管水頭線解：按短管計(jì)算

8、一矩形斷面渠道，如圖所示。已知閘前水H14me，渠道LLd

1 底寬b6孔垂直收縮系數(shù)0.62，c0.024

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