【水力學(xué)】-水力學(xué)試卷3及答案

水力學(xué)試卷(3)一、填空題（每空1分，共30分）1.水力學(xué)的研究方法包括( )、( )、( )。液體的主要物理性質(zhì)為（）、（）、（）、（）、（）、（）。水力學(xué)研究的兩大基本規(guī)律：一是關(guān)于液體平衡的規(guī)律，即（）；二是關(guān)于液體運(yùn)動的規(guī)律，即（）。4.計(jì)算平面上靜止液體作用力的兩種方法是()、()。5.靜止液體中壓強(qiáng)的表示方法為（）、（）、（）。6.描述液體運(yùn)動的兩種方法()、()。7.液體運(yùn)動的兩種型態(tài)()、()。8.實(shí)際液體恒定總流的能量方程的適用條件為（）、（）、（）、（）、（）。9.有壓管路中水擊分為()、()。10.()、、()。二、名詞解釋（每個4分，共20分）1.經(jīng)濟(jì)流速2.斷面比能3.管網(wǎng)總成本4.水躍5.滲流系數(shù)三、簡答（每題5分，共20分）什么是水力學(xué)？（5分）明渠中水流的流動形態(tài)和判別方法分別有哪些？（5分）3.何為有壓管路中的水擊？水擊的類型有哪些？（5分）4.簡述滲流系數(shù)及其確定方法？（5分）四、計(jì)算題（30分）1.z＝2m、B兩點(diǎn)的位置zAB＝1．2mp0＝105kPa(絕對壓強(qiáng))，1所示。試求：①A、B兩點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)和相對壓強(qiáng)；②A、B兩點(diǎn)的測壓管水頭。（10分）2.有一沿鉛垂直立墻面敷設(shè)的彎管（2所示），90O，起始斷1—12—2L4m,ΔZ3m，已1—1p1112.5KPa，兩斷面之間水頭損失hw為，dQ為2/s時，水流對彎頭的作用力。（20分）（圖1） （圖2）水力學(xué)試卷(3)答案一、填空題（每個1分，共30分）理論方法、實(shí)驗(yàn)方法、量綱分析法慣性、質(zhì)量與密度，萬有引力與重力，粘滯性與粘滯系數(shù)，壓縮性及壓縮率，表面張力，汽化水靜力學(xué)，水動力學(xué)4.解析法、圖解法5.絕對壓強(qiáng)、相對壓強(qiáng)、真空度6.拉格朗日法、歐拉法7.層流、紊流8.9.直接水擊、間接水擊10.薄壁堰、實(shí)用堰、寬頂堰二、名詞解釋（每個4分，共20分）1.經(jīng)濟(jì)流速－使給水工程的總成本最低的管網(wǎng)流速。2.以渠底水平面為基準(zhǔn)面所計(jì)算的過水?dāng)嗝嫔蠁挝恢亓恳后w所具有的總能量。3.管網(wǎng)總成本－包括鋪設(shè)水管的建筑費(fèi)、泵站建筑費(fèi)、水塔建筑費(fèi)及經(jīng)常抽水的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)之和。4.水躍－當(dāng)明渠恒定非均勻流的流態(tài)由急流變?yōu)榫徚鲿r會出現(xiàn)一種水面突然躍起的水力現(xiàn)象，稱為水躍。5.滲流系數(shù)-滲流單位水力坡度上的流速，是反映土壤滲流特性的一個綜合指標(biāo)，它的大小取決于土壤顆粒的形狀、大小、不均勻系數(shù)及水溫等。三、簡答題（共20分）水力學(xué)是一門技術(shù)科學(xué)，是力學(xué)的一個分支，也是不少專業(yè)、特別是水利類（主要是水的平衡和機(jī)械運(yùn)動明渠水流的流動形態(tài)有緩流、臨界流、急流三種。明渠水流形態(tài)的判別方法有流速判別法（包括靜水波速vw判別法和臨界流速判別法）， <vw或 <vk為緩流， =vw或 =vk為臨界流 >vw或>vk為急流；弗勞德數(shù)判別法，F(xiàn)r=1臨界流，F(xiàn)r〈1緩流，F(xiàn)r〉1急流；能量判別法（包括動能和勢能判別法、比能曲線法、dE/dh判別法），重力和慣性力判別法，臨界水深判別法， 緩流， 臨界流， 急流；臨界底坡判別法， 緩流， 臨界流， 急流。（5分）當(dāng)有壓管中的流速因某種外界原因而急劇發(fā)生變化時，將引起液體內(nèi)部壓強(qiáng)水擊的類型按水擊的危害大小分為直接水擊和間接水擊。（5分）滲流系數(shù)指滲流單位水力坡度上的流速，是反映土壤滲流特性的一個綜合指標(biāo)，它的大小取決于土壤顆粒的形狀、大小，不均勻系數(shù)和水溫等。滲流系數(shù)的確定方法有：經(jīng)驗(yàn)法，室內(nèi)測定法，野外測定法（或現(xiàn)場測定法）。（5分）四、計(jì)算題（共30分）1.解根據(jù)題中所給條件，先求壓強(qiáng)，再求測壓管水頭。A、BA點(diǎn)絕對壓強(qiáng)B點(diǎn)絕對壓強(qiáng)(2)A、B兩點(diǎn)相對壓強(qiáng)A點(diǎn)相對壓強(qiáng)B點(diǎn)相對壓強(qiáng)3)A、BA、B兩點(diǎn)測壓管水頭為2.解：(1)求管中流速：v=Q/A=4Q/πd2=(4×0.08)/(3.14×0.252)=/s(2)求2—2斷面中心處動水壓強(qiáng)p2以2—2斷面為基準(zhǔn)面，對1—1于2—2斷面些能量方程為：ΔZ+p1/ρg+αv2/2g=0+p2/ρg+αv2/2g+hw將hw=，p1=112.5KPa代入上式，可求出：p2=140.4KPa（3）求彎頭內(nèi)水重：G=ρgV=ρgLπd2/4=1.92KN(4)計(jì)算作用于1—1斷面于2—2斷面上動水總壓力為：FP1=p1πd2/4=5.5KNFP2=p2πd2/4=6.9KN(5)X,Y3所示。FRxFRy沿x方向的動量方程為：ρQ(0-βv)FP1FRxFRx=5.63KN沿y方向的動量方程為：ρQ(-βv-O)=FP2-G-FRy解得：FRy=5.11KN管壁對水流的總作用力為：FR=（FRx2+FRy2）1/2=7.6KN令總作用力與水平軸之間的夾角為θ則：θ=arctg(FRy/FRx)=42o14′FR的大小相等，方向相反。（20分）水力學(xué)試題第一部分 選擇題(共20分)102201.某流體的運(yùn)動粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其動力粘度μ為( )×10-9Pa·×10-3Pa·s×105Pa·×109Pa·s2.圖中相互之間可以列總流伯努利方程的斷面是2-23-33-34-43.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( )>QA B=QA B<QA BD.不能確定4.并聯(lián)管道AB，兩管材料、直徑相同，長度( )

=2 ，兩管的水頭損失關(guān)系為BA. =B. =2C.D. =45.如圖所示，水泵的揚(yáng)程是( )A.B.C. +D. + +6.在已知通過流量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)問不能是( )A.給定水深，求底寬bB.給定寬深比hbC.給定最大允許流速hbmaxD.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( )存在極大值 B. 存在極小值隨 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)為上凸型的水面曲線是( )型型型型3 3 3 39.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 B.自由溢流堰淹沒溢流堰和側(cè)收縮堰C.三角堰梯形堰和矩形堰 D.溢流堰曲線型實(shí)用堰和折線型實(shí)用堰10.速度、長度、運(yùn)動粘度v的無量綱組合是( )B. C.D.第二部分 非選擇題(共80分)二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯填或不填均分無。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)動參數(shù)都不隨 變化的流動。13.圓管流的臨界雷諾數(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，水流流態(tài)為 。17.水躍函數(shù)相等的兩個不同水深稱為 。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)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ρ =800kg/m3，用來測定水管oil中的A點(diǎn)流速u，若讀數(shù)△h=200mm，求該點(diǎn)流速μ。A A28.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。五、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30AB，b=2m，與水平面夾角α=30°，其自重，AAh=，T。31d=200mm，d=100mm，水銀差壓1 2ρmQ。32.有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m,底寬b=，渠中水深h=,0粗糙系數(shù)，通過的流量Q=6m3/s，試求沿程水頭損失。33.水塔經(jīng)圖示管道系統(tǒng)供水。已知供水流量Q=3/s,各段管長l=l=100m,l=50m,l=200m,d=d=200mm(比阻1 2 2 3 1 4a=a2/m6),d=d=150mma=a2/m6),1 4 2 3 2 3試求：(1)Q，Q2 3(2H。水力學(xué)試題參考答案課程代碼：02444一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題2分，共20分)二、填空題(本大題共10空，每空1分，共10分)11.密度 12.時間或2000 14.淹沒15.大 16.緩流17.共軛水深 18.急流19.均勻 20.弗勞德三、名詞解釋題(本大題共5小題，每小題2分，共10分)21.相鄰流層在發(fā)生相對運(yùn)動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)叫粘性；或者答粘性是流體阻抗剪切變形速度的特性；或者答粘性是流體的內(nèi)摩擦特性均可。22.vv23.緊靠壁面存在一個粘性切應(yīng)力(或粘性力)起控制作用的薄層。24.道。25.正常水深等于該流量下臨界水深時的渠底坡度。四、簡答題(本大題共4小題，每小題5分，共20分)26.物理意義：z:單位重量液體具有的相對于基準(zhǔn)面的重力勢能，簡稱位能。：單位重量液體具有的壓強(qiáng)勢能，簡稱壓能。Z+:單位重量液體具有的總勢能。Z+=C：靜止液體中各點(diǎn)單位重量液體具有的總勢能相等。27.解：根據(jù)元流伯努利方程，如圖，有：=(1-0.8)=392Pa=/s答：A/s。28.用臨界雷諾數(shù)作為流態(tài)的判別標(biāo)準(zhǔn)對于管流：若 或2000，流動為層流若 或2000，流動為紊流對于非圓管道，特征長度為水力半徑R，雷諾數(shù)575500或500，流動為層流或500，流動為紊流若特征長度取為當(dāng)量直徑，則 仍為2300或2000。29．水深小于正常水深，但大于臨界水深，流動為緩流分子：h<h,J>i,I－J<00分母：h>h,Fr<1,i－Fr2>0c分式：dh/ds<0,M2

型降水曲線五、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30．30．ABP=ABKND，AD=GC，AC==hT=打開閘門的最小鉛直拉力為311-1，2-2取 =1，有m將（2）、（3）代入（1），得v=/s2Q= =2/s32.R=C=A=bh=20

=/s= =/sm33.(1)QQ+Q=3/s2 3得 Q=3/s3Q=3/s2==選擇題1.按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：A流體分子 B流體中的固體顆粒 C幾何的點(diǎn)D幾何尺寸與流動空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體2.作用于流體的質(zhì)量力包括：A壓力B摩擦阻力C重力D表面張力3.與牛頓內(nèi)摩擦定律直接相關(guān)的因素是：A切應(yīng)力和壓強(qiáng)B切應(yīng)力和剪切變形速率C切應(yīng)力和剪切變形D切應(yīng)力和流速4.在研究流體運(yùn)動時，按照是否考慮流體的粘性，可將流體分為：5.流體的切應(yīng)力：A當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時不會產(chǎn)生B當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)時，由于內(nèi)聚力，可以產(chǎn)生CD6.流體力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指作用在單位 液體上的質(zhì)量力。A面積B體積C質(zhì)量D重量7.不同的液體其粘滯性 ,同一種液體的粘滯性具有隨溫度而降低的特性。A相同降低B相同升高C不同降低D不同升高8.下列說法正確的是A液體不能承受拉力，也不能承受壓力B液體不能承受拉力，但能承受壓力C液體能承受拉力，但不能承受壓力 D液體能承受拉力，也能承受壓力9.靜止液體中存在ABCD10.相對壓強(qiáng)的起點(diǎn)是：A絕對真空B1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓C當(dāng)?shù)卮髿鈮篋液面壓強(qiáng)11.金屬壓力表的讀值是：A絕對壓強(qiáng) B相對壓強(qiáng)C絕對壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋相對壓強(qiáng)+當(dāng)?shù)卮髿鈮?2露天水池，水深5m處的相對壓強(qiáng)為：A 5Kpa B 49Kpa C147Kpa D 205Kpa13.靜止的水僅受重力作用時，其測壓管水頭線必為：A水平線 B直線 C斜線 D 曲線14.在均質(zhì)連通的靜止液體中，任一————上各點(diǎn)壓強(qiáng)必然相等。A平面 B水平面 C斜面 D以上都不對15.任意形狀平面壁上靜水壓力的大小等于————處靜水壓強(qiáng)*受壓面面積A受壓面的中心 B受壓面的重心C受壓面的形心D受壓面的垂心16.垂直放置的矩形平板擋水，水深靜水總壓力P的作用點(diǎn)，到水面的距離y=： A1.25m B1.5m C2.0m D2.5m17lhAhf=hBhf=h+l Chf=l-h Dhf=l18.圓管流動過流斷面上剪應(yīng)力分布為：ABCD19.圓管流的下臨界雷諾數(shù)：A隨管徑變化B隨流體的密度變化C隨流體的粘度變化D不隨以上各量變化20.在圓管流中，紊流的斷面流速分布符合：ABCDBCD22.輸水管道在流量和水溫一定時，隨著直徑的增大，水流的雷諾數(shù)Re就:A增大B減小C不變D不定23.半圓形明渠半徑r0=4m，水力半徑為：A4m B3m C2m D1m24.水從水箱經(jīng)水平圓管流出，開始為層流，在保持水位不變的條件A流量隨水溫的升高而增加B流量隨水溫的升高而減小C開始流量隨水溫升高而顯著增加，當(dāng)水溫增高到某一值后，流量急劇減小，之后流量變化很小D開水隨溫度升高而減小，當(dāng)升高到某一值后，急劇增加，之后流量變化很小25.變直徑管流，細(xì)斷面直徑為d1，粗?jǐn)嗝嬷睆絛2=2d1，粗細(xì)斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是：ARe1=0.5Re2BRe1=Re2 CRe1=1.5Re2DRe1=2Re2264m/s，則斷面平均流速為：A4m/sB3.2m/sC2m/sD1m/s27.圓管紊流過渡區(qū)的沿程阻力系數(shù)λ：A與雷諾數(shù)Re有關(guān)B與管壁相對粗糙度有關(guān)CReDRel28.水流在管道直徑、水溫、沿程阻力系數(shù)λ都一定時，隨著流量的增加，粘性底層的的厚度就：A增加B減小C不變D不定29.B兩種流動情況（淹沒出流和自由出流，如作用水頭、管長、管徑、沿程阻力系數(shù)λ都相等，其流量關(guān)系為：AQA>QBBQA<QB CQA=QBD30HdQQnAQ>Qn BQ<Qn CQ=Qn D3132a01a02=4a01A2.5a02B0.8a02C0.44a01D0.4a01A15.4 B25.0 C26.5 D33.334.明渠均勻流只能出現(xiàn)在：A平坡棱柱形渠道B順坡棱柱形渠道C逆坡棱柱形渠道D天然河道35.矩形水力最優(yōu)斷面的寬深比是：A0.5B1.0C2.0 D4.036.流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸和粗糙系數(shù)一定時，隨底坡的減小，正常水深將：A不變B減小C增大D不定37.水力最優(yōu)斷面是面積一定時，——————A粗糙系數(shù)最小的斷面 B水深最小的斷面C水面寬度最小的斷面 D濕周最小的斷面38.坡度、邊壁材料相同的渠道，當(dāng)過水?dāng)嗝娴乃Π霃较嗟葧r，明渠均勻流過水?dāng)嗝娴钠骄魉僭谀姆N渠道中最大，——A半圓形B梯形 C矩形D三角形39.水力最優(yōu)的矩形明渠均勻流的水深增大一倍，渠寬減小一倍，其他條件不變，渠道中的流量將：A不變B減少C增大D不定40.在無壓圓管均勻流中，如其他條件不變，正確的結(jié)論是：A流量隨充滿度增大而增大 B流速隨充滿度增大而增大C流量隨水力坡度增大而增大 D三種說法都對41.在平坡棱柱形渠道中，斷面比能的變化情況是：A沿程減少B保持不變C沿程增大D各種可能都有42.下面流動中，不可能存在的是：A