水力學(xué)模擬試題及答案

2323水力學(xué)擬試題及案（一1、選擇題：（小題2分）（1）在水力學(xué)中單位質(zhì)量力是指（）a、單位面積體受到的質(zhì)量力；、單位體積液體到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量體受到的質(zhì)量力；、單位重量液體到的質(zhì)量力。（2）在平衡液體，質(zhì)量力與等壓面（）

答案：ca、重合；

b、平行

c、相交；

d、正交。

答案：d（3）液體中某點絕對壓強為100kN/m，則該點的相對壓為a、1kN/m

2

b、2kN/m

2

c、5kN/m

2

d、10kN/m

2

答案：b（4）水力學(xué)中的維流動是指（）a、恒定流動b、均勻流動；c、層流運動d、運動要素只與一坐標(biāo)有關(guān)的流動。（5）有壓管道的徑d與管流水力半徑比值d/R=（）

答案：da、8；

b、4；

c、2；

d、1。

答案：b（6）已知液體流的沿程水力摩擦系數(shù)邊相對粗糙度和雷數(shù)Re都有關(guān)，可以判斷該液體流動屬于a、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)d、紊流粗糙區(qū)答案：c（7）突然完全關(guān)管道末端的閥門，產(chǎn)直接水擊。已知擊波速c=1000m/s，水壓強水頭H=250m，則管道原來的流速v0為a、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m答案：c（8）在明渠中不以發(fā)生的流動是（）a、恒定均勻；c、非恒定均流；答案：c

b、恒定非均勻流d、非恒定非均勻。（9）在緩坡明渠不可以發(fā)生的流動是a、均勻緩流b、均勻急流；c、均勻緩流；d、均勻急流。答案：b（10）底寬b=1.5m的矩明渠，通過的流量Q=1.5m/s，已知渠某處水深h=0.4m，則該水流的流態(tài)為a、流；b、急流；c、臨界流；答案：b（11）閘孔出流的量Q與閘前水頭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）滲流研究的象是（）的運動規(guī)律。a、重力水；b、細(xì)水；c、氣態(tài)；d、薄膜水。12222答案：a（13）測量水槽中點水流流速的儀有a、文丘里計

b、畢托管

c、測壓管

d、薄壁堰答案：b（14）按重力相似則設(shè)計的水力學(xué)型，長度比尺λ

L=100，模型水深為0.1米，則原型中對應(yīng)點水深為和流比尺為a、1米，λ

Q

=1000；

b、10米，λ

Q

=100；c、1米，λQ=100000；答案：d2、判斷題：（小題2分）

d、10米，λQ=100000。任意受壓面上的平壓強等于該受壓形心處的壓強。（）答案：錯誤水流總是從壓強大地方向壓強小的方流動。（）答案：錯誤水力粗糙管道是表管道的邊壁比較糙。（）答案：錯誤粘滯性是液體產(chǎn)生頭損失的內(nèi)因。（）答案：正確同樣條件下直接水比間接水擊更不全。（）答案：正確在正坡非棱柱渠道可以形成均勻流（）答案：錯誤矩形斷面水力最佳面的寬深比β。（）答案：正確斷面比能沿流程總減小的。（）答案：錯誤在流量和渠道斷面式一定的條件下躍前水深越大，后水深也越大）答案：錯誤滲流達(dá)西定律適用條件是恒定均勻流滲流，并且無透變形。()答案：正確3、填空題：（小題2～4分）（1）牛頓內(nèi)摩擦律適用的條件是答案：層流運動，頓液體

和。（2）液體中某點絕對壓強為100kN/m，則該點的相對壓為。答案：2，不存在.只受重力作用，靜液體中的等壓面答案：水平面。實際液體在流動時生水頭損失的兩主要原因是2’’’’答案：液體存在粘性和邊界的影響（5）水流在明渠的流態(tài)為緩流時其水深h（填寫、）答案：。在流量不變的條件，水躍的躍前水越小，則水躍的后水深越答案：大。根據(jù)管道水頭損失算方法的不同，道可以分為答案：短管，長管（8）在水擊計算閥門關(guān)閉的時間s

水擊相長Tr

的水擊，稱為

T的水擊稱為答案：直接，間。(9)a2型水面曲線發(fā)生在德數(shù)Fr沿程答案：陡坡，緩，減小。(10)溢流堰的過流量與堰頂水頭答案：3/2。（11）泄水建筑下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時下游收縮斷面水h

c

的共軛水深hc)答案：填寫、、(12)按重力相似準(zhǔn)設(shè)計的溢流壩水模型，長度比尺L=25，當(dāng)模型中點的流速為vm=o.8m/s，原型中對應(yīng)點的速為v

p

=答案：4m/s。4、問答題：（小題3～4分）（1）什么是理想體？為什么要引入理液體的概念？答案：理想液體是沒有粘滯性的液。實際液體都具有粘性，在液體流動會引起能量損失給分析液體運動帶來大困難。為了簡化液體運動的討，我們引入了理液體的概念，忽液體的粘滯性，分析運動規(guī)律，然后考慮粘滯性影響進(jìn)修正，可以得到際水流的運動規(guī)，用以解決實際工程題。這是水力學(xué)要的研究方法。（2勻流一定是恒定流種說法是否正？為什么？答案：這種說法錯的。均勻是相對空間分布而言，定是相對于時間而言當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時雖然是恒定流，它不是均勻流。（3）簡述尼古拉實驗中沿程水力摩擦數(shù)λ的變化規(guī)律答案：通過尼古拉實驗可以發(fā)現(xiàn)：層流中λ僅是雷數(shù)Re的函數(shù)并Re成反比；在流到紊流過渡區(qū)，λ僅Re的函數(shù)；在紊流滑區(qū)λ=f1（Re過渡區(qū)λ=f（Re，粗糙區(qū)Rλ=f3（流粗糙區(qū)又稱為力平方區(qū)。R（4）為什么舍齊Ri

只適用于阻力平方？答案：舍齊公式是據(jù)明渠均勻流的量觀察資料總結(jié)公式，自然界中明渠流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，此該公式只適用紊流阻力平方區(qū)3（5）流動相似的義是什么？答案：流動相似包幾何相似、運動似和動力相似。中幾何相似是前提，力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似（6）從力學(xué)意義解釋明渠均勻流只能正坡渠道中產(chǎn)生原因。答案：均勻流的斷平均流速水頭和強水頭沿程不變但水流運動總要消耗量，因此從能量方程來分析，只消耗位能來克服流阻力。所以均流只能產(chǎn)生在正坡渠中。（7）分析水面曲時，如何尋找急流和流的控制斷面？答案：急流的控制面在上游，因為界對急流的干擾能向上游傳播；緩流控制斷面在下游，其原因與急流好相反。（8）在滲流計算達(dá)西定律與杜比公式何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適于任一點的滲流速u=kJ，其適于恒定均勻?qū)恿鳚B；而杜比公式是用于恒定非均勻漸層流滲流，同一水?dāng)嗝嫔细鼽c的流流速都相等且等于=kJ5、作圖題：（1）定性繪出圖管道（短管）的水頭線和測壓管頭線。

(5分)v0

=0測壓管水頭線

總水頭線v0=0解：（2）定性繪出圖棱柱形明渠內(nèi)的水面線，并注明曲線稱及流態(tài)。(各渠均充分長，各段糙率相同)K

(5分)1

<i

K

2

<i

K

3

>i

K

K解：

緩

緩

1<

i

>i

急

4

2。l4R233222。l4R233226、計算題：（1）圖示一跨河倒虹吸管，正方斷面面積為A=0.64m，長l=50m，兩個30折角、進(jìn)口和出口的局部水損失系數(shù)分別為

1=0.2，ζ

2=0.5，ζ

3=1.0，沿程水力擦系數(shù)λ=0.024，上游水位差H=3m。求過的流量Q?

（10分解：按短管計算，取下游水面基準(zhǔn)面，對上下渠道內(nèi)的計算斷建立能量方程H

w

v2g

(5分)計算方形管道斷面水力半徑和局部頭損失系數(shù)R

A

.m,

2509將參數(shù)代入上式計，可以求解得到v.16m/s,

Q.662m/s

(5分)即倒虹吸管內(nèi)通過流量為2.662m/s。（2）從水箱接橡膠管道及噴嘴(圖)。橡膠管直徑=7.5cm，噴嘴出口徑d=2.0cm。頭H=5.5m。由水箱至噴嘴水頭損失hw=0.5m。用壓力測得橡膠管與噴嘴接處的壓強p=4.9N。如用手握住噴，需要多大的水力R，行近流速v0=0，取動能正系數(shù)和動量校正數(shù)均為1。（15分）解：以過嘴中心的水平面基準(zhǔn)面，列水箱變流斷面1—1和嘴出口斷面2—2的能量方程2H2g求得噴嘴出口流速流量為QvA.000314

522g.93ms

m

s

(5分)(1.5分)橡膠管道內(nèi)的流速5222A10.5333222A10.5333v3

Q3

.706

m

s

(1分)對于噴嘴建立x向的動量方程p33

2x

3x

)

R332).79N(6.5分)水流對噴嘴沖擊力R即為手握噴嘴所之力。

(1分)（3）有一梯形道，底寬

b=10m，水深h=3m，邊坡為1:1，糙率n=0.014，底坡i=0.001。流動在紊流粗糙，求通過的流量Q。解：計算道斷面水力要素過流斷面面積Am

(9分)

(1.5分)濕周水力半徑

x1h.49mR.mx

(1.5分)(1分)舍齊系數(shù)

CRn

1

6

.90m

1

2

/

(2分)通過的流量

Q=AC(i)=144.93m/s(3分)（4）某形斷面渠道中筑有一流壩。已知渠寬B＝，流Q＝265m/s，壩下縮斷面處水深h

c=1.1m，壩下游水深h

t=4.7m時，問：

(12分)1）壩下游是否發(fā)水躍？（4分）2）如發(fā)生水躍，于何種形式的水躍？（4分）3)是否需要修建能工？若需要修建能工，估算消力深。（4分）解：1)計臨界水深h

k

，判斷收縮斷面和游水流流態(tài)，q=Q/B=265/18=14.72m/smhk

3

g

2

3

14.729.8

2

.81m因為收縮斷面水深

hc=1.1mhk為急流，下游水深ht=4.7mk為緩流，所以溢流壩下游必發(fā)生水躍。2）計算收縮斷面水深hc的共軛水h

"c

6"2(123"""2(123""hc＝

cq2gh

3

＝

1.12

1

14.729.8

＝5.81m因為

hct，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)躍。3）溢流壩下游發(fā)遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建力池。估算消力池深d，水躍淹沒系數(shù)＝1.05則池深約為d=hc-ht=1.05–4.7=1.40m水力學(xué)模擬題2。一、選題（每小1分，共5分）1、明渠均勻流可能生在：（）A、平坡棱柱形渠道B、順坡棱柱形渠道；、逆坡棱柱形渠道；、都有可能。2、某水庫水深為10m的絕對壓強為：）A.10kPa；B.98kPa；147kPa；D.196kPa。3、在圓管流中，層的斷面流速分布符合：)A、均勻規(guī)律；B、直線變化規(guī)律；C、拋物線規(guī)律；D、對數(shù)曲線規(guī)律。4、圓柱形外管嘴的常工作條件是：（）A.B.

l3l3

～4）d，～4）d，

HH

00

；；C.C.

>(3～4)d,

H

0

；D.D.

<(3～4)d,

0

。5、粘性液體總水頭沿程的變化是：（）A.A.沿程下降；B.沿程上升；C.保持不變；D.前三種情況都有可能。二、填題（每空分，共12分）1、水力最優(yōu)矩形斷的寬深比是，其水力半徑等于

的一半。2、水的運動粘滯系隨溫度的升高而__，它的單位是。3、紊流時粘性底層度隨雷諾數(shù)的增加而。4、明渠均勻流的

和

等物理量沿程不變。5、在流量一定，渠斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時，隨底坡的增大，正水深將，臨界水深將。6、由于薄壁堰具有定的

和

關(guān)系，一般多用于實驗室及小河渠的

測量。三、簡題（每小5分，共18分）１、試分別說明雷諾數(shù)Re佛汝德數(shù)Fr的物理意及其在水力學(xué)中的主要用途？（5分）2、什么是水擊？減水擊壓強的措施有那些？（5分）3定流與非恒定流流與非均勻流流急變流”是如何定義的（8分）五、計題（共65分）1、某有機玻璃矩形面明渠，底寬QL/s，試渠道的粗糙系數(shù)

b.15m，水深）

h.m

，渠底坡

i.

，均勻流時測得流量732322、一矩形斷面渠道如圖所示。已知閘前水深

H

，閘門開啟高度

e

，渠道底寬

bm

，閘孔垂直收縮系數(shù)

，閘門局部水頭損失系數(shù)

1

，兩段渠道的底坡分別為：1

，i2.05

，渠道糙率n.

，不計閘前行進(jìn)流速，試判別第二段渠道中的水流為緩流或流？并定性繪出兩段道中的水面曲線（兩段渠道均充分長：量方程求出流量，在出臨界水深以及臨界底坡分）3、某矩形斷面渠道筑有一溢流壩。已知渠寬

bm

，流量

Qm/

，壩下收縮斷面處水深

c

m

，當(dāng)壩下游水深

t

時，試（1）判別收斷面處和壩下游的流態(tài)？（2）下游是否需要修建能工？（15分）4、如圖所示為一平閘門AB，寬

bm

，閘門在水深

Hm

下工作。求閘門所受靜水總壓力的大小和作用點10分）5、圖示一跨河倒虹管，管道直徑

d0m

，管道總長

lm

，折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ

1

=0.2，ζ

2

=0.5，ζ

3

=1.0，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.024，上下游水位差

Hm

，求通過的流量?繪制管道的總水頭線和測壓管水頭線（15分）水力學(xué)答案一、選擇題（每小題1分，5分）1.B2.D

3.C4.B5.A二、填空題（每空2分，共12分）1、2；水深降低；m減小水深和斷面平均速度8220.0097532322220.0097532322減?。徊蛔兞髁亢退^；流量三、簡答題（每小題5分，18分）１、答：（1）雷諾Re的物理意義：它征液流慣性力與粘滯力的對比關(guān)系，即

/v

。在水力學(xué)中主要用它來判別液流的型態(tài)是層流還是紊流。佛汝德數(shù)Fr的物理意義：它表征液流慣性力與重力兩種作用力的對比關(guān)系。其能量意義是表示過水?dāng)嗝鎲挝恢亓恳后w平均動與平均勢能之比的二開平方，即Fr

2

2vgh

。在水力學(xué)中主要用它判別水流的流態(tài)是緩流、臨界流或急。2、答：壓力管道中由于管中流速突然變化，引起管中壓強急劇增高（或降低而使管道斷面上發(fā)生壓強交替升降的現(xiàn)象，稱為水擊。工程上常常采取以下措施來減小水擊壓強：延長閥門（或?qū)~）的啟閉時間T縮短壓力水管的長度修建調(diào)壓室減小壓力管道中的水流流速v03、答：（1）沿程水頭損失實測裝置①設(shè)備從水位恒定的水塔引出管道，與需要測量水頭損失的新鋼管聯(lián)，為了便于操作和算，該管水平放置，兩端各開一個測壓孔，測壓孔直徑

d.0

左右的測壓管，用橡皮管與壓差計相連接。測壓孔間距L采用壓差計類型和測量精度而定，做到讀數(shù)準(zhǔn)確，誤差在5％以內(nèi)。在測壓孔兩端設(shè)A、兩個閘閥，控制流量與排氣。閘閥距測壓孔距離應(yīng)大（6～10）d為新鋼管直徑免閘閥后旋渦水流對測壓管流的影響。在管道出口采用重量法或體積法測量流量。也可在管路上裝量計測量流量。②工作原理水塔水位恒定，當(dāng)閘門開度一定時，管中通過的流量一定，出流量。管道直徑保不變，經(jīng)過管道的水流為有壓均勻流，水力坡度與測壓管坡度相等，由壓差計測出差經(jīng)簡單換算即得長為L的管道的沿程頭損失，即h

f

1

2

g

p12（2）沿程阻力系數(shù)紊流光滑區(qū)的變化規(guī)大量實驗證明，在紊流光滑區(qū)，沿程阻力系數(shù)五、計算題（共65分）1.（10分）

只與雷諾數(shù)Re有關(guān)與絕對粗糙度關(guān)。解：過水?dāng)嗝婷娣e

Abh015.065000975

2濕周

0.15065.28m水力半徑

R

A

0.0097