《天津大学研究生院2000-2005年招收硕士研究生入学试题《水力学》参考答案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天津大学研究生院2000-2005年招收硕士研究生入学试题《水力学》参考答案.doc(13页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流天津大学研究生院20002005年招收硕士研究生入学试题水力学参考答案.精品文档.天津大学研究生院20002005年招收硕士研究生入学试题水力学参考答案参考教材普通高等教育“十五”国家级规划教材水力学 第三版高速水力学国家重点实验室(四川大学)编吴持恭 主编高等教育出版社天津大学研究生院2000年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 基本概念题1 1静水压强的方向与受压面垂直并指向受压面 2任意点静水压强的大小和受压面方向无关,或者说作用于同一点上各方向的静水压强大小相等。 (P14) Pa或Kpa (P14)2.以设想没有大气存在的绝对
2、真空状态作为零点计量的压强,称为绝对压强。P把当地大气压作为零点计量的压强,称为相对压强。 P真空度是指该点绝对压强小于当地大气压强的数值。 即Pk=Pa- P (P26-P27)312:液体的密度,:动力粘度 :运动粘度 :管径3雷诺数是表征惯性力与粘滞力的比值。 (P128-P130)41单位液体体积的重量。 N/m32单位液体体积的重量。 kg/m35.略. (P55)6.略。 (P57)711不是等压面,22,33是等压面。8位置水头z 测压管水头() 总水头 (P79)9代表水流的惯性力和重力两种作用的对比关系。 (P229-P232)二 计算题1解:(1)先求水平分力 (2)求垂直
3、分力 则 (P45-P46)2解:由连续性方程,有解得:由能量方程 过水断面11与过水断面22有:其中令,代入上式解得:题目中:11断面总水头22断面总水头假设水流由11断面流向22断面,列能量方程有:解得: (P111)(注:本题为书中一道习题,但与书中的有些出入,不知是不是原题出现了错误,所以就假设了水流由11断面流向22断面的情况。)3解:取x轴向右为正沿x轴方向动量方程式为:因,令:,于是动量方程为由此解得:(注:上述为书中一道习题,将题目中给的数值代入即可得出答案。) (P99)4解:5P109.天津大学研究生院2001年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 基本概念题1通过管嘴
4、的流量大。详细解答参考书中 (P87-P92).2.(1)。略 (2)略3略 (1) (P57 ) (2) (P45)4因此管中水流为紊流。 (P129)5(1) 液体具有粘滞性;(2)由于固体边界的影响,液体内部质点之间产生相对运动。 (P120)6.当水流为急变流时,其动水压强分布规律与静水压强分布规律不同,而使用能量方程时,同一断面测压管水头值应相等,故不能把过水断面选在急变流断面。 (P76,P82)7.(P26-P27)8.流速势与流速的关系:,流函数与流速的关系:, (P196-P197)二 计算题1解:对11断面,有 为气体压强又有由,式解得 (P31-P32)2.解:以右端位置
5、较低的汞与水的接触面为水平线作11断面(1) 11段 又有: 由,式解得其中,为左端汞到左端液面的距离;为右端汞到右端液面的距离。(2) 对左边水池,令自由面到圆心的垂直距离为,则,方向水平向左,作用点为过圆心的水平线与半圆弧的交点。对右边水池,则合力对铅直方向,易得(画出压力体后即知)3.解:取左端测压管中心断面为11断面,右端测压管中心断面为22端面,大管末端断面为33断面。对11断面及33断面列能量方程,以管轴线为基准线:,取,对式整理得取11及22断面的水体作为控制体,R为管壁对水流的作用力,分上下两部分,列动量方程有:其中:,整理得:将代入解得: (P154-P155)4.解: 以管
6、轴线00为基准线,对11断面及22断面列能量方程由题意及假设有:,令从而解得:(2)略 (P113) (注:本题在画水头线时应考虑全面,不能再按照题中假设,而应考虑各管中的流速水头)5略 (P125)天津大学研究生院2002年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 基本概念题1图略(a) 总压力变大,作用点不变。最低水位高于闸门,作用于闸门的压强分布等效于一矩形压强,当升高水位,相应矩形面积增大,即总压力增大,由于压强分布为对称的矩形,固作用点不发生变化。(b) 总压力变大,总用点亦改变。最低水位低于闸门,作用在闸门上的压力分布为一三角形和一矩形。当升高水位时,三角形面积不变,矩形面积增大。
7、固总压力增大,作用点向上移动。2(1) 过水断面的形状,尺寸及水深沿程不变;(2) 过水断面上的流速分布,断面平均流速沿程不变;因而水流的动能修正系数及流速水头也沿程不变;(3) 总水头线,水面线及底坡线三者互相平行,即: (P203)3(P139)4.n越小,h0越大;i越小,h0越大;b越大, h0越小。5,为急流 (P234)6.下游水深,为堰上水头,为行进流速水头,为堰顶全水头。下游水位只有升高到足以使收缩断面水深增大时,宽顶堰才会形成淹没出流。 (P333)7.左边测压管水面上升,右边测压管水面下降。当阀门开度减小,流量逐渐减小,阀门左段管中水流的动能将部分转化为压能,使测压管水面上
8、升;右端管由于出口水流不断流出,总量愈来愈小,测压管水面也随之下降。也可以认为阀门开度减小增大了水头损失,使两测压管高差增大。 (此为笔者的看法)8相对静止,只受重力作用。二 计算题1解:对11断面,代入数值解得:2解:(1) 首先求水平分力。,其中,则(2) 求铅直分力,,则总压力总压力P与水平方向的夹角为,3.解:取上游断面为11断面,下游断面为22断面(1) 对11断面及22断面列能量方程取图中哦00线为基准线,则:有:又由连续性方程有:由,解得:从而Q=(3) 取控制体 上游水压力为,下游水压力为,坎对水流的作用力为列动量方程令代入数值解得:则水流对坎的水平推力R=20.74KN,方向
9、水平向右。4解:(1) 管道的流量系数则虹吸管的输水能力(2) 最大真空度发生在B-B断面以上游渠道自由面为基准面,令B-B断面中心至上游渠道水面高差为,对上游断面00及B-B断面列能量方程令,则7.55m.(3)略。 (P179)5.解:(1)仅与x,y有关而与t无关,故为恒定流。(2)(3)易知均为0。因此为无旋流。天津大学研究生院2003年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 单选题1.d2.c (P124)3.a (P131)4.b 5.c (P333)6.a (P143)二 判断题1. (P9) 2. 3. 4. 5. (P166)6. (P122)7. (此参考答案笔者不敢肯定
10、为正确的)8. 三 简答题1 圆管均匀流:,明渠均匀流:层流粘滞切应力由流层间的相对运动所引起的,紊流时均切应力由两部分组成:()第一部分为由相邻两层流间时间平均流速相对运动所产生的粘滞切应力;第二部分为纯粹由脉动流速所产生的附加切应力。2 (P143)3 (P203)4 (P139,P142,P143) (感觉此题偏,难)四 绘图题1 略2 略 (P181)3 略4 略 (P81)五解:解答过程略。本题很容易求出结果。由于笔者的解答过程中有些参数表示需要说明的太多,所以没有列出详细解答过程。最后答案算得:2解:解答类似于2002年计算题第2题。故略。算得:45.94KN, =16.60KN,
11、 =48.85KN, 总压力对轴的力矩为0。3解:取左段管截面为11断面,右端管截面为22断面(1) 求断面11及22处平均流速(2)对11及22断面列能量方程以管轴线为基准线 ,令解得:(2) 取11及22断面之间的水体为控制体列动量方程,以水平向右为正向,其中R为渐变段对水流的作用力令,解得:(4) 渐变段上所受到的轴向推力大小等于,方向水平向右。4解:对11及22断面列能量方程则:则 天津大学研究生院2004年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 判断题1234 (P168)5. 6. (P124-P126)7. 8. (P87)9. (P210)10. 二 选择题1 AD2 BC
12、(P309-P310)3 D4 AD5 CD三 绘图题1 略 (P55)1 略2 略四 简答题1.层流时过水断面流速按抛物线分布;紊流时过水断面上流速按对数规律分布。因为紊流时由于液体质点的混掺作用,动量发生交换,使流速分布均匀化的结果。2.(P121下册)3略4由于外延管嘴内存在真空。 孔口出流,管嘴出流,即为收缩断面上的真空值。5略6.,佛劳德数的力学意义是代表水流的惯性力和重力两种作用的对比关系。 (P231-P232)7.把参考基准面选在渠底这一特殊位置,把对通过渠底的水平面所计算得到的单位能量称为断面比能,并以表示。则 (P232)8液体处于静止状态,作用于液体上的质量力只有重力。
13、(P21)五 计算题1解:略。 算得答案为2.解:(1) 满足(2)由所给条件知流速与时间无关,故为恒定流(3),。 故为非均匀流。(4),故为有旋流3解:,为缓流。 (P234-P239)4解:(1) 对11断面及C-C断面列能量方程以渠底为基准面,(2) 由连续性方程有 (3) 由,解得:(4) 取控制体列动量方程,R为闸门对水流的作用力。令,解得:,方向水平向左(5) 作用于平板闸门上的动水总压力等于R,即亦为37.355KN,方向水平向右。(P114)5.解:(1) 先求作用于闸门的水平分力,方向水平向右,作用点通过圆形闸门的圆心。(2) 计算垂直分力,则方向竖直向下,作用点通过圆心(
14、3) 计算T。对B取矩,以顺时针方向为正解得:6.(P190)天津大学研究生院2005年招收硕士研究生入学试题考试科目:水力学一 判断题1 (P14) 2. 3 (P120)4. 5. 二.选择题1. B (P163)2. A (P311,P343)3. C 4. A (P309)5. D三绘图题1. (P167)2. 略3. (P57)四简答题1. (P143-P144)2. (P229-P232)3. (P109)4. 略5. 故为有涡流6. (P130)六 计算题1.解:略。 算得结果为:,2.解:略。算得答案为:3.解:略。算得答案为:1887.5KN,方向水平想右4解:略。算得答案为:(1) (2)不满足要求5解:略。算得答案为: (P115)(后记:上述参考答案均为笔者亲自所做,难免有不妥甚至是错误的答案,希望能与大家交流与讨论。答案中有略的情况,为笔者认为题目比较简单或是重复的题,望大家理解!最后,祝大家在考研的过程中坚持不懈,最终实现自己的理想! 笔者:孙胜利 2006-05-13)