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1、.1/7 水力学模拟试题与答案一 1、选择题：每小题 2 分 1在水力学中,单位质量力是指 a、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力.答案：c 2在平衡液体中,质量力与等压面 a、重合；b、平行 c、相交；d、正交.答案：d 3液体中某点的绝对压强为 100kN/m2,则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b 4水力学中的一维流动是指 a、恒定流动；b、均匀流动；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动.答案：d 5有压管道的管径 d 与管流
2、水力半径的比值 d/R=a、8；b、4；c、2；d、1.答案：b 6已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数 Re 都有关,即可以判断该液体流动属于 a、层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区 答案：c 7突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击.已知水击波速 c=1000m/s,水击压强水头 H=250m,则管道中原来的流速 v0为 a、1.54m b、2.0m c、2.45m d、3.22m 答案：c 8在明渠中不可以发生的流动是 a、恒定均匀流；b、恒定非均匀流；c、非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流.答案：c 9在缓坡明渠中不可以发生的流动是 .a、均匀
3、缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流.答案：b 10 底宽 b=1.5m 的矩形明渠,通过的流量 Q=1.5m3/s,已知渠中某处水深 h=0.4m,则该处水流的流态为 a、缓流；b、急流；c、临界流；.2/7 答案：b 11闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 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渗流研究的对象是 的运动规律.a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水.答案：a 13测量水槽中某点水流流速的仪器有 a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰 答案：b 14按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺L=10
4、0,模型中水深为 0.1 米,则原型中对应点水深为和流量比尺为 a、1 米,Q=1000；b、10 米,Q=100；c、1 米,Q=100000；d、10 米,Q=100000.答案：d 2、判断题：每小题 2 分 1任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强.答案：错误 2水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动.答案：错误 3水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙.答案：错误 4粘滞性是液体产生水头损失的内因.答案：正确 5同样条件下直接水击比间接水击更不安全.答案：正确 6在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流.答案：错误 7矩形断面水力最佳断面的宽深比=2.答案：正确 8断面比能沿流程总是
5、减小的.答案：错误 9在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深也越大.答案：错误 10渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流,并且无渗透变形.答案：正确 3、填空题：每小题 2 4 分（1）牛顿内摩擦定律适用的条件是和.3/7 答案：层流运动,牛顿液体（2）液体中某点的绝对压强为 100kN/m2,则该点的相对压强为kN/m2,真空度为.答案：2,不存在.（3）只受重力作用,静止液体中的等压面是.答案：水平面.（4）实 际 液 体 在 流 动 时 产 生 水 头 损 失 的 两 个 主 要 原 因 是,.答案：液体存在粘滞性和边界的影响.（5）水流在明渠中的流态为缓流时,其水
6、深 hhk,弗汝德数 Fr1.填写、符号 答案：,.（6）在流量不变的条件下,水跃的跃前水深越小,则水跃的跃后水深越.答案：大.（7）根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为和.答案：短管,长管.（8）在水击计算中阀门关闭的时间 Ts水击相长 Tr的水击,称为水击,把TsTr的水击称为水击.答案：直接,间接.(9)a2型水面曲线是发生在 坡上的 流指急流或缓流的水面线,这时弗汝德数 Fr 沿程 指增大、减小或不变 答案：陡坡,缓流,减小.溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比.答案：3/2.11 泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深 hc的共轭水深 hc ht 答案：填写、符号
7、 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型,长度比尺L=25,当模型中某点的流速为 v m=o.8m/s,则原型中对应点的流速为vp=m/s.答案：4m/s.4、问答题：每小题 3 4 分 1什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体.实际液体都具有粘滞性,在液体流动时会引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难.为了简化液体运动的讨论,我们引入了理想液体的概念,忽略液体的粘滞性,分析其运动规律,然后再考虑粘滞性影响进行修正,可以得到实际水流的运动规律,用以解决实际工程问题.这是水力学重要的研究方法.2均匀流一定是恒定流,这种说法是否正确？为什么？.4/7 答案：这
8、种说法错误的.均匀是相对于空间分布而言,恒定是相对于时间而言.当流量不变通过一变直径管道时,虽然是恒定流,但它不是均匀流.3简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数的变化规律.答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中仅是雷诺数 Re 的函数并与 Re 成反比；在层流到紊流过渡区,仅是 Re 的函数；在紊流光滑区=f1Re；过渡区=f2Re,；粗糙区=f3 ,紊流粗糙区又称为阻力平方区.4为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式,自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区,因此该公式只适用于紊流阻力平方区.5流动相似的含义是什么？答案：流动相似包括几何相
9、似、运动相似和动力相似.其中几何相似是前提,动力相似是保证,才能实现流动相似.6从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因.答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流运动总要消耗能量,因此从能量方程来分析,只能消耗位能来克服水流阻力.所以均匀流只能产生在正坡渠道中.7分析水面曲线时,如何寻找急流和缓流的控制断面？答案：急流的控制断面在上游,因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游,其原因与急流正好相反.8在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速 u=kJ,其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗
10、流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ.5、作图题：1定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线.解：2定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称与流态.RRiRCv v0=0 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 KKi i1Ki i3K.5/7 解：6、计算题：1 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为 A=0.64 m2,长 l=50 m,两个 30.折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1=0.2,2=0.5,3=1.0,沿程水力摩擦系数=0.024,上下游水位差 H=3m.求通过的流量 Q?10 分 解：按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道
11、内的计算断面建立能量方程 gvRlhHw2)4(2 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算,可以求解得到/sm ,m/s 3662.216.4vAQv 即倒虹吸管内通过的流量为 2.662m3/s.2从水箱接一橡胶管道与喷嘴.橡胶管直径 D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm.水头 H=5.5 m.由水箱至喷嘴的水头损失 hw=0.5m.用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强 p=4.9Ncm2.如用手握住喷嘴,需要多大的水平力 R,行近流速 v0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为 1.15 分 解：以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面 11 和喷嘴出
12、口断面 22 的能量方程 Hvg000020 522.求得喷嘴出口流速和流量为 vg2259 9.ms sm3000314.022AvQ 橡胶管道内的流速为 sm706.033AQv Ki i3Ki i2KN1N1N3N3a1b1b2缓流缓流急流.6/7 对于喷嘴建立 x 方向的动量方程)(3233xxvvQRAp79.187)(3233vvQApRN 水流对喷嘴冲击力为 RR即为手握喷嘴所需之力.3 有一梯形渠道,底宽 b=10 m,水深 h=3 m,边坡为 1:1,糙率 n=0.014,底坡i=0.001.如流动在紊流粗糙区,求通过的流量 Q.解：计算渠道断面水力要素,过流断面面积 Abh
13、mh239m2 湿周 49.18122hmbxm 水力半径RAx 2 11.m 舍齐系数s/m90.8012161RnC 通过的流量 Q=AC 0.5=144.93 m3/s 4某矩形断面渠道中筑有一溢流坝.已知渠宽 B18m,流量 Q265m3/s,坝下收缩断面处水深 hc=1.1m,当坝下游水深 ht=4.7m 时,问：1坝下游是否发生水跃？4 分 2如发生水跃,属于何种形式的水跃？4 分 3 是否需要修建消能工？若需要修建消能工,估算消力池深.4 分 解：1计算临界水深 hk,判断收缩断面和下游水流流态,q=Q/B=265/18=14.72 m3/sm 81.28.972.143232gqhkm 因为收缩断面水深 hc=1.1 mhk 为急流,下游水深 ht=4.7mhk 为缓流,所以溢流坝下游必定发生水跃.2计算收缩断面处水深 hc的共軛水深 hchc)181(232ccghqh.7/7)11.18.972.1481(21.1325.81m 因为 hcht,该水跃为远驱水跃.3溢流坝下游发生远驱水跃,需要修建消力池.估算消力池深 d,取水跃淹没系数 j 1.05 则池深约为 d=jhc-ht=1.05