水力学基础试题二(含答案)
试卷2
一 、选择题：（每题3分，共30分）
1液体运动粘性系数的量纲为
A TL -1
B ML -1T -1
C L 2/T 2
D L 2T -1 2在恒定流中
A 流线一定相互平行
B 断面平均流速必定沿程不变
C 不同瞬时流线可能相交
D 同一点处不同时间的动水压强相等 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s 4表示惯性力和粘性力之比的无量纲数为：
A 弗劳德数
B 欧拉数
C 雷诺数 斯特罗哈数
5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定
6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则
沿程水头损失之间的关系为：
A h A =h
B B h A >h B
C h A D 不能确定 7长管的总水头线与测压管水头线 A 相重合 B 相平行 C 相平行，呈阶梯状 D 以上答案都不对 8明渠水流为急流时 A 1>Fr B k h h > C k i i < D 0>dh dEs 9有一溢流堰，堰顶厚度为1m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10进行水力模型实验，要实现明渠水流的动力相似，应选的相似准则是 A 雷诺准则 B 弗劳德准则 C 欧拉准则 D 其它 二、判断题：（每题2分，共10分） 1在恒定均匀流中，沿程水头损失与速度的平方成正比（ ） 2均匀流的动能校正系数为1（ ） 3急变流不可能是均匀流。（ ） 4同样的边界条件下，紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。（ ） 5相对压强可以大于零，等于或小于零。（ ） 四、绘图题（4小题，共25分） 1. （1. （本题5）绘出图中的总水头线和测压管水头线：（5） 2. （本题6）绘图各受压面上的压强分布图：（6） 3．（本题7）绘出图中的压力体：（7） 4. （本题7 k k 五、计算题（4小题，共35分） 1 （本题8分）图示为一面积A 的平板在液面上以速度u 作水 平移动，使平板下的液体层流运动， 液体分两层，它们的动力粘性系数与厚度分别为2121h h 、和、ηη。两液层内的流 速按直线分布。求 平板上所受的内摩擦力F 。 2（本题9分）设有一股自喷嘴以速度喷射出来的水流，冲击在一个与水流方向成角的固定平面上， 当水流冲击到平面后，分成两股水流流出冲击区，若不计重量，并忽略水流沿平面壁流动时的摩擦 阻力，试求出Q 1和Q 2。 3. (本题10分)已知平面运动的流速场为u x =x 2+2x-4y, u y =-2xy-2y ，试确定流动： (1)是否满足连续方程；(2)是否有角变形；(3)是否有旋转；(4)是否有流函数，若有，确定流线方程 的表达式；(5)是否有势函数，若有，确定等势线方程。 4(本题8分)一梯形过水断面的渠道，流量Q=10m 3/s ，边坡系数m=1.5，为防止 0 0 2 2 3 3 v0 冲刷的最大允许流 速v=1.0m/s，试求：按水力最佳断面条件设计断面尺寸。 试卷2答案 一、选择题： 1~5 D D C C B 5~10 C A A C B 二、判断题： 1~5××√√√ 三、绘图题 1 3 4 四 计算题 1 ) 2()3()3(,1 22112 1 2212112 1 2111 1分分分内摩擦切应力为： 在两种液体的交界处的根据牛顿内摩擦定律，度为设两液体交界面上的速h h u A F h h u h u h u h u u u ηηηηηηηηη+=+= =- 2 1-1断面分别和2-2断面、3-3断面列能量方程，可推导出： 210v v v == (3分) 取三个控制断面内的水体为控制体，分别在X 方向和Y 方向列动量方程： ?? ?=--==0cos sin 00020100αρρραρv Q v Q v Q Fx v Q Fy (4) 021Q Q Q =+ 解得：) cos 1(2) cos 1(20201αα+=+=Q Q Q Q (2) 3 ，该流动满足连续方程02)2(22=--++=??+??x x y u x u y x (2分) ，有角变形 y x u y u y x z 24)(21--=??+??=θ (2分) 数 ，有旋转，所以无势函 42)( 21+-=??-??=y y u x u x y z ω (2分) C y xy y x dy u dx u d x y =-++-=2222流线方程为：? (4) 4 2101/10m v Q A === （1） 断面按水力最佳断面设计，则 6.1)115.1(2)1(222=-+?=-+=m m h b (3) m b m h h h h mh b h A 9.28.110)5.16.1()(===+=+= (4) v0 3 3 2 2 00 x y