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水力学习题答案

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第一章 绪论

1-1.20℃的水2.5m 3

,当温度升至80℃时,其体积增加多少 [解] 温度变化前后质量守恒,即2211V V ρρ= 又20℃时,水的密度3

1/23.998m kg =ρ 80℃时,水的密度32/83.971m kg =ρ 32

1

125679.2m V V ==

∴ρρ 则增加的体积为3

120679.0m V V V =-=?

1-2.当空气温度从0℃增加至20℃时,运动粘度ν增加15%,重度γ减少10%,问此时动力粘度μ增加多少(百分数) [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+==Θ

原原原μρν035.1035.1==

035.0035.1=-=-原

原原原μμμμμμΘ

此时动力粘度μ增加了%

1-3.有一矩形断面的宽渠道,其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02

y hy g u -=,式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度,h 为水深。试求m h 5.0=时渠底(y =0)处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy

du

-=Θ

)(002.0y h g dy

du

-==∴ρμ

τ 当h =,y =0时

)05.0(807.91000002.0-??=τ

Pa 807.9=

1-4.一底面积为45×50cm 2

,高为1cm 的木块,质量为5kg ,沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动,木块运动速度u=1m/s ,油层厚1cm ,斜坡角 (见图示),求油的粘度。

[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时,等速下滑

y

u A

T mg d d sin μθ== 001

.0145.04.062

.22sin 8.95sin ????=

=

δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ

1-5.已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况,试根据牛顿内摩擦定律y

u

d d μτ=,定性绘出切应力沿y 方向的分布图。

[解]

1-6.为导线表面红绝缘,将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ,长度20mm ,涂料的粘度μ=.s 。若导线以速率50m/s 拉过模具,试求所需牵拉力。()

y

u

u

u

u

y

u

u

y

ττ= 0y

τ

τ

y 0

τττ

=0

y

[解] 253310024.51020108.014.3m dl A ---?=????==πΘ

N A h u F R 01.110024.510

05.05002.053=????==∴--μ

1-7.两平行平板相距0.5mm ,其间充满流体,下板固定,上板在2Pa 的压强作用下以0.25m/s 匀速移动,求该流体的动力粘度。 [解] 根据牛顿内摩擦定律,得

dy

du /

τμ= s Pa ??=?=∴--3

3

10410

5.025.0/

2μ 1-8.一圆锥体绕其中心轴作等角速度16rad

s

ω=旋转。锥体与固定壁面间的距离δ=1mm ,用

0.1Pa s μ=?的润滑油充满间隙。锥体半径R=0.3m ,高H=0.5m 。求作用于圆锥体的阻力矩。

(·m )

[解] 取微元体如图所示

微元面积:θ

ππcos 22dh

r dl r dA ?=?= 切应力:δ

ωμμ

τ0-==r dy du 阻力:dA dT τ= 阻力矩:r dT dM ?=

dA r rdT dM M ???===τ

dh r r H

??

?=0

cos 1

πτ )(cos 120

3

h tg r dh r H

?=???=?θθπδωμ

?????=H

dh h tg 0

33

cos 12θθπδωμ

Nm H tg 6.392

857.0106.05.0161.0cos 4233

443=??????==-πθδπμω

1-9.一封闭容器盛有水或油,在地球上静止时,其单位质量力为若干当封闭容器从空中自由下落时,其单位质量力又为若干 [解] 在地球上静止时:

g f f f z y x -===;0

自由下落时:

00=+-===g g f f f z y x ;

第二章 流体静力学

2-1.一密闭盛水容器如图所示,U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ,求容器液面的相对压强。

[解] gh p p a ρ+=0Θ

kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=??==-=∴ρ

2-2.密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa 。压力表中心比A 点高0.5m ,A 点在液面下1.5m 。求液面的绝对压强和相对压强。

[解] g p p A ρ5.0+=表

Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=?-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000

=+-=+=' 2-3.多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为m 。试求水面的绝对压强p abs 。

[解] )2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0-+=-+---+g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ

g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ1.13.11.16.10+=+-+

kPa g g p p a 8.3628.9109.28.9106.132.2980009.22.2330=??-???+=-+=水汞ρρ

2-4. 水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ,U 形压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。试求A 、B 两点的压强差。(/m 2)

[解] 221)(gh p h h g p B A 水银水ρρ+=++Θ

Pa h h g gh p p B A 22736)2.02.0(8.9102.08.9106.13)(33212=+??-???=+-=-∴水水银ρρ

2-5.水车的水箱长3m,高1.8m ,盛水深1.2m ,以等加速度向前平驶,为使水不溢出,加速度a 的允许值是多少

[解] 坐标原点取在液面中心,则自由液面方程为:

x

g

a

z-

=

当m

l

x5

.1

2

-

=

-

=时,m

z6.0

2.1

8.1

=

-

=,此时水不溢出

2

0/

92

.3

5.1

6.0

8.9

s

m

x

gz

a=

-

?

-

=

-

=

2-6.矩形平板闸门AB一侧挡水。已知长l=2m,宽b=1m,形心点水深h c=2m,倾角α=45o,闸门上缘

A处设有转轴,忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。

[解] 作用在闸门上的总压力:

N

A

gh

A

p

P

c

c

39200

1

2

2

8.9

1000=

?

?

?

?

=

?

=

作用点位置:m

A

y

J

y

y

c

c

c

D

946

.2

1

2

45

sin

2

2

1

12

1

45

sin

2

3

=

?

?

?

?

+

=

+

=

ο

ο

m

l

h

y c

A

828

.1

2

2

45

sin

2

2

sin

=

-

=

-

=

ο

Θ

α

)

(

45

cos

A

D

y

y

P

l

T-

=

?

∴ο

kN

l

y

y

P

T A

D99

.

30

45

cos

2

)

828

.1

946

.2(

39200

45

cos

)

(

=

?

-

?

=

-

=

ο

ο

2-7.图示绕铰链O转动的倾角α=60°的自动开启式矩形闸门,当闸门左侧水深h1=2m,右侧水深h2=0.4m 时,闸门自动开启,试求铰链至水闸下端的距离x。

[解] 左侧水作用于闸门的压力:

b h h g

A gh F c p ??==

ο

60sin 21

1111ρρ 右侧水作用于闸门的压力:

b h h g A gh F

c p ??==ο60

sin 22

2222ρρ )60sin 31()60sin 31(2

2

11ο

οh x F h x F p p -=-∴ )60sin 31(60sin 2)60sin 31(60sin 22

22111ο

οοοh x b h h g h x b h h g -?=-??ρρ

)60sin 31()60sin 31(22

2121ο

οh x h h x h -=-? )60sin 4.031(4.0)60sin 231(22

2οο-?=-??x x

m x 795.0=∴

2-8.一扇形闸门如图所示,宽度b=1.0m ,圆心角α=45°,闸门挡水深h=3m ,试求水对闸门的作用力及方向

[解] 水平分力:

kN b h h g A gh F x c px 145.4432

.381.910002=???=??==ρρ

压力体体积:

3

2

2221629.1)45sin 3(8]321)345sin 3(3[)45

sin (8]21)45sin (

[m h h h h h V =-?+-?=-+-=ο

οο

οππ 铅垂分力:

kN gV F pz 41.111629.181.91000=??==ρ

合力:

kN F F F pz px p 595.4541.11145.44222

2=+=+=

方向:

ο5.14145

.4441

.11arctan

arctan

===px

pz F F θ

2-9.如图所示容器,上层为空气,中层为3m N 8170=石油ρ的石油,下层为3

m N 12550=甘油ρ

的甘油,试求:当测压管中的甘油表面高程为9.14m 时压力表的读数。 [解] 设甘油密度为1ρ,石油密度为2ρ,做等压面1--1,则有

)66.362.7()66.314.9(211?-?+=?-?=g p g p G ρρ g p g G 2196.348.5ρρ+= g g p G 2196.348.5ρρ-=

96.317.848.525.12?-?=

2kN/m 78.34=

2-10.某处设置安全闸门如图所示,闸门宽b=0.6m ,高h 1= 1m ,铰接装置于距离底h 2= 0.4m ,闸门可绕A 点转动,求闸门自动打开的水深h 为多少米。 [解] 当2h h h D -<时,闸门自动开启

612121)2

(121)2(113

1

1-+

-=-+-=+=h h bh h h bh h h A h J h h c C c D 将D h 代入上述不等式

4.0612121-<-+-h h h

1.06

121

<-h

得 ()m 3

4

>h

2-11.有一盛水的开口容器以的加速度3.6m/s 2

沿与水平面成30o

夹角的斜面向上运动,试求容器中水面的倾角。

[解] 由液体平衡微分方程

)d d d (d z f y f x f p z y x ++=ρ

G

B

A

空 气 石 油

甘 油

7.623.66

1.52

9.14m

1

1

h

h h A

1

2

030cos a f x -=,0=y f ,)30sin (0a g f z +-=

在液面上为大气压,0d =p

0d )30sin (d 30cos 00=+--z a g x a

269.030sin 30

cos tan d d 00=+==-a g a x z α 015=∴α

2-12.如图所示盛水U 形管,静止时,两支管水面距离管口均为h ,当U 形管绕OZ 轴以等角速度ω旋转时,求保持液体不溢出管口的最大角速度ωmax 。 [解] 由液体质量守恒知, 管液体上升高度与 管液体下降高度应相等,且两者液面同在一等压面

上,满足等压面方程:

C z g

r =-22

液体不溢出,要求h z z 2II I ≤-, 以b r a r ==21,分别代入等压面方程得:

2

22

b a gh

-≤ω

2

2max 2

b a gh

-=∴ω

2-13.如图,060=α,上部油深h 1=1.0m ,下部水深h 2=2.0m ,油的重度γ=m 3

,求:平板ab 单位宽度上

的流体静压力及其作用点。

[解] 合力

a

b

z

ω

a>b

I

II

kN

2.4660sin 60sin 2160sin 21021022011=+油水油h h h h h h b P γγγ+=Ω= 作用点:

m

h kN h h P 69.262.460

sin 21'10

1

11===油γ m

h kN h h P 77.009.2360

sin 21'20

2

22===水γ m h kN h h P 155.148.1860

sin '30

2

1

3===油γ

Ph h P h P h P B ''

D '33'22'11=++点取矩:对闸门右侧水压力:

kN b h gh P 74.27145sin 228.9100021sin 21222=?????=?=

ο

αρ 作用点:

m h h 943.045sin 32

sin 32'2===

ο

α

总压力大小:kN P P P 67.3474.2741.6221=-=-=

对B 点取矩:

'

D '22'11Ph h P h P =-

'D 67.34943.074.27414.141.62h =?-? m h 79.1'D =

(大

气压),于是,

])(2[

2022

z r r g

g p p a --=-ωρ

在顶盖下表面,0=z ,此时压强为

)(2

1

2022r r p p a -=

-ρω 顶盖下表面受到的液体压强是p ,上表面受到的是大气压强是p a ,总的压力为零,即

02)(2

12)(02022

=-=-??

rdr r r rdr p p R R

a πρωπ

积分上式,得

22021R r =

,m R

r 22

0==

2-16.已知曲面AB 为半圆柱面,宽度为1m ,D =3m ,试求AB 柱面所受静水压力的水平分力P x 和竖直分力P z 。 [解] 水平方向压强分布图和压力体如图所示:

b gD b D g b gD P x 22

28

3

22121ρρρ=??? ??-=

N 331091398108

3

2=???= b D g b D g P z 2216441πρπρ=??

?

??=

N 173271316

14.398102

=???

= 2-17.图示一矩形闸门,已知a 及h ,求证H >h a 14

+

时,闸门可自动打开。

[证明] 形心坐标2()5210

c c h h z h H a h H a ==---=-- 则压力中心的坐标为

32

1

;12

()1012(/10)

c

D D c c c D J z h z z A

J Bh A Bh h h z H a H a h ==+=

==--+

-- 当D H a z ->,闸门自动打开,即1415

H a h >+

第三章 流体动力学基础

3-1.检验xy z y x z y u y x u y x ++-=+=+=)(4u ,2 ,2z 22不可压缩流体运动是否存在 [解](1)不可压缩流体连续方程

0=??+??+??z

u y u x u z

y x (2)方程左面项

x x u x 4=??;y y u y 4=??;)(4y x z

u

z +-=?? (2)方程左面=方程右面,符合不可压缩流体连续方程,故运动存在。

3-2.某速度场可表示为0=+-=+=z y x u t y u t x u ;;,试求:(1)加速度;(2)流线;(3)t= 0时通过x =-1,y =1点的流线;(4)该速度场是否满足不可压缩流体的连续方程 [解] (1)t x a x ++=1

t y a y -+=1 写成矢量即 j i a )1()1(t y t x -++++=

0=z a

(2)二维流动,由

y

x u y u x d d =,积分得流线:1)ln()ln(C t y t x +--=+ 即 2))((C t y t x =-+

(3)1,1,0=-==y x t ,代入得流线中常数12-=C

流线方程:1-=xy ,该流线为二次曲线

(4)不可压缩流体连续方程:

0=++z

u y u x u z

y x ?????? 已知:0,1,1=-==z

u y u x u z y x ??????,故方程满足。 3-3.已知流速场j z y x i xy y x u )3()24(3

3+-+++=,试问:(1)点(1,1,2)的加速度是多少(2)

是几元流动(3)是恒定流还是非恒定流(4)是均匀流还是非均匀流 [解]

32433=++=++=z y x u z y x u xy y x u

)2)(3()12)(24(0323+++-+++++???+??+??+??==

x z y x y x xy y x z

u

u y u u x u u t u dt du a x z x y x x x x x

代入(1,1,2)

103

0)12)(213()112)(124(0=?+++-+++++=?x x a a

同理:

9=?y a

因此 (1)点(1,1,2)处的加速度是j i a ρ

ρ9103+=

(2)运动要素是三个坐标的函数,属于三元流动 (3)

0=??t

u

,属于恒定流动 (4)由于迁移加速度不等于0,属于非均匀流。

3-4.以平均速度v =0.15 m/s 流入直径为D =2cm 的排孔管中的液体,全部经8个直径d =1mm 的排孔流出,假定每孔初六速度以次降低2%,试求第一孔与第八孔的出流速度各为多少

[解] 由题意s L s m D v

q V /047.0/10047.002.04

15.04

3322

=?=??

==-π

π

1298.0v v =;12398.0v v =;······;17

898.0v v =

n V S v d v v v v d q 12

17

12112

4

)98.098.098.0(4

ππ=

++++=

Λ

式中S n 为括号中的等比级数的n 项和。 由于首项a 1=1,公比q=,项数n=8。于是

462.7

98

.0198.011)1

(8

1=--=--=q q a S n n

s m S d q v n V /04.8462

.7001.010047.04142

3

21=????==-ππ s m v v /98.604.898.098.07178=?==

3-5.在如图所示的管流中,过流断面上各点流速按抛物线方程:])(

1[2

max r r u u -=对称分布,式中管道半径r 0=3cm ,管轴上最大流速u max =0.15m/s ,试求总流量Q 与断面平均流速v 。

[解] 总流量:?

?-=

=0

20

max 2])(1[r A

rdr r r

u udA Q π

s m r u /1012.203.015.02

2

34220max -?=??=

=

π

π

断面平均流速:s m u r r u r Q

v /075.02

2max

20

2

0max 20==

==

ππ

π 3-6.利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d =200mm ,测得水银差压计读书

h p =60mm ,若此时断面平均流速v =,这里u max 为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速,问输水管中的流量Q

为多大(3.85m/s )

[解] g

p g u g p A A ρρ=+22

Θ

p p A A h h g p g p g u 6.12)1(22=-'=-=∴

ρ

ρρρ s m h g u p A /85.306.06.12807.926.122=???=?=

s m v d Q /102.085.384.02.04

4

322=???=

=

π

π

3-7.图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知d A =200mm ,d B =400mm ,A 点相对压强p A =,B 点相对压强p B =,B 点的断面平均流速v B =1m/s ,A 、B 两点高差△z=1.2m 。试判断流动方向,并计算两断面间的水头损失h w 。

[解] B B A A v d v d 2

24

4

π

π

=

Θ

s m v d d v B A B A /41)200

400(2

22

=?==∴

假定流动方向为A →B ,则根据伯努利方程

w B

B B B A A A A h g

v g p z g v g p z +++=++2222αραρ

其中z z z A B ?=-,取0.1≈=B A αα

z g

v v g p p h B

A B A w ?--+-=∴22

2.1807

.9214980739200686002

2-?-+-=

056.2>=m

故假定正确。

3-8.有一渐变输水管段,与水平面的倾角为45o,如图所示。已知管径d 1=200mm ,d 2=100mm ,两断面的间距l =2m 。若1-1断面处的流速v 1=2m/s ,水银差压计读数h p =20cm ,试判别流动方向,并计算两断面间的水头损失h w 和压强差p 1-p 2。

[解] 2221214

4

v d v d π

π

=

Θ

s m v d d v /82)100

200(2

122212=?==∴

假定流动方向为1→2,则根据伯努利方程

w h g

v g p l g v g p +++=+245sin 22

2222111αραρο

其中

p p h h l g p p 6.12)1(45sin 21=-'

=--ρ

ρρο,取0.121≈=αα 054.0807

.9264

42.06.1226.122

221<-=?-+?=-+=∴m g v v h h p w

故假定不正确,流动方向为2→1。

p p h h l g p p 6.12)1(45sin 21=-'

=--ρ

ρρο 得 )45sin 6.12(21ο

l h g p p p +=-ρ

kPa 58.38)45sin 22.06.12(9807=+??=ο

3-9.试证明变截面管道中的连续性微分方程为

0)

(1=??+??s

uA A t ρρ,这里s 为沿程坐标。 [证明] 取一微段ds ,单位时间沿s 方向流进、流出控制体的流体质量差△m s 为

)

()()21)(21)(21()21)(21)(21(略去高阶项s

uA ds s A

A ds s u u ds s ds s A A ds s u u ds s m s ??-=??+??+??+-??-??-??-

=?ρρρρρ

因密度变化引起质量差为

Ads

t

m

?

?

=

?

ρ

ρ

由于

ρ

m

m

s

?

=

?

)

(

1

)

(

=

?

?

+

?

?

?

?

?

-

=

?

?

s

uA

A

t

ds

s

uA

Ads

t

ρ

ρ

ρ

ρ

3-10.为了测量石油管道的流量,安装文丘里流量计,管道直径d1=200mm,流量计喉管直径d2=100mm,石油密度ρ=850kg/m3,流量计流量系数μ=。现测得水银压差计读数h p=150mm。问此时管中流量Q多大

[解] 根据文丘里流量计公式得

036

.0

873

.3

139

.0

1

)

1.0

2.0

(

807

.9

2

4

2.0

14

.3

1

)

(

2

4

4

2

4

2

1

2

1

=

=

-

?

?

=

-

=

d

d

g

d

K

π

s

L

s

m

h

K

q

p

V

/

3.

51

/

0513

.0

15

.0

)1

85

.0

6.

13

(

036

.0

95

.0

)1

(

3=

=

?

-

?

?

=

-

'

=

ρ

ρ

μ

3-11.离心式通风机用集流器A从大气中吸入空气。直径d=200mm处,接一根细玻璃管,管的下端插入水槽中。已知管中的水上升H=150mm,求每秒钟吸入的空气量Q。空气的密度ρ为1.29kg/m3。

[解] gh

p

p

p

gh

p

a

a水

ρ

ρ-

=

?

=

+

2

2

s m

h g v h g v g

v gh p g p g v p g p a a a /757

.4729

.115.01000807.92222g 2g 00022

2222

2

2=???==?=?+

-=?++=++气水气水气水气气气ρρρρρρρρρ

s m v d q V /5.14

757.472.014.343222

=??==π

3-12.已知图示水平管路中的流量q V =2.5L/s ,直径d 1=50mm ,d 2=25mm ,,压力表读数为9807Pa ,若水头损失忽略不计,试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h 。

[解]

s m d q v s

m d q v v d v d q V V V /093.5025

.014.3105.244/273.105.014.3105.244442

3

2222

3

21122

2121=???===???==?==--ππππ

O mH g g p g v v g p p g

v v g p p p g v p p g v

g p a a a 22

2

12

12

222

12

2212

222

112398.0807

.910009807

2273.1093.522)(2g 020=?--=--=-?

-=-+?+-+=++ρρρρρ

O mH g

p p h p gh p a a 22

22398.0=-=

?=+ρρ 3-13.水平方向射流,流量Q=36L/s ,流速v =30m/s ,受垂直于射流轴线方向的平板的阻挡,截去流量Q 1=12 L/s ,并引起射流其余部分偏转,不计射流在平板上的阻力,试求射流的偏转角及对平板的作用力。(30°;)

[解] 取射流分成三股的地方为控制体,取x 轴向右为正向,取y 轴向上为正向,列水平即x 方向的动量

方程,可得:

022cos v q v q F V V ραρ-='-

y 方向的动量方程:

?

=?=

==?=?-=305.02412sin sin sin 00

221111221122αααραρv v v q v q v q v q v q v q V V V V V V

不计重力影响的伯努利方程:

C v p =+22

1

ρ

控制体的过流截面的压强都等于当地大气压p a ,因此,v 0=v 1=v 2

N

F N

F F 5.4565.45630

10361000cos 301024100033='?-='-????-???='---α 3-14.如图(俯视图)所示,水自喷嘴射向一与其交角成60o的光滑平板。若喷嘴出口直径d =25mm ,喷射流量Q =33.4L/s ,,试求射流沿平板的分流流量Q 1、Q 2以及射流对平板的作用力F 。假定水头损失可忽略不计。

[解] v 0=v 1=v 2

s m d Q v /076.68025

.014.3104.33442

3

20=???==-π

x 方向的动量方程:

s

L Q Q Q Q s

L Q Q Q Q Q Q Q Q Q Qv v Q v Q /05.2575.0/35.825.05.060cos 60cos )(0212222102211==-=?==?+=-??+=??--+=ρρρ

y 方向的动量方程:

N

Qv F v Q F 12.196960sin )

60sin (000=?='??--='ρρ

水力学考试试题与答案

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、2 kN/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; 答案:b

水力学试题带答案

水力学试题带答案

水力学模拟试题及答案 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、2 kN/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;

水力学历年试卷及答案[1]

2007年 一 ,名词解释: 1.连续介质:流体质点完全充满所占空间,没有间隙存在,其物理性质和运动要素都是连 续分布的介质。 2.流线: 某一确定时刻t ,在流场中一定有这样的曲线存在,使得曲线上各点处的流体质 点的流速都在切线方向,这样的曲线就叫做该时刻t 的流线。 3.长管:在水力计算中,管道沿程阻力远远大于局部阻力,局部阻力可以忽略不计的管道。 4.水跃:明渠水流从急流过渡到缓流状态时,会产生一种水面突然跃起的特殊局部水里现 象,既在较短的渠段内水深从小于临界水深急剧地跃到大于临界水深的现象。 5。渗流模型: 在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下,把渗流看成是由液体 质点充满全部渗流区的连续总流流动。 二,解答题 1. 温度对流体粘性系数有何影响?原因何在? 答:温度升高时液体的粘滞系数降低,流动性增加,气体则相反,粘滞系数增大。这是因为液体的粘性主要由分子间的内聚力造成的。温度升高时,分子间的内聚力减小,粘滞系数就要降低。造成气体粘性的主要原因则是气体内部分子的运动,它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的变换。当温度升高时,气体分子运动的速度加大,速度不同的相邻气体层之间的质量交换随之加剧,所以,气体的粘性将增大。 2. 写出总流伯努利方程,解释各项及方程的物理意义。 答:总流伯努利方程为:l h g V P Z g V P Z +++=++222 222 22 111 1αγαγ 其中:Z 表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均位置势能 γP 表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均压强势能。 g V 22 α 表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均动能。 l h 表示总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的平均机械能损失,称 为总流水头损失 γ P Z H P += 代表总流过流断面上单位重量流体的平均势能 g V P Z H 22 αγ++= 代表总流过流断面上单位重量流体的平均机械能 3. 长度比尺为40的传播模型实验,测得船速为1.2m/s 时模型受到的波浪阻力为0.03N , 试求原型船速和原型船舶所受到的波浪阻力(以重力作用为主) 答:根据牛顿一般相似原理:力的比例尺:2222p p p p F m m m m F l v F l v ρλρ==

(完整版)水力学试题带答案

水力学模拟试题及答案 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、2 kN/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;

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 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)

级《水力学》、《流体力学》试卷b及答案

扬州大学试卷(附答案) 水力学试题(B) 班级学号姓名成绩 一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1.液体动力粘滞系数μ的单位是() A.m2/s B.(N. s)/m2 C.N/m2 D.Pa/s 2.流线与等势线的关系为() A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定 3.在下列底坡渠道中,不可能发生明渠均匀流的底坡为() A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡 4.两种矩形断面渠道,其过水面积A,糙率n,底坡i均相等,但是底宽b及水深h不同,渠道一b1×h1 = 4m×1m,渠道二b2×h2 = 2m×2m,比较渠道中通过的流量相对大小为() A.Q1 > Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.无法确定 5.管道发生水击现象时,其水流类型为() A.有压、恒定均匀流 B.无压恒定非均匀流 C.有压、恒定非均匀流 D.有压非恒定流 6.水流在等直径管中作恒定流动时,其测压管水头线沿程() A.下降 B.不变 C.上升 D.可上升,亦可下降 7.串联管道,无支流分出,则各管段的() A.流量相等 B.切应力相等 C.沿程水头损失相等 D.水力坡度相等 8.粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而() A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 9.圆管水流中的下临界雷诺数等于() A.2000 B.1500 C.3000 D.5000 10.宽b = 2m的矩形明渠中,通过的流量Q恒定,水深从h1 = 1m渐变到h2 = 2m,其雷诺数之比Re1 / Re2为() A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2 二、填空题(在空格中填写正确答案) (本大题共10小题,每小题2分,共20分)

水力学与桥涵水文试题及答案

1临界xx: 以全渠的临界水深作均匀流动时相应的底坡称为临界底坡。 2造床流量: 为了便于对河床演变进行研究,用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量。 3、桥孔净长: 桥孔长度扣除全部桥墩宽度后的长度成为桥孔净长。 4、抽样误差: 用样本代表总体确定参数时必定存在一定误差,这个误差称为抽样误差。 5、重现期: 洪水频率的倒数,即某一变量在若干年后再次出现的时距。 1、易流动性: 静止时,液体不能承受切力、抵抗剪切变形的特性。 2、局部阻力: 局部边界条件急剧改变引起流速沿程突变所产生的惯性阻力。 3、弯曲系数: 河道全长与河源到xx的直线xxxx。 4、河槽集流: 坡面汇流由溪而涧进入河槽,最后到达流域出口断面的过程。 5、设计流量: 符合规定频率标准的流量。

1、xx均匀流: 水流的水深、断面平均流速沿程都不变的均匀流动。 2、流域: 一条河流两侧汇集水流的区域称为该河流的流域。 3、河相关系: 河流在水流、泥沙及河床的长期相互作用下,能形成与所在河段具体条件相适应的某种均衡状态,这种均衡状态与河流的有关部门要素常存在某种函数关系,这种函数关系称为河流的河相关系。 4、冲止流速: 桥下一般冲刷停止时垂线平均流速。 5、xx频率: P=m/n*100%,n年中等于或大于洪水流量的年数与具有最大流量值的总年数的比值。 1、临界水深: 在断面形式与流量给定的条件下,相对应于断面比能为最小时的水深。 2、径流总量: 一段时间内通过河流过水断面的总水量。 3、造床流量: 为了便于对河床演变进行研究,用一个与多年流量过程的综合造床作用相当的流量作为代表流量,称为造床流量。 4、桥孔xx: 设计水位上两桥台前缘之间的水面宽度。

水力学试卷及答案

水力学试题 第一部分选择题(共20分) 一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为( ) A.3.75×10-9Pa·s B.2.4×10-3Pa·s C.2.4×105Pa·s D.2.4×109Pa·s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A.1-1断面和2-2断面 B.2-2断面和3-3断面 C.1-1断面和3-3断面 D.3-3断面和4-4断面 3.如图所示,孔板上各孔口的大小形状相同,则各孔口的出流量是( ) A.Q A>Q B B.Q A=Q B C.Q A

A. B. C.+ D.+ + 6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下,计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( ) A.给定水深h,求底宽b B.给定宽深比β,求水深h与底宽b C.给定最大允许流速[v]max,求水底h与底宽b D.给定水力坡度J,求水深与底宽 7.断面单位能量随水深的变化规律是( ) A.存在极大值 B.存在极小值 C.随增加而单调增加 D.随增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中,表现为上凸型的水面曲线是( ) A.M3型 B.C3型 C.S3型 D.H3型 9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( ) A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( ) A. B. C. D. 第二部分非选择题(共80分) 二、填空题(本大题共10空,每空1分,共10分) 不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。 12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。 13.圆管流的临界雷诺数Re c为______。 14.水由孔口直接流入另一水体中,称为______出流。 15.在相同的作用水头作用下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。 16.渠道中的水深h大于临界水深h c时,水流流态为______。 17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。 18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。 19.达西定律适用于______渗流。 20.具有自由液面的水流模型试验,一般选用______准则设计模型。 三、名词解释题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 21.粘性 22.断面平均流速 23.粘性底层 24.短管 25.临界底坡 四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 26.试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义。 27.如图所示,一倒置U形管,上部为油,其密度ρoil=800kg/m3,用来测定水管中的A点流速u A,若读数△h=200mm,求该点流速μA。

水力学自测练习题之试题3

水力学自测练习题之试题3

水力学自测练习题之试题(三) 一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”) (本大题分17小题,每小题1分,共17分) 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。() 2、紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流。() 3、谢才系数C的单位是m。() 4、均匀流中只考虑沿程水头损失;渐变流中只考虑局部水头损失。() 5、公式既适用于层流,也适用于紊流。() 6、当H=2m,δ=30m,如图所示的建筑物为宽顶堰。() 7、对于实用堰与宽顶堰,只要下游水位不超过堰顶时,就一定是自由出流。() 8、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。() 9、渗流压强与基准面的选择有关。() 10、液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力有关。() 11、在管道水力计算中,所谓“长管”就是说管很长,所谓“短管”就是管道很短。() 12、并联长管道各管段的流量一定不相等。() 13、当管道长度L大于10倍作用水头H时,称为“长管”。() 14、长直棱柱形正坡(i>0)明渠中,作恒定流的水流,一定是均匀流。 () 15、小流量时三角形薄壁堰比矩形薄壁堰流量的精度高些。() 16、不可压缩液体连续方程既适用于恒定流,也适用于非恒定流。() 17、沿任意封闭曲线的速度环量为零的流速场为无涡流(无旋流)。() 二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)(本大题分8小题,每小题2分,共16分)

1、盛水容器a和b的测压管水面位置如图(a)、(b)所示,其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等,则pa和pb的关系为() (1)pa >pb (2)pa <pb (3)pa = pb (4)无法确定 2、静水压力的方向() (1)与受力面平行(2)与受力面斜交 (3)与受力面外法线方向一致(4)与受力面内法线方向一致 3、层流断面流速分布规律符合() (1)对数分布(2)直线分布 (3)抛物线分布(4)椭圆分布 4、平底棱柱形明渠的水跃函数θ(h′)与θ(h″)的关系是() (1)θ(h′)=θ(h″)(2)θ(h′)>θ(h″) (3)θ(h′)<θ(h″)(4)无法确定 5、缓坡上发生均匀流必定是() (1)缓流(2)缓变流 (3)急流(4)临界流 6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d=10cm,则属于小孔口出流的相应水 头为() (1)0.5m (2)0.7m (3)0.9m (4)1.2m 7、宽顶堰流量系数m的最大值为() (1)0.30 (2)0.385 (3)0.502 (4)0.75 8、流函数() (1)在等势面上为常量(2)只有无旋流动中才存在 (3)沿流线为常量(4)表达了速度与压强的关系 三、填空题(在空格中填写正确答案)(本大题分4小题,每空1分,共8分)

水力学试卷及答案qw

《水力学》试卷 班级:姓名:学号:成绩: 一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1.下列物理量中,有量纲的数为() a)A.佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ b)C.渗流系数k D. 堰流流量系数m 2.缓坡明渠中的均匀流是() a)A.缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3.管流的负压区是指测压管水头线() A在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C.在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分 4.有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同,但底坡i1>i2, 则其均匀流水深h1和h2的关系为() A.h1>h2 B. h1

水力学模拟题及答案

水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。() 2.只要是平面液流即二元流,流函数都存在。() 3.在落水的过程中,同一水位情况下,非恒定流的水面坡度比恒 定流时小,因而其流量亦小。() 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样,任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。() 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式,且存在于a、c两区。() 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 () 7.边界层内的液流型态只能是紊流。() 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 () 9.达西公式与杜比公式都表明:在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。() 10.在非恒定流情况下,过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。() 二、填空题: (20分) 1.流场中,各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究,那么微小平行六面体最普遍的运动形式有:,,,,四种。 2.土的渗透恃性由:,二方面决定。 3.水击类型有:,两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有,,三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是:,。 6.从理论上看,探索液体运动基本规律的两种不同的途径是:,。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式:J= J W+J V +J f 中,J V的物理意义是:。

8.在水力学中,拉普拉斯方程解法最常用的有:,,复变函数法,数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有:,使下游形成消能池;,使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为: u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问:①此流动是否存在流函数ψ,如存在,试求之; ②此流动是否存在速度势φ,如存在,试求之。 2(15分).某分洪闸,底坎为曲线型低堰.泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米,下游水深h t=3米,堰前较远处液面到堰顶的高度为5米,若取?=0.903,试判断水跃形式,并建议下游衔接的形式。(E0=h c+q2/2g?2h c2) 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示,左岸透水层中有地下水渗入河槽,河槽水深1.0米,在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米,当此河槽下游修建水库后,此河槽水位抬高了4米,若离左岸 1000米处的地下水位不变,试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ; s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]

2032水力学B 水利水电专 国家开放大学机考 题库及答案

单选题(共10题,共40分) 1. _______是研究作用在液体上的力与运动要素之间的关系,以及液体运动的基本规律。() A 水静力学 B 水动力学 C 土动力学 D 土静力学 参考答案:B;考生答案:B;试题分数:4;考生得分:4 2. 静止液体中同一点各方向的压强 A 大小相等 B 大小不等 C 仅水平方向数值相等 D 铅直方向数值最大 参考答案:A;考生答案:A;试题分数:4;考生得分:4 3. 在均质、连通的液体中,水平面是等压面,这就是___原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案:A;考生答案:A;试题分数:4;考生得分:4 4. 作用于淹没物体上的静水总压力只有一个铅垂向上的浮力,其大小等于该物体所排开的同体积的水重,这是著名的_____原理。 A 连通器原理 B 动量原理 C 帕斯卡原理 D 阿基米德原理 参考答案:D;考生答案:D;试题分数:4;考生得分:4

5. 理想液体的总水头线是一条 A 抛物线 B 水平线 C 曲线 D 斜直线 参考答案:B;考生答案:B;试题分数:4;考生得分:4 6. 总流的动量方程为,如果由动量方程求得的力为负值说明______() A 说明原假设的力的方向不对,反向即可。 B 说明方程中流速的取值出现错误。 C 说明方程中流量的取值出现错误。 D 说明方程中流速和流量的取值均出现错误。 参考答案:A;考生答案:A;试题分数:4;考生得分:4 7. 雷诺数Re是用来判别下列何种流动的重要无量纲系数 A 均匀流与非均匀流 B 层流与紊流 C 急流与缓流 D 明流与管流 参考答案:B;考生答案:B;试题分数:4;考生得分:4 8. 当水流的沿程水头损失系数λ只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于 A 紊流粗糙区 B 紊流光滑区 C 紊流过渡区 D 层流区 参考答案:A;考生答案:A;试题分数:4;考生得分:4

水力学试卷3及答案

水力学试卷(3) 一、填空题(每空1分,共30分) 1.水力学的研究方法包括( )、( ) 、( ) 。 2. 液体的主要物理性质为()、()、()、()、()、()。 3. 水力学研究的两大基本规律:一是关于液体平衡的规律,即();二是关于液体运动的规律,即()。 4.计算平面上静止液体作用力的两种方法是( ) 、( )。 5. 静止液体中压强的表示方法为()、()、()。 6.描述液体运动的两种方法( ) 、( ) 。 7.液体运动的两种型态( )、( )。 8. 实际液体恒定总流的能量方程的适用条件为()、()、()、()、()。 9.有压管路中水击分为( ) 、( ) 。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为( ) 、( )、( ) 。 二、名词解释(每个4分,共20分) 1.经济流速 2.断面比能 3.管网总成本 4.水跃 5.渗流系数 三、简答(每题5分,共20分) 1 什么是水力学?(5分) 2 明渠中水流的流动形态和判别方法分别有哪些?(5分) 3.何为有压管路中的水击?水击的类型有哪些?(5分) 4.简述渗流系数及其确定方法?(5分) 四、计算题(共30分)

1. 有一封闭水箱,箱内的水面至基准面高度z=2m,水面以下A、B两点的位置高度分别为z A =1.0m,z B =1.2m,液面压强p 0 =105kPa(绝对压强),如图1所示。试求:①A、B两点的绝对压强和相对压强;②A、B两点的测压管水头。(10分) 2.有一沿铅垂直立墙面敷设的弯管(如图2所示),弯头转角为90 O ,起始断面1—1与终止断面2—2间的轴线长度L为4m,两断面中心高差ΔZ为3m,已知1—1断面中心处动水压强p 1 为112.5KP a ,两断面之间水头损失h w 为0.15m,已知管径d为0.25m,试求当管中通过流量Q为0.08m 2 /s时,水流对弯头的作用力。(20分) (图1 )(图 2 ) 水力学试卷(3)答案 一、填空题(每个1分,共30分) 1. 理论方法、实验方法、量纲分析法 2. 惯性、质量与密度,万有引力与重力,粘滞性与粘滞系数,压缩性及压缩率,表面张力,汽化 3. 水静力学,水动力学 4. 解析法、图解法 5. 绝对压强、相对压强、真空度 6. 拉格朗日法、欧拉法 7. 层流、紊流 8. 恒定流,质量力仅为重力,不可压缩液体,渐变流断面,两断面间无分流和汇流9. 直接水击、间接水击10. 薄壁堰、实用堰、宽顶堰 二、名词解释(每个4分,共20分) 1.经济流速-使给水工程的总成本最低的管网流速。

水力学模拟试题及答案(一)

水力学模拟试题及答案(一) 1、选择题:(每小题2分) (1)在水力学中,单位质量力是指( C ) 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 (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、2 kN/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; 答案:b

水力学基础试题一(含答案)

试卷1 一 、选择题:(每题3分,共30分) A 非牛顿液体 B 理想液体 C 牛顿液体 D 宾汉液体 2两层静止液体,上层为油(密度为1ρ),下层为水(密度为2ρ),两层液体深相同,皆为h ,水、油分界面的相对压强 与水底面相对压强的比值为: A 211ρρρ+ B 121ρρρ+ C 21ρρ D 12 ρρ 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 B 0.32m/s C 0.2m/s D 0.1m/s 4雷诺数的物理意义是 A 重力和惯性力之比 B 重力与粘性力之比 C 粘性力与惯性力之比 D 惯性力与粘性力之比 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 n2,其它参数均相同,当通过一定流量时,则两渠段的临界水深h k1 h k2和 正常水深h 01、 h 02的关系分别为: A h k1=h k2 h 01=h 02 B h k1=h k2 h 01h k2 h 01>h 02 D h k1=h k2 h 01>h 02 9有一溢流堰,堰顶厚度为2m ,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,要实现明渠水流的流动相似 (明渠水流为重力流),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不论平面在静止液体中如何放置,其静水总压力的作用点永

水力学考试试题-样题答案

四川大学期考试试题 (200 ——200 学年第二学期) 课程号:课序号:课程名称:任课教师:成绩:适用专业年级:学生人数:印题分数:学号:姓名:

三、思考题(4×8=32分) 1.图(a )表示一水闸正在提升闸门放水,图(b)表示一水管正在打开阀门放水,若它们的上游水位均保持不变,问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程?为什么? 答:不符合,因连续方程适用条件为:恒定流;而以上两种情况均为非恒定流。 2.何谓断面比能曲线?比能曲线有哪些特征? 答:一、比能曲线:当流量Q ,过水断面形状,尺寸一定时,断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线: 2 2 ()2s Q E h f h gA α=+ = 二、特征:1)一条二次曲线,下端以水平轴线为渐进线,h →0,Es →∞;曲线上端与以坐标轴成45° 角直线为渐近线h →∞,Es →∞; 2)当h 由0→∞,Es 由∞→∞,其中有一最小值Esmin ,相应的水深为hk ; 3)最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支,上支Fr<1,为缓流;下支Fr>1,急流; 4)临界水深hk 可判断流态: (1)当h=hk 临界流; (2)当h>hk 缓流; (3)当h

3.试验槽中水流现象如图示,流量不变,如提高或降低一些尾门(尾门之前的水流始终为缓流),试分析水跃位置是否移动?向前或是向后移动?为什么? 答:因为Q=常数,所以:1)尾门提高,跃后水深下降,跃前水深h 上升,故水跃向后移; 2)尾门降低,跃后水深上升,跃前水深h 下降,故水跃向前移。 4.长管、短管是怎样定义的?书中介绍了哪四种复杂管道? 长管:以沿程水头损失hf 为主,局部水头损失hj 和流速水头很小(所占沿程水头损失hf 的5%以下); 短管:局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大,不能忽略的管道。 书中介绍了:串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题(2×6=12分) 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2.在各段都长而直的棱柱体渠道中,已知Q ,糙率n 均为一定,试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3 N 2 N 1N 1K b 1 c 1 a 2 c 2 N 2 b 2 =0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线

水力学考试试题1-样题答案

四川大学期末考试试题 (200 ——200 学年第二学期) 课程号:课序号:课程名称:任课教师:成绩:适用专业年级:学生人数:印题分数:学号:姓名:

1.图(a )表示一水闸正在提升闸门放水,图(b)表示一水管正在打开阀门放水,若它们的上游水位均保持不变,问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程?为什么? 答:不符合,因连续方程适用条件为:恒定流;而以上两种情况均为非恒定流。 2.何谓断面比能曲线?比能曲线有哪些特征? 答:一、比能曲线:当流量Q ,过水断面形状,尺寸一定时,断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线: 2 2()2s Q E h f h gA α=+= 二、特征:1)一条二次曲线,下端以水平轴线为渐进线,h →0,Es →∞;曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h →∞, Es →∞; 2)当h 由0→∞,Es 由∞→∞,其中有一最小值Esmin ,相应的水深为hk ; 3)最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支,上支Fr<1,为缓流;下支Fr>1,急流; 4)临界水深hk 可判断流态: (1)当h=hk 临界流; (2)当h>hk 缓流; (3)当h

前或是向后移动?为什么? 答:因为Q=常数,所以:1)尾门提高,跃后水深下降,跃前水深h 上升,故水跃向后移; 2)尾门降低,跃后水深上升,跃前水深h 下降,故水跃向前移。 4.长管、短管是怎样定义的?书中介绍了哪四种复杂管道? 长管:以沿程水头损失hf 为主,局部水头损失hj 和流速水头很小(所占沿程水头损失hf 的5%以下); 短管:局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大,不能忽略的管道。 书中介绍了:串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。 四、作图题(2×6=12分) 1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 2.在各段都长而直的棱柱体渠道中,已知Q ,糙率n 均为一定,试定性绘出下列各渠道中的水面线。 N 3N 2N 1N 1K b 1c 1a 2c 2N 2b 2=0 V 0 =0 V 4 ≠ 0 V 1 V 2 V 3 总水头线 测压管水头线

水力学基础试题九(含答案)

试卷9 一 、填空题:(每空1分,共10分) 1.输水管道的流量和水温一定,当管径减小时,水流雷诺数 随之 。 2.对于紊流有Fr 1、 h h k 、i i k 、h Es ?? 0。 3.满足 条件的堰流是薄壁堰;满足 条件的堰流是实用堰;满足 条件的堰流是宽顶堰。 4明渠均匀流的总水头线、水面线及底坡三者 。 5.一梯形过水断面按水力最佳断面设计,其水深为2m ,边坡系数为1.5,则其底宽为 m 。 二、判断题:(每题2分,共10分) 1因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水头损失也不相同。( ) 2只有当相对压强小于零时,才能座及到真空度的概念。( ) 3在紊流粗糙区中,对于同一种材料的管道,管径越小,则沿程水头损失系数越大。( ) 4缓流时断面单位能量随水深的增大而增加,急流时断面单位能量随水深的增大而减少。( ) 5在实际工作中,直接水击是我们应尽力避免的,因为此时阀门处的压强未能达到最大值。( ) 三、说明题(3小题,共20分) 1. (本题6分)说明图中所示管段AB 中的水流在阀门C 开 启的过程中属于恒定流或非恒定流,均 匀流或非均匀流。(6分) C 2.(本题7分)应用水面曲线微分方程来分析下图中b 区水面线的形状。

( ) 1 ) ( 1 2 2 Fr k k i ds dh - - = k i i< < 3. 绘制出尼库拉兹的分区实验图,并指出每一区的沿程阻力系数的影响因素。 四、绘图题(4小题,共25分) 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)

水力学习题及答案-液体一元恒定总流的基本原理

第3章液体一元恒定总流的基本原理题解 3.1如图某水平放置的分叉管路,总管流量Q =40m 3/s ,通过叉管1的流量为Q 1=20m 3/s , 叉管2的直径d =1.5m 求出管2的流量及断面平均流速。 题3.1图 解:由连续方程可知12Q Q Q =+ 则3 21402020m /s Q Q Q =-=-= 22 22222442011.32m/s 3.14 1.5 Q Q v A d π?====? 3.2有一底坡非常陡的渠道如图所示,水流为恒定流,A 点流速为5m/s ,设A 点距水面的铅直水深H =3.5m ,若以o o -为基准面。求A 点的位置水头。压强水头,流速水头,总水头各为多少? 题3.2图 解:A 点的位置水头:10m A z = A 点的压强水头为: 2cos 30 3.50.75 2.63m A p H g ρ=?=?= A 点的流速水头: 225 1.27m 229.81 A u g ==? 1

总水头: 2 10 2.63 1.2713.9m 2A A A A p u E z g g ρ=+ +=++= 3.3垂直放置的管道,并串联一文丘里流量计如图所示。已知收缩前的管径 m 0.4=D ,喉管处的直径m 0.2=d ,水银压差计读数△h =3.0cm ,两断面间的水头 损失g v h w 205.02 1=(1v 对应喉管处的流速)求管中水流的流速和流量。 题3.3图 解:以2—2断面为基准面对1—1断面和2—2断面列能量方程有(并取12 1.0αα==) g v g v g p g v g p z 205.02022 12 222111+++=++ρρ整理后得出 g v g v g v g v g v g p g p z 295.02205.0222 122212122211-=+-=-+ρρ (a ) 列出水银压差计上的等压面方程有 []h z z l g p h g gl p m ?+--+=?++)(2121ρρρ 经化简,由于02=z h g p p z ?-=-+6.122 11ρ代入(a )后可得g v h 289.06.1221=? 从而可解出m /s 89.21=v 流量s d A v Q /m 1007.94 89.2342 11-?=? ==π 3.4有一水泵,,抽水流量Q =0.02m 3/s,吸水管直径d =20cm ,管长L =5.0m ,泵

水力学试题(计算题).

水力学试题(计算题) 0.6 如图所示有一0.8×0.2m的平板在油面上作水平运动,已知运动速度μ=1m/s,平板与固定边界的距离δ=1mm,油的动力粘滞系数为1.15N.S/m2,由平板所带动的油的速度成直线分布,试求平板所受的阻力。 题0.6 0.7 (1)容积为4m3的水,当压强增加了5个大气压时容积减少1升,试求该水的体积弹性系数K。 (2)又为使水的体积相对压缩1/1000,需要增大多少压强? 1.23 如图示,闸门AB宽1.2m,铰在A点,压力表G的读数为-14700N/m2,在右侧箱中油的容重γ0=8.33KN/m2,问在B点加多大的水平力才能使闸门AB 平衡? 题1.23 2.21 贮水器内水面保持恒定,底部接一铅垂直管输水,直管直径d1=100mm,末端收缩管嘴出口直径d2=50mm,若不计水头损失,求直管中A、B两断面的压强水头。

题2.21 2.22 设有一股自喷咀以速度V0喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成α角的固定平面壁上,当水流冲击到平面壁后,分成两股水流流出冲击区,若不计重量,(流动在一个水平面上),并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力,试推证沿着射流方向施加于平面壁上的压力P=ρ.Q.V0sin2α,并求出Q1与Q2各为多少? 题2.22 2.23 水平放置的水电站压力钢管分岔段,用混凝土支座固定,已知主管直径D = 3.0m,两个分岔管直径d=2.0m,转角α=1200,主管末断压强p=294KN/m2,通过总流量Q=35m3/s,两分岔管的流量相等,动水压强相等,损失不计,试求水对支座的总推力为若干? 题2.23 2.24 射流自喷嘴中水平射出,冲击在一块与射流方向垂直的正方形平板上,平

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