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水力学题库

《水力学》习题、试题库

一、名词解释

1.有压流

2.无压流

3.流线

4.迹线

5.渐变流:

6.急变流

7.水力最优断面

8.粘滞性

9.膨胀性

10.压缩性

11.质量力

12.表面力

13.均匀流

14.非均匀流

15.佛汝德数

16.雷诺数

17.棱柱形渠道

18.非棱柱形渠道

19.理想液体

20.圆柱形外管嘴

21.长管

22.短管

23.孔口

24.临界水深

25.正常水深

26.局部水头损失

27.沿程水头损失

28.连续介质

29.恒定流

30.非恒流

31.基本量纲

32.紊流

33.层流

34.流管

35.元流

36.总流

37.过水断面

38.流量

39.当地加速度

40.迁移加速度

41.水力坡度J

42.测压管坡度Jp

43.正坡

44.平坡

45.负坡

46.逆坡

47.临界流

48.急流

49.缓流

50.平均水深h m

51.临界坡度i k

52.不冲允许流速

53.不淤允许流速

54.断面比能

55. 自由出流

56. 淹没出流

二、简答题

1.请简述“连续介质假设”的内容及其对研究液体运动的意义。

2.什么是均匀流?明渠均匀流有哪些水力特征?

3.什么是水力最优断面?

4.什么是“佛汝德数”,其物理意义表示什么?

5. 什么是理想液体?

6. 什么是迹线?

7. 什么是棱柱形渠道?

8. 什么是“雷诺数”,其物理意义表示什么?

9. 什么是圆柱形外管嘴?管嘴的形成条件。

10.简述牛顿内摩擦定律的内容及其物理意义。

11.简述静水压强的特性。

12.简述帕斯卡定律的内容。

13.什么是等压面?它有何性质?

14.什么是流线?它有何特点?

15.简述明渠均匀流的形成条件。

16.何谓渐变流,渐变流有哪些重要性质?

17.雷诺数与哪些因数有关?其物理意义是什么?当管道流量一定时,随管径的加大,雷诺数是增大还是减小?

18.欧拉数与韦伯数的物理意义是什么?

三、判断题

1.恒定流时,流线与迹线重合。()

2.在相同的水头作用下,孔口的流量比管嘴的流量大。()

3.相对压强可以大于、等于或小于零。()

4.等压面不一定与质量力正交。()

5.水一定由高处向低处流。()

6.液体质点运动的轨迹线称为迹线。()

7.均匀流时当地加速度为零。()

8.急变流简称急流。()

9.渐变流也称缓流。()

10.渐变流,又称缓变流,简称缓流。()

11.恒定流时当地加速度为零。()

12.理想液体就是没有粘滞性的液体。()

13.均匀流时迁移加速度为零。()

14.棱柱形渠道就是断面形状为棱形的渠道。()

15.恒定流时迁移加速度为零。()

16.相对压强可以大于、等于零但不可以小于零。()

17.绝对压强可以大于、等于零但不可以小于零。()

18.相对压强可以大于、等于或小于零。()

19.真空值一般为负数。()

20.真空就是相对压强小于零。()

21.真空就是绝对压强小于零。()

22.长管就是指长度大于1000m的管道。()

23.水一定由流速大的地方向流速小的地方流。()

24.水一定由压强大的地方向压强小的地方流。()

25.明渠均匀流的总水头线坡度、测压管水头线坡度和渠底坡度彼此相等。()

26.实际液流的总水头线总是沿程下降。()

27.测压管水头线总是沿程下降。()

28.测压管水头线沿程可升可降。()

29.实际液流的水力坡度J总是大于零。()

30.测压管坡度Jp总是大于零。()

31.测压管坡度Jp可以大于、等于或小于零。()

32.实际液流的水力坡度J可以大于、等于或小于零。()

33.等压面不一定与质量力正交。()

34.水力光滑区的沿程阻力系数只与雷诺数有关。()

35.完全粗糙区的沿程阻力系数只与粗糙度有关。()

36.层流区的沿程阻力系数只与雷诺数有关。()

37.以完全真空为零点计算的压强称为绝对压强。()

38.以当地大气压强为零点计算的压强称为绝对压强。()

39.以当地大气压强为零点计算的压强称为相对压强。()

40.以完全真空为零点计算的压强称为相对压强。()

41.作用在平面上的静水总压力的作用点在对称轴上。()

()

42.作用在曲面上的静水总压力的作用线必通过其水平分力Px与垂直分力Pz的交点。

43.作用在曲面上的静水总压力的作用点即其水平分力Px与垂直分力Pz的交点。()

44.流线疏密度代表流速的大小,流线密的地方,流速小。()

45.流线不能相交且必须是光滑曲线。()

46.均匀流的过水断面为平面,非均匀流的过水断面为曲面。()

47.几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据;()

48.动力相似是决定两流动相似的主导因素;()

49.运动相似是几何相似和动力相似的表现;()

50.凡流动相似的流动,必是几何相似、运动相似和动力相似的流动。()

四.单项选择题:

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。

2.体积弹性系数越大,则()。

A.液体压缩性大 B. 液体越不容易压缩 C. 液体越容易压缩

3.理想液体是()。

B.不可压缩液体 B.粘滞度是常数的液体

C. 没有粘滞性的液体

D.符合牛顿内摩擦定律的液体

4.液体的粘滞切应力( ).

A.与剪切变形速率成反比 B. 与剪切变形速率成正比 C. 与速度梯度成反比

5.静止液体中,同一点各方向的压强 ( )。

A.数值相等 B.数值不等 C.铅直方向数值最大 D.水平方向数值最大

6.均匀流时( )

A.当地加速度为零 B.迁移加速度为零 C.合加速度为零

7.粘性流体总水头线沿程的变化是( )。

A.沿程下降 B. 沿程上升 C.保持水平 D.前三种情况都有可能

8.并联长管管段如右图, 则A.B之间的水头损失是( ).

A.hf AB=hf1+hf2+hf3

B.hf AB=hf1+hf2

C.hf AB=hf1=hf2=hf3

9.水力最优矩形断面,宽深比为( ).

A.0.5 B.1.0 C 2.0 D.4.0

10.明渠流动为缓流时( ).

A.Fr<1 B. Fr>1 C. h

11.明渠中 ( ).

A.水力坡度线一定平行于底坡线 B. 总水头线与自由水面重合

C. 测压管线与自由水面重合

12.在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的增大,临界水深将( ). A.增大 B. 减小 C.不变

13.佛汝德数数的物理意义表示()。

A.粘滞力和重力之比 B. 惯性力与重力之比 C. 惯性力与粘滞力之比

D. 压力与粘滞力之比

14.明渠水流模型实验,长度比尺为4, 模型水管的流量应为原型输水量的( ).

A.1/32

B.1/4

C.1/8

D.1/16.

15.模型和原型几何相似的条件是()。

A.对应长度成一固定的比例,且对应角相等;

B.对应长度成一固定的比例,且对应角也成一固定的比例;

16.相对压强()

a)可以大于、等于或小于零; B.只能大于零; C.只能大于或等于零。

17.水的粘度随温度的升高()。

A.增大 B.减小 C.不变

18.体积压缩系数越大,则()。

A.液体压缩性小 B. 液体越不容易压缩 C. 液体越容易压缩

19. 在相同的水头作用下,孔口的流量比其圆柱形外管嘴的流量 ( )

A.大 B.小 C.相等

20.下列说法哪个正确()

A.水一定由高处向低处流;B.水从流速大的流向流速小的地方;

C.水从压强大的流向压强小的地方;D.水从能量大处流向能量小处。

21.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。

22.明渠流动为急流时( ).

A.Fr<1 B. Fr>1 C. h

D.de/dh<0

23.已知液体流动的沿程水力摩擦系数λ与边壁粗糙度和雷诺数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

24.雷诺数的物理意义表示()。

A.粘滞力和重力之比 B. 惯性力与重力之比 C. 惯性力与粘滞力之比

D. 压力与粘滞力之比

25.牛顿液体是指()。

A.具有粘滞性的液体 B. 不具有粘滞性的液体 C. 符合牛顿内摩擦定律的液体26.液体的粘滞性随温度的降低而()。

A.增大 B.减小 C.不变

27.下列说法哪个不是明渠均匀流的形成条件()

A.恒定流; B.流量、底坡和渠道粗糙情况都沿程不变;

C.明渠必须是长而直的平坡棱柱形渠道; D.无障碍物。

28.已知液体流动的沿程水力摩擦系数λ只与边壁粗糙度有关,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

29.下列不属于牛顿液体的是()。

A、水;

B、酒精;

C、泥浆;

D、空气

30.理想液体的特征是()。

A.粘度是常数 B.可压缩 C.无粘性

31.与牛顿内摩擦定律直接有关的因素( ).

A.切应力和压强 B.切应力和剪切变形速度 C.切应力和剪切变形

32.相对压强的起点是( )。

A.绝对真空 B.一个标准大气压 C. 当地大气压

33.绝对压强Pabs与相对压强P,真空度Pv.当地大气压之间Pa的关系( )。

A.Pabs=P+Pv B.P=Pabs+Pa C.Pv=Pa-Pabs

34.恒定流是: ( )

A.流动随时间按一定规律变化 B.各过流断面的速度分布相同

C.流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化

35.进行水力模型实验,要实现有压管流的动力相似,应选择的相似准则是()。

A.雷诺准则 B.弗劳德准则 C.欧拉准则

36.速度v,长度L,重力加速度g的无量纲组合是()。

A.Lv/g B. v/gL C. L/vg D.v/gL

37.水力最优断面是( ).

A.造价最低的渠道断面 B.壁面粗糙系数最小的断面

C.对一定的流量具有最大断面积的断面

38.圆管水流中的下临界雷诺数等于()

A.1000

B.1500

C.2320

D.580

39. 明渠水流中的下临界雷诺数等于()

A.1000

B.580

C.2300

D.5000

40.在流量一定,渠道断面的形状.尺寸和壁面粗糙度一定时,随底坡的增大,正常水深

将( ).

A.增大 B. 减小 C.不变

41.已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁粗糙度和雷诺数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

42.有压圆形管道的管径为d,其水力半径为R,则d/R等于()

A、8;

B、4;

C、2;

D、1。

43.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是( )

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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

44.并联长管1、2,两管的直径相同,沿程阻力系数相同,长度L2=3L1,通过的流量为( ).

( )

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,各

g

48.长管的总水头线与测压管水头线()

A.相重合;

B.相平行,呈直线;

C.相平行,呈阶梯状;

D.以上答案都不对。

49.按重力相似准则设计模型,若几何比尺为100,则流速比尺为()

A.100;

B.10;

C.20;

D.50。

50.紊流粗糙区的水头损失与流速成()

A. 一次方关系;

B.二次方关系;

C. 1.75~2.0次方关系。

51.雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数()

A. 急流和缓流;

B. 均匀流和非均匀流;

C. 层流和紊流;

D. 恒定流和非恒定流。

52. 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 p a 和 p b 。若两容器内水深相等,则 p a 和p b 的关系为 ( )

A. p a > p b

B. p a < p b

C. p a = p b

D.无法确定

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53. 紊流中粘滞底层厚度 δ 比绝对粗糙高度 ? 大得多的壁面称为 ( ) A.光滑面 B.过渡粗糙面 C.粗糙面 D.以上答案均不对 54.下列可能发生明渠均匀流的渠道是( )。 A.正坡棱柱形渠道 B.正坡非棱柱形渠道 C.平坡棱柱形渠道

D.负坡棱柱形渠道

55. 在图示并联管道中,当流量21v v q q >时,则管段1和管段2的水头损失1f h 与2f h 的关系是 ( )

A.1f h >2f h

B.1f h <2f h

C.1f h =2f h

D.无法确定

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56.若水力最优矩形断面的水深为1.2米,其宽度为( ) A .0.6m B .1.2m C .1.8m

D .2.4m

57. 图示容器内有一放水孔,孔口设有面积为A 的阀门ab ,容器内水深为h ,阀门所受静水总压力为 ( )

A.0.5γhA ;

B.γhA ;

C.0.5γh2A ;

D.γh2A

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58.进行石油输送管路的水力模型试验,要实现动力相似,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.以上都不是

59.串联管道各串联管段的:()

A.水头损失相等;

B.总能量损失相等;

C.水力坡度相等;

D.所通过的流量相等。

60.如图,并联长管管段1、2、3在A、B之间的水头损失是:()

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五、绘图题

1.绘出图中AB面上静水压强分布图.

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2. 绘出图中二向曲面上的压力体。

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六.计算题:

1.如图所示:为矩形断面平坡渠道中水流越过一平顶障碍物,已知渠宽b=1.2m,上游断面水深h1=

2.0m,障碍物顶部2-2断面水深h2=0.5m,已测得v1=0.4m/s,试求水流对障碍物迎水面的冲击力R.

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2.已知:图中所示平面AB,宽1m,倾角为450,左侧水深h

1=3m右侧水深,h

2

=2m,求静水总压

力及其作用点.

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3.一铅垂形闸门如图所示,已知:h1=1m.h2=2m,闸门宽度b为1.5m,

试求:水对闸门平面上静水总压力的大小及其作用点的位置.

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4.水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止垂平板,水流随即在平板上向四周散开,已知射流流量Q为30 L/s,射流流速V为20 m/s,试求射流对平板的冲击力R.

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5.有一矩形平面闸门,宽度b=2m,两边承受水压力,如图所示。已知h1=4m,h2=8m。求闸门上静水总压力的大小及其作用点的位置。

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6.某一水池,通过一根管径d =100mm,管长ι=800m的管道,恒定地放水(见图)。已知水池水面和管道出口高差H=20m,管道上有两个弯头,每个弯头的局部阻力系数

ξ1=ξ2=0.3,管道是直角进口(ξ3=0.5),管道全长的沿程阻力系数λ=0.025,试求通过管道的流量。

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7.长2.0km的梯形土渠,其渠底总落差△Z=8.0m,渠宽b=3m, h

=0.8m, m=1.5, n=0.03,

=1.5m/s,试校验该渠道是否会发生冲刷

按土渠土质查得v

不冲

8.一矩形渠道,断面宽b=5m, 通过流量Q=17.25m3/s,渠内水深h=1.5m,求此渠道的临界

,并判别水流流态。

水深h

k

α,如不考虑

=60

?

.)

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10.求淡水自由表面下2 m 深度处的绝对压强和相对压强(认为自由表面的绝对 压强为1工程大气压)。

11.蒸汽机车的煤水车如图所示由一直径d=150mm ,长ι=80m 的管道供水,管道中有两个闸阀和四个直角弯头(λ=0.03,闸阀全开ξv =0.12,弯头ξb =0.48),进口ξc =0.5。已知煤水车的有效容积V=25m 3

,水塔具有水头H=18m 。试求煤水车充满水所需的最短时间。

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12.一矩形渠道,断面宽b=6m, 通过流量Q=30m 3/s ,渠内水深h=2.0m,求此渠道的临界水深h k ,并判别水流流态。

13.一圆弧形闸门如图所示,圆心角φ为30o ,半径R 为2.5m,宽度b 为6m, 闸门转轴恰与水面齐平,求:水对闸门的总压力及对转轴的力矩。

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14.如图所示,一矩形平板闸门AB ,宽b=2m ,与水平面夹角α=30°,其自重G=19.6kN ,并铰接于A 点。水面通过A 点,水深h=2.1m ,试求打开闸门的最大铅直拉力T 。

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0.12m3/s ,断面A-A的相对压强为1.8个工程大气压,管子的中心线均在同一水平面上,求固定此弯管所需的力Fx和Fy,不计水头损失.

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17.为将水库中水引至堤外灌溉,安装了一根直径d=1.5m的虹吸管,当不计水头损失时,求虹吸管顶部s处的压强。

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18. 设水流由水箱经水平串联管路流入大气,如图所示。已知AB 管段直径d 1=0.25m ,

沿程损失h fAB =0.4g 2V 21,BC 管段直径d 2=0.15m ,已知损失h fBC =0.5g 2V 2

2,进口局部损失

h j1=0.5g 2V 21,突然收缩局部损失h j2=0.32g

2V 2

2,试求管内流量Q 。

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19.图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H =1.2m ,闸门宽B =4m ,圆弧形闸门半径R =1m ,水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB 上作用的

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静水总压力及作用方向。

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20.水平分岔管路,干管直径d1=600mm, 支管直径d2=400mmm,分岔角α=300,已知分岔前断面的压力表Pm=70KN/m 2,干管流量Q=0.6m 3/s,不计水头损失. 求 :水流对分岔管的作用力.