秋季水力学中期试题带答案
四川大学期中考试试题
（2015 ——2016 年第一学期）
课程号：课序号：课程名称：水力学任课教师：成绩：
液流型态无关。 （ × ） 12、湍流中，紧靠固体边界表明有一层极薄的粘性底层存在，粘性底层内为层流。
（ √ ）
13、谢齐公式是基于明渠均匀流的实测资料，因此不能用于不同的流态或流区。
（ × ）
14、串联管道可以按长管计算，也可能按短管计算。 （ √ ） 15、明渠均匀流的过水断面应与底坡线相垂直，同时也与水面线相垂直。 （ √ ）
二、选择题（本大题分10小题，每小题2分，共20分） 1、静止液体中同一点各方向的压强（ A ）。
A 数值相等
B 大小不等
C 水平方向分量数值相等
D 垂直方向分量数值相等
2、图示为两种液体盛于容器中，处于静止状态，且密度21ρρ>，则A 、B 两测压管中
的液面相对位置关系为（ B ）。
A B 管高于A 管 B A 管高于B 管
C A 、B 两管同高
D 与A 、B 测压管管径有关
3、关于水流流向问题的正确说法为（ D ）。
A 水流一定从高处向低处流
B 水流一定从压强大处向压强小处流
C 水流一定从流速大处向流速小处流
D 水流一定从机械能大处向机械能小处流 4、下列各组物理量中，属于同一量纲的是（ C ）。
A 长度、宽度、动力粘度
B 速度、密度、运动粘度
C 水深、管径、测压管水头
D 密度、重量、加速度
5、从作用力角度分析，在下列渠道中能产生均匀流的渠道为（ B ）。
A 平坡渠道
B 正坡渠道
C 逆坡渠道
D 非棱柱形正坡渠道 6、矩形断面渠道最小断面比能min s
E 与相应的临界水深k h 之比min s k E h 的值为（ B ）。
A B 3/2 C 2/3 D 1/3
7、矩形断面渠道中，水深为，单宽流量为1m 3/(s ·m)，则该水流为（ A ）。
A 缓流
B 急流
C 临界流
D 层流 8、谢齐系数C 与沿程阻力系数λ的关系，下列正确的为（ C ）。
A
8/g C λ= B 8g C λ=
C 28g C λ=
D 2
8/g C λ=
9、已知水流的沿程阻力系数λ与雷诺数Re 无关，可判断该水流属于（ D ）。
A 层流区
B 湍流光滑区
C 湍流过渡粗糙区
D 湍流粗糙区 10、公式v RJ =
不能用于（ C ）。
A 均匀流
B 急流
C 管流
D 明渠流
三、简答题（本大题共1小题，共18分）
1、图示A 、B 、C 为三条高程不同的坝身泄水管，其管径d ，长度L ，沿程阻力系数λ均相同，试问它们的泄流量是否相同，为什么？（6分）
答：三条泄水管的泄流量相同。 (2 分) 三条泄水管都是淹没出流，根据简单管道的流量公式:
淹没出流：2A gH μ=Q ，因为A 、B 、C 三条泄水管的作用水头H 都是上下水位之差，且它们的管径d ，长度L ，沿程阻力系数λ均相同，因此流量系数μ和断面面积A 也相同，所以三条泄水管的泄流量==A B C Q Q Q 。 (4 分)
1、如下图所示的容器，装有密度为ρ的水，半圆弧?
BAC的半径为R，绘出?BA上的水平压强分布图（给出A、B点的大小）及压力体。（6分）
A
B
O
C
R
h
2、定性绘出图示短管的总水头线和测压管水头线。(5分)
五、计算题（本大题共4小题，总计36分）
1、图示一贮水设备，在C点测得绝对压强p=29430 Pa，h=2m，R=。求半球曲面AB 所受到液体的作用力。（球体积公式3
4
3
V R
π
=
球
）。（9分）
h
0.5h
p
A
B
R
C
解：质量力只有重力，等压面仍为水平面
将C 点的压强作用等效于高为H 的水柱，利用AB 的压力体即可求解。C 位于处。
等效水柱高度H=
29430
3m 10009.81
p g ρ==? 半球AB 的压力体如上图，所以压力圆柱半球F (V V )p p gV g ρρ==-
222圆柱（-0.5）=3.140.5(30.52) 1.57m V R H h π=???-?=
332半球22
V 3.140.50.262m 33
R π=
=??= 所以Fp=1000××（）==(方向向上)
2、有一倾斜放置的管道，管径由d 1=10cm ，突然扩大至d 2=20cm 。试验时测得测压管1和2中的水位分别为和，如图所示。求管道流量Q 。（建议取动能修正系数为1，突然
扩大局部水头损失系数()2
21/1A A ξ=-，A 1、A 2分别为小管和大管的断面面积，ξ对应于大管的流速。）(9分)
解：
2211（）/40.00785A d m π== （1）
2212（）/40.03142A d m π== （2）
突然扩大局部水头损失系数()2
21/19.015A A ξ=-= （3）
对测压管1和测压管2应用伯努利方程有：
2211221222w p v p v Z Z h g g g g
ρρ++=+++ （4）
其中：2
22w v h g ξ= （5）
由连续性方程1122V A V A =有：124V V = （6） 由已知条件测压管1和2中的水位分别为和知：2121()0.3p p
Z Z g g
ρρ+
-+= （7）
（5）（6）（7）代入（4）得
2V =s Q =A 2V 2=s
3、有一沿铅垂直立墙壁铺设的弯管，如图。弯头转角为900，起始断面1-1与终止断面2-2间的轴线长度L 为，两断面中心高差Z 为2m ，已知1-1断面中心处动水压强p 1为m 2，两断面之间的水头损失h w 为，管径为，求当管中通过流量Q =s 时，水流对弯管的作用力。(9分)
11
2
2
解：
如上图所示，取渐变流断面1-1和2-2，以2-2断面为基准面，建立如图坐标系，写1-1和2-2断面间水流的能量方程：
22
12022w p p v v Z h g g g g ρρ?++=+++ （1）
化简有：21
w p p Z h g g
ρρ=?+- （2） 将h w =,p 1=m 2代入（2）有：
212117600
()10009.8(20.1)136.2/9.81000
w p p g Z h kN m g ρρ=?+
-=?+-=?弯头内的水重为：