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水力学期末考试复习题及答案

水力学期末考试复习题及答案

1、选择题:(每小题2分)

(1)在水力学中,单位质量力是指( 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(d )

a、重合;

b、平行

c、相交;

d、正交。

(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为b

a、1 kN/m2

b、2 kN/m2

c、5 kN/m2

d、10 kN/m2

(4)水力学中的一维流动是指( d )

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。

(5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=(b )

a、8;

b、4;

c、2;

d、1。

(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c

a、层流区;

b、紊流光滑区;

c、紊流过渡粗糙区;

d、紊流粗糙区(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c

a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m

(8)在明渠中不可以发生的流动是( c )

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。

(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是( b )。

a、均匀缓流;

b、均匀急流;

c、非均匀缓流;

d、非均匀急流。(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b

a、缓流;

b、急流;

c、临界流;

(11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H( d )成正比。

a、1次方

b、2次方

c、3/2次方

d、1/2次方

(12)渗流研究的对象是( a )的运动规律。

a、重力水;

b、毛细水;

c、气态水;

d、薄膜水。

(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有b

a、文丘里计

b、毕托管

c、测压管

d、薄壁堰

(14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λL=100,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d

a、1米,λQ =1000;

b、10米,λQ =100;

c、1米,λQ =100000;

d、10米,λQ=100000。

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。(x )(2)水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。(x )(3)水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(x )(4)粘滞性是液体产生水头损失的内因。(T )(5)同样条件下直接水击比间接水击更不安全。(T )(6)在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。(X )(7)矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。(T )(8)断面比能沿流程总是减小的。(X )(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。(X )

(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。( T ) 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。

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,其水深h h k,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T s水击相长T r的水击,称为

水击,把T s T r的水击称为

水击。

答案:直接, 间接。 (9) a 2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。

(10) 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h c 的共轭水深 h c ’’ h t (h t 为下游河道的水深,填写 、 、符号) 答案:填写 、 、符号

(12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型,长度比尺λL =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v p =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?

答案:这种说法错误的。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λ的变化规律。

答案:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成

反比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re 的函数;在紊流光滑区λ=f 1(Re ); 过渡

区λ=f 2(Re , );粗糙区λ=f 3( ),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。

R

?

R

?i R C v =

(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。(5分)

水力学期末考试复习题及答案

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解:

(2)定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称及流态。(各渠段

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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 m 2,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ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水力摩擦系数λ=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,对上下游渠道内的计算断面建立能量方程

g

v R l h H w 2)4(2

∑+==ξλ (5分) 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.02.0=++?===

∑ξχ

, m A

R

将参数代入上式计算,可以求解得到

/s m , m/s 3662.216.4===∴vA Q v (5分) 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m 3/s 。

(2) 从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。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h w = 0.5m 。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N

cm 2。如用手握住喷嘴,需要多大的水平

力R ,行近流速v 0=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1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程

H v

g

++=+++000020522

. (5分)

求得喷嘴出口流速和流量为 v g 22599=?=.m s

s

m

3

000314.022==A v Q (1.5分)

橡胶管道内的流速为 s m 706.03

3==A Q

v

(1分)

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对于喷嘴建立x

)(3233x x v v Q R A p -=-ρβ

79.187)(3233=--=v v Q A p R ρN (6.5分)

水流对喷嘴冲击力为 '=-R R 即为手握喷嘴所需之力。 (1分) (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 。 (9分) 解:计算渠道断面水力要素,

过流断面面积 A bh mh =+=239m 2 (1.5分) 湿周 49.18122=++=h m b x m (1.5分)

水力半径 R A

x

=

=211. m (1分) 舍齐系数 s /m 90.8012161

==R n C (2分)

通过的流量 Q = AC (R i )0.5 = 144.93 m 3/s (3分)

(4)某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B =18m ,流量Q =265m 3/s ,

坝下收缩断面处水深h c =1.1m ,当坝下游水深h t =4.7m 时,问: ( 12分)

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h k ,判断收缩断面和下游水流流态, q = Q/B =265/18 =14.72 m 3/sm 81.28

.972.1432

3

2

===g q h k αm 因为收缩断面水深 h c =1.1 m h k 为急流,下游水深h t =4.7m h k 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h c 的共軛水深h c "

h c "=)181(232

-+c

c gh q h

=)11.18.972.1481(21.132

-??+? =5.81m 因为 h c "

h t ,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 =

j

h c "- h t =1.05 5.81 – 4.7 = 1.40 m

水力学模拟题2

一、选择题(每小题1分,共5分) 1、明渠均匀流可能发生在:( )

A 、平坡棱柱形渠道;

B 、顺坡棱柱形渠道;

C 、逆坡棱柱形渠道;

D 、都有可能。 2、某水库水深为10m 处的绝对压强为:( ) A. 10kPa ;B. 98kPa ;C. 147kPa ;D. 196kPa 。 3、在圆管流中,层流的断面流速分布符合:( )

A 、均匀规律;

B 、直线变化规律;

C 、抛物线规律;

D 、对数曲线规律。 4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是:( )

A. A. 3(=l ~4)d ,m H 90>;

B. B. 3(=l ~4)d ,m H 90<;

C. C. l > (3~4) d ,m H 90>;

D. D. l < (3~4) d ,m H 90<。 5、粘性液体总水头线沿程的变化是:( ) A.

A. 沿程下降;

B. 沿程上升;

C. 保持不变;

D. 前三种情况都有可能。 二、填空题(每空2分,共12分)

1、水力最优矩形断面的宽深比是 ,其水力半径等于 的一半。

2、水的运动粘滞系数随温度的升高而_ _,它的单位是 。

3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而 。

4、明渠均匀流的 和 等物理量沿程不变。

5、在流量一定,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时,随底坡的增大,正常水深将 ,临界水深将 。

6、由于薄壁堰具有稳定的 和 关系,一般多用于实验室及小河渠的 测量。

三、简答题(每小题5分,共18分)

1、试分别说明雷诺数Re ,佛汝德数Fr 的物理意义及其在水力学中的主要用途? (5分) 2、什么是水击?减小水击压强的措施有那些?(5分)

3、“恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”是如何定义的? (8分)

五、计算题(共65分)

1、某有机玻璃矩形断面明渠,底宽m b 15.0=,水深m h 065.0=,渠底坡02.0=i ,均匀

流时测得流量s L Q /20=,试求渠道的粗糙系数n 值。(10分)

2、一矩形断面渠道,如图所示。已知闸前水深m H 14=,闸门开启高度m e 1=,渠道底宽m b 3=,闸孔垂直收缩系数62.0=ε,闸门局部水头损失系数1.0=?,两段渠道的底坡分别为:01=i ,05.02=i ,渠道糙率04.0=n ,不计闸前行进流速,试判别第二段渠道中的水流为缓流或急流?并定性绘出两段渠道中的水面曲线(两段渠道均充分长)。(提示:能量方程求出流量,在求出临界水深以及临界底坡)(15分)

水力学期末考试复习题及答案

3、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽m b 18=,流量

s m Q /2653

=,坝下收缩断面处水深m h c 1.1=,

当坝下游水深m h t 5=时,试(1)判别收缩断面处和坝下游的流态?

(2)下游是否需要修建消能工?(15分)

4、如图所示为一平面闸门AB ,宽m b 5=,闸门在水深m H 8=下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。(10分)

水力学期末考试复习题及答案

5、图示一跨河倒虹吸管,管道直径m d 0.1=,管道总长m l 50=,折角、进口和出口的

局部水头损失系数分别为ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,上下游水位差

m H 5=,求通过的流量Q ? 绘制管道的总水头线和测压管水头线(15分)

水力学答案

一、选择题(每小题1分,共5分) 1.B 2.D 3.C 4.B 5.A

二、填空题(每空2分,共12分) 1、 2 ; 水深 2、降低;m 2/s 3、减小

4、水深和断面平均速度

5、减小 ; 不变

6、流量 和 水头 ; 流量

三、简答题(每小题5分,共18分)

1、答:(1)雷诺数Re 的物理意义:它表征液流惯性力与粘滞力的对比关系,即Re /v d v =?。在水力学中主要用它来判别液流的型态是层流还是紊流。佛汝德数Fr 的物理意义:它表征液流惯性力与重力两种作用力的对比关系。其能量意义是表示过水断面单位重量液体平均动

水力学期末考试复习题及答案

能与平均势能之比的二倍开平方,

Fr =。在水力学中主要用它判别水流的流态是缓流、临界流或急流。

2、答:压力管道中,由于管中流速突然变化,引起管中压强急剧增高(或降低),从而使管道断面上发生压强交替升降的现象,称为水击。 工程上常常采取以下措施来减小水击压强: (一)延长阀门(或导叶)的启闭时间T (二)缩短压力水管的长度 (三)修建调压室

(四)减小压力管道中的水流流速v0 3、答:(1)沿程水头损失实测装置 ①设备

水力学期末考试复习题及答案

从水位恒定的水塔引出管道,与需要测量水头损失的新钢管相联,为了便于操作和计算,该管水平放置,两端各开一个测压孔,测压孔直径mm d 0.6=左右的测压管,用橡皮管与压差计相连接。测压孔间距L 视采用压差计类型和测量精度而定,做到读数准确,误差在5%以内。

在测压孔两端设A 、B 两个闸阀,控制流量与排气。闸阀距测压孔距离应大于(6~10)d ,(d 为新钢管直径),避免闸阀后旋涡水流对测压管测流的影响。

水力学期末考试复习题及答案

在管道出口采用重量法或体积法测量流量。也可在管路上装流量计测量流量。 ②工作原理

水力学期末考试复习题及答案

水塔水位恒定,当闸门开度一定时,管中通过的流量一定,测出流量。管道直径保持不变,经过管道的水流为有压均匀流,水力坡度与测压管坡度相等,由压差计测出压差经简单换算即得长度为L 的管道的沿程水头损失,即

()()

γγ

212

221212

121p p v v g z z p p h f -=-+

-+-=

(2)沿程阻力系数λ在紊流光滑区的变化规律

大量实验证明,在紊流光滑区,沿程阻力系数λ只与雷诺数Re 有关,与绝对粗糙度?无关。

五、计算题(共65分) 1.(10分)

解:过水断面面积2

00975.0065.015.0m bh A =?== 湿周

m h b 28.0065.0215.020=?+=+=χ

水力半径

m A

R 0348.028.000975

.0==

=

χ

0085

.002.00348.00173.000975

.021

32

21

32=??==i R Q A n

2、(10分)

解:m e h c

62.0162.0=?==ε

由能量方程得

g v

g v h H c

c c 222

2

?++=

s

m h H g v c c /44.151.01)

62.014(8.921)(2=+-??=+-=

?

s m bv h v A Q c c c c /72.2844.15362.03

=??===

m gb Q h K 11.238.972

.2832

2

3

22=?==

临界水深时所对应的个水力要素为:

m h b K K 22.711.2232=?+=+=χ

s m bh n R n c K K K K /46.24)22.711.23(04.01)(115.0616161=??=?==

χ 0394.03

46.2422.78.922

=??==K K K K B C g i χ

由于K i i >,故第二段渠道为陡坡,且综合分析其水面线为2b 型降水曲线,K h h <,水流为急流。 3、(15分) 解:(1)

m s m b Q q ?===

/72.1418265

3

m g q h K 81.28

.972.14323

2===

K t K c h m h h m h >=<=51.1,,收缩断面处为急流,下游水流为缓流,所以溢流坝下游必

定发生水跃。

(2)

m gh q h h c

c c 81.5)11.18.972.1481(26.0)181(2"3

232=-?+=-+=

"c t h h <,下游发生远离式水跃。

4、(10分)

水力学期末考试复习题及答案

解:

KN

b

H

P1568

5

2

8

8.9

2

2

2

=

?

?

=

?

=

γ

m

H

e67

.2

3

8

3

=

=

=

5、(15分)

解:

按短管计算

568

.0

0.1

2.0

2

5.0

0.1

50

024

.0

1

1

=

+

?

+

+

?

=

+

=

∑?

λ

μ

d

L

c

s

m

gH

A

Q

c

/

4.41

5

8.9

2

0.1

4

568

.0

23

2=

?

?

?

?

?

=

=

π

μ水力学练习题及

参考答案

一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×)

1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。(√)

2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×)

3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。×

4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当Fr>1为急流。(√)

5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。(×)

6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。(×)

6、达西定律适用于所有的渗流。(×)

7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。(√)

8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。(√)

9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。(√)

10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。(×)

11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。√

12、陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。(√)

13、在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。(×)

14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等,但底坡不同,因此它们

的正常水深不等。(√)

15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。(√)

16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。×

17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。(√)

18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×)

19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。(√)

20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。×

21、缓坡上可以出现均匀的急流。(√)

22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50 kPa。(√)

24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√)

25、水深相同的静止水面一定是等压面。(√)

26、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。(×)

27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。√

28、陡坡上可以出现均匀的缓流。(×)

29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√)

30、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。(×)

31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。(×)

32、静水压强的大小与受压面的方位无关。(√)

33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。(×)

34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。(×)

35、平坡渠道中不可能发生均匀流。(√)

36、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。(√)

37、水跃只能发生于平底明渠中。(×)

二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)

1、作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量(2)

(1)大; (2)小;(3)相同;(4)无法确定。

2、根据静水压强的特性,静止液体中同一点各方向的压强(1)

(1) 数值相等; (2) 数值不等;(3) 仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大。

3、已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于(4)

1层流区;2紊流光滑区;

3紊流过渡粗糙区;4紊流粗糙区。

4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为(2)

(1)1 kN/m2(2)2 kN/m2

(3)5 kN/m2(4)10 kN/m2

5、紊流的断面流速分布规律符合(1)

1对数分布;2直线分布;3抛物线分布;4椭圆分布。

6、长管的总水头线与测压管水头线(1)

(1)相重合;(2)相平行,呈直线;

(3)相平行,呈阶梯状;(4)以上答案都不对。

7、渗流的达西公式只能适用于(1)

(1) 恒定均匀层流(2) 恒定均匀紊流(3)恒定均匀流;(4)非恒定流。

8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关,即可判断该液流属(3)

1层流区;2紊流光滑区;

3紊流过渡粗糙区; 4 紊流粗糙区。

9、堰流的流量与堰顶水头的 2 成正比。

11/2次;23/2次方;32次方;4 1次方。

10、溢流坝下泄水流收缩断面水深h c0的跃后水深为h c02,形成远离水跃衔接的条件

是(3)

(1) h t = h c02 (2) h t > h c02(3) h t < h c02(4) 无法确定

11、按重力相似准则设计模型,若几何比尺为100,则流速比尺为(2)

(1)100;(2)10;(3)20;(4)50。

12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为(4)

(1)1 kN/m2(2)2 kN/m2(3)8 kN/m2(4)10 kN/m2

13、静止液体中同一点沿各方向上的压强(1)

(1) 数值相等; (2) 数值不等; (3) 仅水平方向数值相等。

14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于(2)

1 1 ;

2 2 ;

3 3 ;

4 4 。

15、水泵的扬程是指(2)

(1) 水泵提水高度;(2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失;

(3) 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。

16、紊流粗糙区的水头损失与流速成(2)

1一次方关系;2二次方关系;3 1.75~2.0次方关系。

17、在平衡液体中,质量力与等压面(3)

(1)重合;(2)平行;(3)正交。

18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 3

1急流和缓流;2均匀流和非均匀流;

3层流和紊流;4恒定流和非恒定流。

19、闸孔出流的流量与闸前水头 3 成正比

11次方;22次方;30. 5次方。

20、共轭水深是指( 1)

(1) 水跃的跃前水深与跃后水深(2) 溢流坝下游水流收缩断面水深

(3) 均匀流水深(4)临界水深

21、图示容器中有两种液体,密度 2 > 1,则A、B 两测压管中的液面必为(2)

(1) B 管高于A 管;(2) A 管高于B 管;(3) AB 两管同高。

22、紊流的断面流速分布规律符合(1)

1 对数分布;

2 椭圆分布;

3 抛物线分布;

4 直线分布。

23平底棱柱形明渠发生水跃,其水跃函数J (h1)与J (h2)的关系是(1)

1 J(h1)= J(h2)

2 J(h1)>J(h2)

3 J(h1)< J(h2)

24、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(1)( 1) p a> p b(2) p a< p b(3) p a = p b(4) 无法确定

25、层流断面流速分布规律符合(3)

1 对数分布;

2 直线分布;

3 抛物线分布;

4 椭圆分布。

26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(1)

1 急流和缓流;

2 均匀流和非均匀流;

3 层流和紊流;

4 恒定流和非恒定流。

27、紊流中粘滞底层厚度比绝对粗糙高度大得多的壁面称为(1)

(1)光滑面 2 过渡粗糙面(3)粗糙面(4)以上答案均不对

三、填空题(在空格中填写正确答案)

1、水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。

2、明渠的断面和流量不变时,水跃的跃前水深越大,则跃后水深越小。

水力学期末考试复习题及答案

3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。 4.测量明槽流量的主要工具有_堰__ 、__量水槽_ 。 5、根据管道计算方法的不同,管道可分类为 长管 和 短管 。 6、渗流的达西公式是____v=kJ__。

7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。 8、 计算明渠均匀流的公式是i R AC Q 。

9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系,水击可分类为 (1) 直接水击 和 (2) 间接水击 。

10、底流式消力池中产生的水跃,要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定。 11、按重力相似准则设计的模型中,几何比尺为64,则流速比尺为 8 。 12、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ,层流运动

13、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________ 14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ,外因是 边界条件的影响。

15、水跃是水流从_急_流过渡到 缓 流的局部水力现象;当流量一定,跃前水深增大时,则跃后水深是 减小 。

16、三种液体盛有容器中,如图所示的四条水平面,其中为等压面的是 B —B

水力学期末考试复习题及答案

四、问答题

1..什么是液体的可压缩性?什么情况下需要考虑液体的可压缩性?

解:可压缩性是:当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。液体可压缩性一般情况下可以不必考虑,但是当外界压强变化较大,如发生水击现象时必须予以考虑。 2.有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确?为什么?

解:这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变,而恒定流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。 3.什么是相对压强和绝对压强?

4。写出水力半径R 的表达式。

5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。

6、明渠的底坡可以分为哪些类型?

7、如何用临界水深h k 与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态?

8、根据边界条件的不同,水头损失可以分为哪两类?

9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。

10明渠均匀流产生的条件是什么?

六、根据题目要求解答下列各题

1、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 上作用的静水总压力及作用方向。

解:水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN

铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2,

P=113.50kN,

tan = P y /P x =1.15 ∴

=49°

合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。

2、图示一跨河倒虹吸圆管,管径d =0.8m ,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 ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ

=0.024,上下游水位差 H =3m 。若上下游流速水头忽略不计,求通过倒虹吸管的流量Q 。

H

R O

B

R

水力学期末考试复习题及答案

解: 按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的计算断面建立能量方程

g

v R l h H w 2)4(2

∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

9.10.15.022.0

, m 2.04/=++?====

∑ξχ

d A

R

将参数代入上式计算,可以求解得到

/s m 091.2 , m /s 16.4 3

===∴

vA Q v 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。

3、某水平管路直径d 1=7.5cm ,末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图),喷嘴出口直径

d 2=2.0cm 。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2,管路内流速v 1=0.706m/s 。

求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1)

解:列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程:

得喷嘴流量和出口流速为:

s

m

00314.03

11==A v Q s m 9.92

2==

A Q

v

对于喷嘴建立x 方向的动量方程

)(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN

水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。

4、有一矩形断面混凝土渡槽,糙率n =0.014,底宽b =1.5m ,槽长L =120m 。进口处槽底

高程Z 1=52.16m ,出口槽底高程Z 2=52.04m ,当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时,试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。

解: i=(Z 1-Z 2)/L =0.001

55.2==bh A m 2

9.42=+=h b x m

52.0==

x

A

R m s /m 06.641216

1==R n

C

d 1

v 1

P

x

2

2 1 1

R

水力学期末考试复习题及答案

v=C(Ri)0.5=1.46m/s

Q= vA=3.72m3/s。

5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014),底宽b=1.5m,槽长L=116.5m。进口处槽底高程Z1=52.06m,当通过设计流量Q=7.65m3/s时,槽中均匀流水深h0=1.7m,试求渡槽底坡和出口槽底高程Z2?

6、图示水箱一侧有一向上开口的短管,箱内水位恒定,水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m,短管的总水头损失是短管流速水头的0.2倍,取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。

7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置,已知水深H=2 m,板宽B=3m。

8、图示一跨河倒虹吸管,正方形断面,边长b=0.8m,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ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,已知通过流量Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计,求上下游水位差H。

9、有一水电站引水钢管,管道长度L=2000 m,管中水流的流速v=2 m/s,管道水击波波速C=1172 m/s。由于管道末端阀门在2秒内完全关闭,产生水击。

试判断水击类型;并求管中水击压强水头ΔH。

水力学期末考试复习题及答案