合工大水力学考试题剖析.doc

第一套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lb) C渗流系数k D. 堰流流量系数m2. 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i1i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（ ）Ah1h2 B. h1h2 C. h1=h2 D. 无法确定5. 对于并联长管道，每根管道的（ ）相等。A流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度6. 平衡液体的等压面必为（ ）A水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （ ）A整个流场内各点的总水头相等B只有位于同一流线上的点，总水头相等C沿流线总水头沿程减小D沿流线总水头沿程增加8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于（ ）A薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ ）A增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定10. 一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的（ ）倍A1 B. C. 2 D. 41有一明渠均匀流，通过流量，底坡，则其流量模数K= .2水泵进口真空计的读数为，则该处的相对压强水头为 m3矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量,则该水流的佛汝德数Fr= 。4宽顶堰的总水头H0=2m, 下游水位超过堰顶的高度hs=1.4m，此时堰流为 出流。5渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为 。6已知谢才系数，则沿程阻力系数l= 。7当液流为 流时，流线与迹线重合。8直径为1m的管道中的水流，其水力半径为 。1画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。2画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。3有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。i1=ici2icK四、计算题（本大题分5小题，共52分）1（本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为1m（垂直于纸面方向），半径R=1m，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。h1h2Rp02（本小题10分）有一长度为L的有压管道，管径d=0.1m，作用水头H=3m，在L/2处装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m，不计行进流速，求管道中通过的流量。1mHL/2LLxy11223（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角，渐变段长L=10m，渐变段中水体重量G=2KN，进水管直径，流速，形心点相对压强水头水柱高，出水管直径，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力和。4（本小题10分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深，闸门开度，闸下游水深，闸门宽度，（闸门垂向收缩系数，堰流的流量系数，闸孔出流的流量系数），不计行进流速，试求：（1） 通过水闸的流量；Heht（2） 判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。答案：一、 单项选择题（20分）1.C 2. A 3.C 4.B 5. C6.D 7.B 8.C 9.A 10.D二、 填空题（16分）1. 2750m3/s2. 2.5m3. 0.32m4. 自由出流 5. 矩形/或均匀分布60.007847.恒定流8. 0.25m三、作图题i1=ici2ic一、 计算题1（10分）画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）；水平方向静水总压力： （2分）垂直方向静水总压力： （2分）总静水总压力： （1分）与水平方向的夹角： （1分）距底部B点的垂直距离： （2分）2（10分）以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程：得 （4分）列水箱和出口断面能量方程得，（）所以V= （5分） （1分）3（12分）， （1分）以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程： 取 （3分），得水柱，即 （2分）而， 取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为和，（水流方向为x轴，与水流方向垂直为y轴）x方向大的动量方程： 取 （3分）y方向的动量方程： （2分）水流对管壁的作用力与和大小相等，方向相反。 （1分）4(10分)（1）由于e/H=2.5/8=0.3125 Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 n2，在通过相等流量时，其均匀流水深（即正常水深）的相对大小为h1 h2。4管道中的水击过程可分为 个阶段。5处于相对平衡的液体中，等压面与 力正交。6如图所示，B点的相对压强 pB = KN/m2。（水银 = 13.6水） （题6图） （题7图） 7图示长管中，A点的相对压强pA = 米水柱。8尼古拉兹试验表明，当管道的尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流区的变化为 。9水力坡度是单位长度流程上的 。10层流时，沿程水头损失hf与断面平均流速的 次方成正比。三、 简答题（本大题共5小题，每小题4分,共20分）1 什么是绝对压强，什么是相对压强？2 均匀流具有的特征是什么？3 流线为什么不能相交？4 圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比，而两种流态下都能应用达西公式计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？5 渗透系数k值的确定有哪几种方法？四、 计算题1图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压强p0=7.8N/cm2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h = ？ 2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。3 水密封容器，液面上气体的相对压强p0=0.5个大气压，在容器底部接一段管路，管长L= 4m，与水平面夹角为30，管径d= 50mm，若管路进口断面到液面的水头H= 5m，水流的总水头损失hw = 2.3v2 /(2g)，求流量Q（容器内水面保持不变，容器内水流速度近似为零）。4已知一射流在平面上以速度v冲击一斜置平板，平板和射流的夹角，如不考虑水头损失即v=v1=v2且取动量系数为1，试证明两分流的流量比。（注，不考虑水流和平板的摩擦力）水力学试题（B）答案一、 单项选择题1B 2C 3A 4B 5D6A 7A 8C 9A 10D二、 填空题1零 2434四5质量力69.8728光滑区、过渡粗糙区、粗糙区9沿程水头损失 10一三、 简答题1绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。2过水断面为平面，过水断面形状、尺寸沿程不变； 同一流线上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同； 动水压强按静水压强分布。3因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。4不矛盾。层流时，和成反比，即：，则，即。而紊流粗糙区，则，即5经验法，室内测定法，野外测定法。1解：设容器内水面延长线交左、右测压管于A、B点，则由连通器原理（N/cm2）四、 计算题. , , 而（N/cm2）则cm0.96m（答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.96m。）2解：当不计水头损失时，管中的流速m/s对水面和S点列能量方程得：kN/m2或水面S点和出口断面列能量方程：mh2o kN/m23解：以出口断面中心为基准对水面和出口断面列能量方程：取 m/s m3/s=16.6l/s取 m/s m3/s=16.6l/s4解：由连续性方程：x方向列动量方程： 扬州大 第三套11. 下列物理量中，单位有可能为m2/s的系数为（ ）A. 运动粘滞系数 B. 动力粘滞系数C. 体积弹性系数 D. 体积压缩系数12. 临界坡明渠中的均匀流是（ ）A. 缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流13. 下列情况中，总水头线与测压管水头线重合的是（ ）A. 实际液体 B. 理想液体 C. 长管 D. 短管14. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数和底坡相同，糙率n1n2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（ ）Ah1h2 B. h1h2 C. h1=h2 D. 无法确定15. 下列水流中，时变（当地）加速度为零是（ ）A恒定流 B. 均匀流 C. 层流 D. 一元流16. 某陡坡渠道，临界水深为1.5m，正常水深为1.0m，当实际水深为1.3m时所发生的水面曲线为 ( ) A. a1 B. a2 C. b1 D. b217. 静止液体中某点的真空压强水头为1m，则该点的绝对压强为（ ）A. 107.8kN/m2 B. 88.2kN/m2 C. 9.8kN/m2 D. -9.8kN/m218. 下列水流中，属于非恒定有压流的是（ ）A. 堰流 B. 水跃 C. 水击 D. 闸孔出流19. 一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（ ）A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定20. 沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为（ ）A. 层流 B. 紊流光滑区 C. 紊流过渡区 D. 紊流粗糙区1有一管径d=0.4m 的管道，其糙率n=0.025，则水力半径为 m，其流量模数K= m3/s。2静水压强的特性为 、 3有一溢流堰，堰顶厚度为10m，堰上水头为2m，则该堰流属于 ；堰上总水头H0=2m, 下游水位超过堰顶的高度hs=1.4m，此时堰流为 出流。4理想液体与实际液体最主要的区别在于 。5渗流达西公式的适用条件为 ，渗流杜比公式与渗流达西公式的区别在于 。6已知谢才系数，则沿程阻力系数l= 。7当液流为 流时，流线与迹线重合。8正坡明渠渐变水流的水面曲线共 条，而正坡地下河槽中渐变渗流的浸润曲线共 条。9描述液体运动的两种方法分别为 、 。1（本小题12分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为2m（垂直于纸面方向），半径R=1m，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。2（本小题10分）有一长度L=10m的有压管道，管径d=0.1m，作用水头H=2.5m，沿程阻力系数=0.02，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为1=0.5、2=1.5。求：（1）阀门全开时管道中通过的流量。（2）阀门由全开突然关闭时管道中的水击压强水头。（水击波波速为1000m/s）3（本小题14分）如图示一直径的钢管，水平放置，其末端用螺栓连接一收缩段，水流通过收缩段流入大气中，出口断面直径，已知管中流速为，不计水头损失，求螺栓所受作用力。5（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，底宽b=4m，在发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求：（1）均匀流时渠道通过的流量；（2）均匀流时佛汝德数及临界水深。6（本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深，闸门开度，闸下游水深，闸门宽度，（闸门垂向收缩系数，堰流的流量系数，闸孔出流的流量系数），不计行进流速，试求：（1）通过水闸的流量（自由出流）；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。水力学（A）答案一、单项选择题1-A； 2-C； 3-C； 4-A； 5-A 6-D； 7-B； 8-C； 9-A； 10-A二、填空题1 0.1m; 2 静水压强的方向垂直指向作用面；同一点不同方向上的静水压强大小相等3 宽顶堰；自由出流4 理想液体不考虑液体的黏滞性5 层流均匀渗流；达西公式适用于均匀渗流而杜比公式适用与非均匀渐变渗流6 0.0497 恒定流8 8；29 拉格朗日法、欧拉法三、计算题1解：水平分力： （3） 垂直分力： (3) 合力： (2) 方向：与方向的夹角为 (2) 作用点距水箱底部距离： (2)2解：（1）列水箱断面和出口断面的能量方程（出口断面中心所在平面为基准面）