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哈工大 年 季学期 水力学模拟试题水力学模拟试题 (满分满分100 分，分， 120 分钟，闭卷分钟，闭卷) 一 二 三 四 五 六 总分 分数 一、填空题（每题 2 分，共 10 分） 一、填空题（每题 2 分，共 10 分） 1 某点绝对压强 pabs =60000N/m2， 则其相对压强 p = N/m2， 真空度 pv = N/m2（当地大气压为 98000 N/m2） 。 2 矩形断面排水沟底宽b = 2m， 水深h = 3m， 水力半径R = m。 3圆管层流，实测管轴心点的流速 u = 0.42m/s，则断面平均流速 v = m/s。 4. 正常工作条件下，断面面积相同，作用水头相同，圆形薄壁小孔口 的流量 Q 与圆柱形外管嘴的流量 Qn 之比 Q/Qn = 。 5明渠水流流动的动力是 。 二、单项选择题（每题 2 分，共 20 分） 二、单项选择题（每题 2 分，共 20 分） 1 空气的运动粘滞系数 随着温度的升高 a.增加 b.减少 c.不变 d.以上情况都可能 2 按连续介质的概念，流体质点是指 a.极小的流体分子；b.流体内的固体颗粒；c.流体中的矢量点； d.几何尺寸同流动空间相比是极小值，又含有大量的微元体 第第 1 页页 （共（共 6 页）页） 学号学号 姓名姓名 试试 题：题： 学号：学号： 姓名：姓名： 3 理想流体的特征是： a.粘度是常数；b.不可压缩；c.无粘滞性；d.所受压应力为零 4 静止流体中存在： a.压应力； b.压应力和拉应力； c.切应力和压应力； d. 压应力、切应力和压应力 5 恒定流是： a.流动的加速度为零；b.流动随时间按一定的规律变化； c.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化； d.各过流断面上的速度分布相同 6 实际流体测压管水头线沿程变化规律为： a.沿程下降； b.沿程上升； c.保持水平； d.前三种情况均有可能 7 在圆管流中，紊流的断面流速分布符合： a.曲线分布； b.直线分布规律； c.抛物线规律； d.对数分布规律 8 在本书研究范围内，作用于流体的质量力主要指： a.压力；b.拉力；c.切力；d.重力 9 西弗林松经验公式 0.25 0.11 s k d 适用于： a.层流区；b.紊流光滑区；c. 紊流过渡区；d. 紊流粗糙区 10 水力最优梯形断面的水力半径是： a 0.5h b h c 2b d 0.5(h+b) 第第 2 页页 （共（共 6 页）页） 三、简答题（三、简答题（每题 10 分，共 20 分） 每题 10 分，共 20 分） 1 试阐明恒定总流伯努利方程中各项所代表的物理意义。 2 与有压管流相比，明渠流动有何特点？ 第第 3 页页 （共（共 6 页）页） 四四、计算题（共 50 分） 、计算题（共 50 分） 1、水管 A、B 两点高差 h1=0.2m，U 形管压差计中水银液面高差 h2=0.2m， 试求 A、B 两点的压强差。 （10 分） 2 梯形断面土渠， 宽度 b3m， 边坡系数 m2， 水深 h1.2m， 底坡 i=0.0002， 渠道受到中等养护（n=0.025） ，试求通过的流量。 （10 分） 第第 4 页页 （共（共 6 页）页） 3.圆柱形压力水罐见下图，半径 R=0.5 米，长 L=2m，压力表读值 PM=23.72KPa，试求： （1）端部平面盖板所受水压力； （2）上下半圆筒所受 水压力； （3）连接螺栓所受总压力。 （15 分） 第第 5 页页 （共（共 6 页）页） 4虹吸管将 A 池中的水输入 B 池，已知长度 l1=3m, l2=5m,直径 d=75mm， 两池水面高差 H=2m，最大超高 h=1.8m，沿程阻力系数 =0.02，局部阻力系 数：进口 a0.5，转弯 b0.2，出口 c1。试求流量及管道最大超高断面 的真空度。(15 分) 第第 6 页页 （共（共 6 页）页） 水力学 模拟试题答案水力学 模拟试题答案 一、1、-38000 38000 2、0.75 3、0.21 4、0.756（或 1/1.32） 5、重力 二、1a 2d. 3c 4a. 5c 6. 7d. 8d. 9d 10a 三 1 答：式中的 z、 g p 分别为总流过流断面上某点（所取计算点）单位重量流体的位能 和势能；因为所取过流断面是渐变流断面，面上各点的势能相等，即 g p z 是过流断面上 单位重量流体的平均势能，而 g2 2 v 是过流断面上单位重量流体的平均动能，故三项之和 gg p z 2 2 v 是过流断面上单位重量流体的平均机械能。 2 答：(1)明渠流动具有自由液面，沿程各断面的表面压强都是大气压，重力对流动起主 导作用。 (2)明渠底坡 i 的改变对断面的流速 v 和水深 h 有直接影响，如图 9.2 所示，底坡 i1 i2，则流速 v1v2，水深 h1h2。而有压管道，只要管道的形状、尺寸一定，前后管线 坡度变化对流速 v 和过流断面面积 A 无影响。 （3）明渠局部边界的变化，如设置控制设备、渠道形状和尺寸的变化、改变底坡等，都 会造成水深在很长的流程上发生变化。因此，明渠流动存在均匀流和非均匀流；而在有 压管流中，局部边界变化影响的范围很短，只需计入局部水头损失，仍按均匀流计算。 四、1.解：pA + g(h1+h2) = pB + Hggh2 pA - pB = Hggh2 -g(h1+h2) = 13600 9.8 0.2 - 1000 9.8 (0.2+0.2) =22.736 kPa 2.解：48. 62 . 1232 . 1mhbhAm2 367. 8212 . 12312 22 mhbm R=A/ =0.775 m 09. 3775. 0 025. 0 0002. 0 48. 6 3 2 RiACQm3/s 3解： (1)P = pcA = (PM+gR)R2 =(23.72+1 9.8 0.5) 3.14 0.52=22.47kN (2)54.49 2 1 2 2 lRRR g p ggVP M Z 上上 kN 93.64 2 1 2 2 lRRR g p ggVP M Z 下下 kN (3) T =PZ上=49.54 kN 或 T =PZ下 N = PZ下 gR2l = 49.54 kN 4解:列上下游水池的伯努利方程 00000 l Hh 222 12 8 0.020.50.2 13.83 20.07522 labc ll h dggg 2 219.6 2 3.20m s 3