水力学复习题.doc

水力学一、 单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。）1. 发生水跃的充分必要条件是4 从层流过渡到紊流 从陡坡过渡到缓坡 从缓流过渡到急流 从急流过渡到缓流2. 对于正坡（i0）明渠非均匀流，当水深h时4 3. 圆管紊流中的上临界雷诺数4 是紊流转变为层流时的雷诺数 是层流和紊流的主要判别参数 等于2300 对流态判别作用不大4. 图示A、B两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为hf1，管2沿程水头损失为hf2，则hf1与hf2的关系为2 无法确定5. 粘滞底层厚度比绝对粗糙度小得多的壁面称为4 光滑面 过渡粗糙面 粗糙面 以上答案均不对6. 管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2 增大 减小 不变 不定7. 图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面AA内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为3 h1h2 h1=h2 h1h2 不定8. 图示两块挡水板，宽度相等。L1=L2,12，则B1和B2两点静水压强的关系为2 pB1pB2 pB1pB2 pB1pB2 无法确定9. 平衡液体中的等压面必为4 水平面 斜平面 旋转抛物面 与质量力相正交的面10. 牛顿流体具有2 扩散并充满整个容器的特性 在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性 实际上绝对不可压缩的性质 切应力与运动状态无关的性质11. 水的动力粘度随温度的升高而 （ 2 ） .增大 .减小 .不变 .不定12. 图中正确的等压面是 （ 2 ） .AA .BB .CC .DD 13. 图中容器内液面的真空压强为 （ 1 ） . 9.8 KN/m2 . 10 KN/m2. 1m水柱高 . 1个工程大气压（13题图） （14题图）14. 如图所示，一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度v=1m/s，平板与固定边界的距离=5mm，油的动力粘度=0.1Pas，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 ( 3 ). 10Pa . 15Pa . 20Pa . 25Pa15.均匀流是 （ 2 ） . 当地加速度为零 . 迁移加速度为零 . 向心加速度为零 . 合加速度为零 16. 圆管层流过流断面上切应力分布为 ( b )(a).在过流断面上是常数 (b).管轴处是零，且与半径成正比.管壁处是零，向管轴线性增大 (d).按抛物线分布 17. 水流通过一串联管道，已知小管直径为d1，雷诺数为Re1，大管直径为d2，雷诺数为Re2。当时，雷诺数的比值为 （ 2 ） . 1 . 2 . 0.5 . 4 18. 对于并联长管道，每根管道的 （ 3 ） . 流量相等 切应力相等 . 沿程水头损失相等 . 水力坡度相等19. 若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m，其宽度为 （ 4 ） . 0.6m . 1.2m . 1.8m . 2.4m 20. 圆管层流中，沿程水头损失与断面平均速度的 （ 2 ） . 0.5次方成正比 . 1.0次方成正比 . 1.75次方成正比 . 2.0次方成正比 21. 明渠水力最优断面的水力半径R （1 ）（1）等于水深的一半； （2）等于底宽的一半；（3）等于水面宽度的一半； （4）等于湿周的一半。22. 在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量 （ 1 ）（1）大； （2）小； （3）相等； （4）不定23. 圆管紊流光滑区的沿程水头损失系数 （ 1 ）（1）只与雷诺数有关； （2）只与相对粗糙度有关；（3）与雷诺数及相对粗糙度有关； （4）与雷诺数及管长有关。24. 莫迪图 （ 1 ）（1）适用于层流、紊流各流区； （2）只适用于紊流光滑区；（3）只适用与紊流过渡区； （4）只适用于阻力平方区。25. 恒定流的 （ 2 ）（1）位变加速度为零； （2）时变加速度为零；（3）位变加速度及时变加速度均为零； （4）位变加速度及时变加速度均不为零。26. 水总是 （ 4 ）（1）从高处向低处流； （2）从压强大处向压强小处流；（3）从流速大处向流速小处流； （4）从总水头大处向总水头小处流。27. 如图两个挡水板，A为矩形，B为圆形，两板面积相等，形心点水深均为h，则两板所收的静水总压力关系为（ 1 ）（1） 大小相等，方向不同；（2） 大小不等；方向相同；（3） 大小相等，方向相同；（4） 大小不等；方向不同。28. 按是否考虑液体的粘滞性，可将液体分为 （4 ）（1）牛顿液体与非牛顿液体； （2）连续液体与非连续液体；（3）可压缩液体与不可压缩液体； （4）理想液体与实际液体。29. 影响水的粘度的主要因素是 ( 1 ).水的温度.水的密度.水的流速.当地气压30. 明渠水力最优断面，在流量Q、底坡i、粗糙系数n一定的条件下，是 （ 2 ） . 缓流过渡到急流时的断面 . 过水断面面积A最小的断面 . 弗劳德数Fr=1的断面 . 湿周最大的断面二、 填空题（每空2分）1. 两条棱柱形渠道的断面形状和尺寸、糙率均相同，但底坡i1i2。当通过的流量Q1Q2时，它们的正常水深h01 hk2。2. 水跃的跃前水深h越小，其弗劳德数Fr越 大 ，水跃的跃后水深h越 小 。3. 图示为一并联长管道。已知流量Q1Q2，则管1与管2的水头损失关系为hf1 = hf2，单位时间内通过的液体总机械能损失关系为Q1hf1 Q2hf2。（填、等）（3题图） （4题图） 4. 如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路连通，已知直径d1=2d2，管长l及沿程水头损失系数均相同，若按长管计算，则两管的流量之比为 （2 ：8 。5. 图示两根测压管的水面高差h代表局部水头损失的是图 d 。6. 圆管层流实测管轴上流速为4m/s，则断面平均流速为 2 m/s。7. 有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取1=2=3，忽略水头损失，则22断面的形心点压强p2与11断面形心点压强p1的关系为 = 。8. 在铅直管道中有密度=800kg/m3的煤油流动，管道直径d=20cm，装有两个压力表读数分别为p1=196kPa，p2=392kPa，假设管中流速不变，不计水头损失，H的长度应为 24m 。 （8题图） （ 9题图）9. 图示容器内液面压强p0为 Pa。10. 某液体的动力粘度=0.005PaS，密度=850Kg/m3，则其运动粘度 。11. 图示为一密闭容器，上装有一U形水银测压计，其中、点位于同一水平面上，其压强p1、p2、p3的关系为 。 （11题图） （12题图）12. 水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为 。 13. 在有压管流的管壁上开一小孔，如果没有液体从小孔中流出，且向孔内吸气，这说明孔内液体的相对压强 零（填写大于、小于、等于等）。14. 圆管层流沿程水头损失系数的计算公式为 。15. 如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为 m3/s。（15题图） （16题图）16. 如图所示，容器中盛有两种不同密度的静止液体，作用在容器AB壁面上的静水压强分布图为 。17. 明渠均匀流的力学特征是 。18. 流量模数的单位是 。19. 水流在等直径直管中作恒定流动，其测压管水头线沿程 。20. 在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是 。21. 紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布 。22. 水在直径为1cm的圆管中流动，流速v=1m/s，运动粘度=0.01cm2/s，雷诺数= ，水流为 流。23. 作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为 。24. 如图所示三种形式的叶片，受流量为Q、流速为v的射流冲击，试问叶片上受冲力最大的是 。（24题图） （25题图）25. 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，则阀门所受的静水总压力为 。26. 切应力与流速梯度符合下列关系的液体为 液体。00.30.60.91.20246827. 自由水面以下30m处的静水相对压强等于 个工程大气压，等于 mm汞柱高。28. 当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是 。29. 如图所示的并联长管段A、B之间各支管的水头损失关系是hfAB= ，流量关系是QA= 。 30. 在短流程内，明渠水流从小于临界水深的急流状态突然过渡到大于临界水深的缓流状态的局部水力现象称为 ；从大于临界水深的缓流状态过渡到小于临界水深的急流状态的局部水力现象称为 。三、 简答题（每题6分）1、流线和迹线的区别和联系是什么？2、简述过水断面上单位重量流体的平均总机械能E（断面总能）与断面比能e的区别与联系。3、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？4、简述明渠均匀流的形成条件和特征。5、简述雷诺数Re、弗劳德数Fr的物理意义。6、何为长管？何为短管？7、正常工作条件下，作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力是否相同？为什么？8、何为水跃?何为水跌?四、作图题（每题6分）绘出图示曲面上的压力体图及水平方向的静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。五、计算题（难度不同，分值不等）1. 一条长直的矩形断面明渠，粗糙系数n=0.02，底宽b=5m，当流量Q=40m3/s时，正常水深h0=2m。试分别用hk、ik、Fr及vk来判断水流流态。 2. 水泵将水抽至水塔，如图所示。已知水泵功率N=18.37KW，抽水流量Q=100l/s，吸水管长度l1=8m，压水管长度l2=50m，管径d=300 mm，沿程水头损失系数=0.025。水泵允许真空值hv=6m水柱。水泵总效率=75。局部水头损失系数：进口1=6；每个转弯2=0.4；出口3=1。求：（1）水泵提水高度Z；（2）水泵最大安装高度Zs。3. 图示一突然扩大的圆管，液流自小断面A1进入大断面A2时，流股脱离固体边界，四周形成旋涡，然后流股逐渐扩大，约经（58）d2 以后才与大断面吻合。证明在满足下列条件时，其局部水头损失计算公式为。条件：（1）不计突然扩大部分的沿程水头损失及边壁切应力；（2）由实验得知，环形断面a-b-b-a上，液流旋涡区的动水压强近似于突然扩大前断面的压强分布；（3）121，121。4. 如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角=30，其自重G=19.6kN，并铰接于A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最小铅直拉力T。5. 如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。行近流速v00，取动能、动量修正系数均为1。（1）计算通过管道的流量Q；（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？6. 如图所示，消防水管直径d1=0.15m，喷嘴出口直径d2=0.03m，设计流量Q=0.03m3/s。喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定。不计水头损失，试求螺栓所受的总拉力。 7. 有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m，底宽b=3.2m，渠中水深h0=1.6m，粗糙系数n=0.025，通过的流量Q=6m3/s，试求沿程水头损失。 8. 如图用U形水银测压计测量A点的静水压强，其读数为h，令A点压强保持不变，将U形管下降高度H，则水银测压计读数放大为h+h，试证明h=H/13.1。9有一渠道用两根d=1m的混凝土虹吸管（）来跨越铁路，渠道上游水位m，下游水位m，虹吸管长度l1=8m，l2=12m，l3=15m，中间有的折角弯头两个，单个，试确定：(1) 每根虹吸管的输水能力；（2）当虹吸管中的最大允许真空度时，虹吸管的最高安装高程为多少？10. 一棱柱形矩形断面变坡渠道，渠道宽度b =6m，糙率n =0.02，底坡i1=0.001, i2=0.0065,上游渠道临界水深hk