流体力学(水力学)习题集.pdf

1 y u 第第 1 章章 绪绪 论论 一、选择题一、选择题 1按连续介质的概念，流体质点是指（按连续介质的概念，流体质点是指（ ） A .流体的分子；流体的分子； B. 流体内的固体颗粒；流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点；无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动空几何尺寸同流动空 间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 2作用在流体的质量力包括（作用在流体的质量力包括（ ） A. 压力；压力； B. 摩擦力；摩擦力； C. 重力；重力； D. 惯性力。惯性力。 3单位质量力的国际单位是： （单位质量力的国际单位是： （ ） A . N ； B. m/s； C. N/kg； D. m/s2。 4与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（ ） . 切应力和压强切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率；切应力和剪切变形速率；C. 切应力和剪切变形。切应力和剪切变形。 5水的粘性随温度的升高而（水的粘性随温度的升高而（ ） A . 增大；增大； B. 减小；减小； C. 不变。不变。 6气体的粘性随温度的升高而（气体的粘性随温度的升高而（ ） A. 增大；增大；. 减小；减小；. 不变。不变。 7流体的运动粘度流体的运动粘度 的国际单位是（的国际单位是（ ） . m2/s ；B. N/m2 ； C. kg/m ；D. N s/2 8理想流体的特征是理想流体的特征是（ ） . 粘度是常数；粘度是常数；B. 不可压缩；不可压缩；C. 无粘性；无粘性； D. 符合符合 pV=RT。 9当水的压强增加个大气压时，水的密度增当水的压强增加个大气压时，水的密度增大约为（大约为（ ） . 20000 1 ； . 10000 1 ；. 4000 1 。 10水力学中，单位质量力是指作用在（水力学中，单位质量力是指作用在（ ） . 单位面积液体上的质量力；单位面积液体上的质量力； . 单位体积液体上的质量力；单位体积液体上的质量力； . 单位质量液体上的质量力；单位质量液体上的质量力； . 单位重量液体上的质量力。单位重量液体上的质量力。 11以下关于流体粘性的说法中不正确的是（以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ） . 粘性是流体的固有属性；粘性是流体的固有属性；. 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的 量度量度 . 流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；. 流体的粘性随温度的升高而增流体的粘性随温度的升高而增 大。大。 12已知液体中的流速分已知液体中的流速分布布 y 如图所示，其切应力分布为（如图所示，其切应力分布为（ ） .；.常数；常数； . ky (k 为常数为常数)。 13以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（ ） . 液体微团比液体质点大；液体微团比液体质点大；. 液体微团包含有很多液体质点；液体微团包含有很多液体质点； 2 . 液体质点没有大小，没有质量；液体质点没有大小，没有质量；. 液体质点又称为液体微团。液体质点又称为液体微团。 14液体的汽化压强随温度升高而（液体的汽化压强随温度升高而（ ） . 增大；增大； . 减小；减小；. 不变；不变； 15水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（ ） . 牛顿液体模型；牛顿液体模型； . 理想液体模型；理想液体模型； . 不可压缩液体模型；不可压缩液体模型；. 非牛顿液体模型；非牛顿液体模型；. 连续介质模型。连续介质模型。 16以下哪几种流体为牛顿流体（以下哪几种流体为牛顿流体（ ） . 空气；空气；. 清水；清水；. 血浆；血浆； . 汽油；汽油； . 泥浆。泥浆。 17以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是（以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是（ ） . 液体的温度升高则汽化压强增大；液体的温度升高则汽化压强增大； . 液体的温度升高则汽化压强减小；液体的温度升高则汽化压强减小； . 液体液体 的汽化压强随海拔高度而变化；的汽化压强随海拔高度而变化； . 20 C 的水的汽化压强为的水的汽化压强为atm； . 100 C 的水的汽的水的汽 化压强为化压强为atm；. 水在常温下不会沸腾；水在常温下不会沸腾； . 液体中的压力越液体中的压力越大则汽化压强越大。大则汽化压强越大。 18以下哪几种流体为非牛顿流体（以下哪几种流体为非牛顿流体（ ） . 空气；空气；. 清水；清水；. 血液；血液； . 酒精；酒精；. 泥浆。泥浆。 二、计算题二、计算题 1、平板面积为、平板面积为 40 45cm2,厚度为厚度为 1.0cm，质量，质量 m=5kg，沿着涂有厚度，沿着涂有厚度=1.0mm 油的斜面油的斜面 向下作等速运动，向下作等速运动， 其速度其速度 u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布，斜带动油层的运动速度呈直线分布，斜 坡坡 角角 = 22.62 (见见 图图 示示)，试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数，试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数 (油的密度油的密度 950 kg/m3)。 u 2、设水的体积弹性模量、设水的体积弹性模量PaK 9 1019.2，试问压强改变多少时，其体积才可试问压强改变多少时，其体积才可 以相对压缩以相对压缩%1？ 3、温度为、温度为 10，体积为，体积为 2.5m3的水加热至的水加热至 60，体积增加了多少？，体积增加了多少？(10的水的热胀系数的水的热胀系数 为为 0.14 10-4-1) 3 空气 水 第第 2 章章 水静力学水静力学 一、选择题一、选择题 1静止液体中存在（静止液体中存在（ ） . 压应力；压应力；. 压应力和拉应力；压应力和拉应力；. 压应力和切应力；压应力和切应力；. 压应力压应力 、切应力和拉应力；、切应力和拉应力； 2相相对压强的起量点是对压强的起量点是 （ ） A. 绝对真空；绝对真空； B. 1 个标准大气压；个标准大气压； C. 当地大气压；当地大气压； D. 液面压强。液面压强。 3金属压力表的读数是（金属压力表的读数是（ ） A. 绝对压强绝对压强 ； B. 相对压强相对压强 ； C. 绝对压强加当地大气压强；绝对压强加当地大气压强； D. 相对压强加当地大相对压强加当地大 气压强。气压强。 4绝对压强绝对压强 pabs、相对压强、相对压强 p 、真空值、真空值 pv、当地大气压强、当地大气压强 pa之间的关系是（之间的关系是（ ） A. pabs=p+pv ； B. p=pabs+pa ； C. pv=papabs 。 5在密闭的容器上装有在密闭的容器上装有 U 形水银测压计（如图） ，形水银测压计（如图） ， 其中其中 1、2、3 点点位于同一水平面上，其压强关系为（位于同一水平面上，其压强关系为（ ） A. p1=p2=p3 ； B. p1p2p3 ；C. p1p2 qvB ; 2 qvA qvB ; 3 qvA qvB ； 4 不能确定大不能确定大 小小 。 7、圆管紊流附加切应力的最大值出现在、圆管紊流附加切应力的最大值出现在 1 管壁管壁 ； 2 管中心管中心 3 管中心与管壁之间管中心与管壁之间 ； 4 无最大值无最大值 。 8、粘滞底层厚度、粘滞底层厚度 随随 Re 的增大而的增大而 1 增大增大 ； 2 减小减小 ； 3 不变不变 ； 4 不定不定 。 9、管道断面面积均为、管道断面面积均为 A (相等相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀 流，水力坡度流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力相同，则三者的边壁切应力 0 的相互关系如下，如果沿程阻力系数的相互关系如下，如果沿程阻力系数 也相也相 等，则三管道通过的流量的相互关系如下：等，则三管道通过的流量的相互关系如下： 1 0圆 圆 0方 方 0矩 矩 ，qv圆圆 qv方 方 qv矩 矩 ； 2 0圆 圆 0方 方 0矩 矩 ，qv圆圆 qv方 方 qv矩 矩 ； 3 0圆 圆 0方 方 0矩 矩 ，qv圆圆 qv方 方 qv矩 矩 ； 4 0圆 圆 n2； 2 n1 n2 ； 3 n1 = n2 ； 4 无法确定无法确定 。 13、谢才系数、谢才系数 C 的量纲是：的量纲是： 1 L ； 2 1 2 1 TL ； 3 2 1 1T L； 4 1 无量纲量。无量纲量。 14、如图、如图 A、B 二种截面管道，已知二管长度相同，通过流量相同，沿程水头损失系数相同，二种截面管道，已知二管长度相同，通过流量相同，沿程水头损失系数相同， 则二管道的沿程水头损失则二管道的沿程水头损失 1 hfA hfB； 2 hfA hfB； 3 hfA hfB ； 4 尚不能确定大小。尚不能确定大小。 19 ro 15、边界层的外边界线可看成是、边界层的外边界线可看成是 1 一条流线一条流线 ； 2 一条迹线一条迹线 ； 3 有旋流动与有势流动的分界线；有旋流动与有势流动的分界线； 4 层流与层流与 紊流的分界线。紊流的分界线。 16水在垂直管内由上向下流动，相距的两断面间测压管水头差为水在垂直管内由上向下流动，相距的两断面间测压管水头差为 h，则两断面间沿程水，则两断面间沿程水 头损失头损失 hf为为 1 hf=h ； 2 hf=h+L； 3 hf=-h 。 17圆管流动过流断面上的切应力分布为：圆管流动过流断面上的切应力分布为： 1 在过流断面上是常数；在过流断面上是常数； 2 管轴处是零，且与半径成正比；管轴处是零，且与半径成正比； 3 管壁处为零，向管轴线性增大；管壁处为零，向管轴线性增大； 4 抛物线分布。抛物线分布。 18在圆管紊流中，过水断面流速分布符合在圆管紊流中，过水断面流速分布符合 1 均匀规律；均匀规律； 2 直线变化规律；直线变化规律； 3 抛物线规律；抛物线规律； 4 对数曲线规律。对数曲线规律。 19在圆管层流中，过水断面流速分布符合在圆管层流中，过水断面流速分布符合 1 均匀规律；均匀规律； 2 直线变化规律；直线变化规律； 3 抛物线规律；抛物线规律； 4 对数曲线规律。对数曲线规律。 20半圆形明渠，半径半圆形明渠，半径 r0=4m，水力半径为，水力半径为 1 4m； 2 3m； 3 2m ； 4 1m 。 21变直径管流，细断面直径为变直径管流，细断面直径为 d1，粗断面直径为，粗断面直径为 d2=2d1，粗、细断面雷诺数的关系是，粗、细断面雷诺数的关系是 1 e1=0.5Re2； 2 e1=Re2； 3 e1=1.5Re2;； 4 Re1=2Re2。 22圆管层流，实测管轴线上的流速为圆管层流，实测管轴线上的流速为m/s。则断面平均流速为。则断面平均流速为 1 4m/s ； 2 .m/s ； 3 2m/s ； 4 2.5m/s 。 23圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数 1 与雷诺数与雷诺数e 有关；有关； 2 与管壁相对粗糙度与管壁相对粗糙度 d 有关；有关； 3 与与 Re 和和 d 有关；有关； 4 与与 Re 和管长和管长 l 有关。有关。 24圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数 1 与雷诺数与雷诺数e 有关；有关； 2 与管壁相对粗糙度与管壁相对粗糙度 d 有关；有关； 3 与与 Re 和和 d 有关；有关； 4 与与 Re 和管长和管长 l 有关。有关。 25工业管道的沿程摩阻系数工业管道的沿程摩阻系数 在紊流过渡区随雷诺数的增加而在紊流过渡区随雷诺数的增加而 1 增加；增加； 2 减小；减小； 3 不变；不变； 4 前三种情况都有可能。前三种情况都有可能。 26理想液体在流动过程中理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为流层之间的切应力为 1 零；零； 2 粘性切应力粘性切应力 1； 3 惯性切应力惯性切应力 2 ； 4 12。 27实际液体在紊流状态，其流层间的切应力为实际液体在紊流状态，其流层间的切应力为 1 零；零； 2 粘性切应力粘性切应力 1； 3 惯性切应力惯性切应力 2； 4 12。 28在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为在紊流状态下，流场固定空间点的瞬时流速为 1 时间平均流速时间平均流速 u ; 2 脉动流速脉动流速 u ； 3 断面平均流速断面平均流速 v ； 4 u+u。 29所谓的工业管道当量粗糙高度是指：所谓的工业管道当量粗糙高度是指： 1 和工业管道粗糙高度相同的尼古拉和工业管道粗糙高度相同的尼古拉兹粗糙高度；兹粗糙高度； 2 和尼古拉兹粗糙高度相同的工和尼古拉兹粗糙高度相同的工 业管道粗糙高度；业管道粗糙高度； 3 和工业管道和工业管道 值相同的尼古拉兹粗糙高度；值相同的尼古拉兹粗糙高度； 4 和工业管道粗糙区和工业管道粗糙区 值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度；值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度； 三、填空题三、填空题 1、紊流附加切应力、紊流附加切应力 yxu u等号右端的负号是由于等号右端的负号是由于_。 20 2、圆管沿程水头损失系数、圆管沿程水头损失系数 的影响因素分别是：层流的影响因素分别是：层流 f 紊紊 流光滑区流光滑区 f 紊流过渡区紊流过渡区 f 紊流粗紊流粗 糙区糙区 f 3 、 水 流 临 界 雷 诺 数 可 以 作 为 判 别 流 动 形 态 的 准 则 数 。 圆 管 流 的 临 界 雷 诺 数、 水 流 临 界 雷 诺 数 可 以 作 为 判 别 流 动 形 态 的 准 则 数 。 圆 管 流 的 临 界 雷 诺 数 Re=_，明槽流的临界雷诺数，明槽流的临界雷诺数 Re=_。 4 、 在 紊 流 光 滑 区 ， 沿 程 水 头 损 失 系 数、 在 紊 流 光 滑 区 ， 沿 程 水 头 损 失 系 数 与 相 对 粗 糙 度 无 关 的 原 因 是与 相 对 粗 糙 度 无 关 的 原 因 是 _.。 5、紊流形态可分为三个流区，其判别标准是：光滑、紊流形态可分为三个流区，其判别标准是：光滑区区_，过渡区，过渡区 _， 粗糙区粗糙区 _。 四、计算题四、计算题 1、有一圆管，在管内通过、有一圆管，在管内通过 =0.013cm/s 的水，测得通过的流量为的水，测得通过的流量为 40cm3/s,在管长在管长 25m 的管的管 段上测得水头损失为段上测得水头损失为 2cm，试求该圆管内径，试求该圆管内径 d。 2、有一梯形断面的排水沟，底宽、有一梯形断面的排水沟，底宽cmb70，断面的边坡系数为，断面的边坡系数为 1：1.5（如图示） 。当水深（如图示） 。当水深 cmh40，断面平均流速，断面平均流速scm/0 . 5，水温为，水温为 200C，试判别水流流态。如果水温和水深都，试判别水流流态。如果水温和水深都 保持不变，问断面平均流速减到多少时水流方为层流？保持不变，问断面平均流速减到多少时水流方为层流？ 3、流速由、流速由 v1 变为变为 v2 的突然扩大管道，为了减小水头损失，可分为两次扩大，如图所示。的突然扩大管道，为了减小水头损失，可分为两次扩大，如图所示。 问中间段流速问中间段流速 v 取多大时，所产生的局部水头损失最小？比一次扩大的水头损失小多少？取多大时，所产生的局部水头损失最小？比一次扩大的水头损失小多少？ h b 1 1.5 21 4、水箱水深、水箱水深 H，底部有一长为，底部有一长为 L，直径为，直径为 d 的圆管（见图） 。管道进口为流线形，进口水的圆管（见图） 。管道进口为流线形，进口水 头损失可不计。管道沿程阻力系数头损失可不计。管道沿程阻力系数设为常数。若设为常数。若 H，d，给定。 （给定。 （1）试求管路起始断面）试求管路起始断面 A 处的压强。处的压强。 （2）H 等于多少，可使等于多少，可使 A 点压强为大气压。点压强为大气压。 （3）试求管中平均速度。）试求管中平均速度。 5、 比重比重 0.85，=0.125cm2/s 的油在粗糙度的油在粗糙度=0.04mm 的无缝钢管中流动，管径的无缝钢管中流动，管径 d=30cm, 流量流量 Q=0.1cm3/s，试判断流动状态并求：，试判断流动状态并求： （1）沿程阻力系数）沿程阻力系数 （2）粘性底层厚度）粘性底层厚度 （3）管）管壁上的切应力壁上的切应力 22 第第 6 章章 有压管流有压管流 一、判断题一、判断题 1、 并联管道中各支管的单位机械能损失相同， 因而各支管水流的总机械能也应相等。、 并联管道中各支管的单位机械能损失相同， 因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、 图示虹吸管中、 图示虹吸管中 B 点的压强小于大气压强。点的压强小于大气压强。 ( ) 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、 在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。、 在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、 各并联支管的水头损失相同， 所以其水力坡度也相同。、 各并联支管的水头损失相同， 所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 ( ) 7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的 设计流量。设计流量。 ( ) 二、选择题二、选择题 1、图示、图示 A、B 两点间有两根并联管道两点间有两根并联管道 1 和和 2 。设管。设管 1 的沿程水头损失为的沿程水头损失为 hf1 ,管管 2 的的 沿程水头损失为沿程水头损失为 hf2 。则。则 hf1与与 hf2 的关系为的关系为 （ ） A hf1 hf2； B hf1 hf2 ； C hf1 = hf2 ； D 无法确定。无法确定。 2、图示为坝身下部的三根泄水管、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量 最小的是最小的是 （ ） 。） 。 A a 管；管； B b 管；管； C c 管；管； D 无法确定。无法确定。 3图示两根完全相同的长管道只是安装高度不同，两管的流量关为（图示两根完全相同的长管道只是安装高度不同，两管的流量关为（ ） 12 ；1=2 ；不定。；不定。 4并联长管、两管的直径相同，沿程并联长管、两管的直径相同，沿程 阻力系数相同，长度阻力系数相同，长度 L2=3L1，通过的流量为（，通过的流量为（ ） 23 12；11.5Q2； 11.732；1=3 5A、B 两节点连接并联管段两节点连接并联管段 1、2、3，则，则 A、B 两节点间的水头损失为（两节点间的水头损失为（ ） hfAB=hf1+hf2+hf3; hfAB=hf1+hf2; hfAB=hf2+hf3; hfAB=hf1=hf2=hf3。 6长管并联管道各并联管段的（长管并联管道各并联管段的（ ） A.水头损失相等水头损失相等; B.水力坡度相等水力坡度相等; C总能量损失相等总能量损失相等; D通过流量相等。通过流量相等。 7并联管道（如图）并联管道（如图）, 阀门全开时各管段流量为阀门全开时各管段流量为 Q1、Q2、Q3, 现关小阀门现关小阀门 K,其他条件不变其他条件不变,流量变化为（流量变化为（ ） AQ1、Q2、Q3都减小；都减小； B. Q1、Q3减小减小 Q2不变不变; C.Q1、Q3减小减小,Q2增大增大; D. Q1不变不变,Q2增大增大,Q3减小。减小。 8.长管作用水头长管作用水头 H 保持不变保持不变,出口由自由出流改为淹没出流后出口由自由出流改为淹没出流后,管路流量（管路流量（ ） A.减小减小; B.不变不变; C增大增大; D不一定。不一定。 9.长管的水力计算常采用比阻公式长管的水力计算常采用比阻公式=ALQ ；与比阻有关的参数包括（；与比阻有关的参数包括（ ） 管径管径 d、管长、管道摩阻系数、管长、管道摩阻系数 ；. 管径管径 d、管道的摩阻系数、管道的摩阻系数 ；管长和管道；管长和管道 摩阻系数摩阻系数 ；管径；管径 d、管长和管道流量、管长和管道流量 Q 。 10直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强 ( ) A 不受来自上游水库反射波的影响不受来自上游水库反射波的影响; B 受来自上游水库反射波的影响受来自上游水库反射波的影响 C 受阀门反射波的影响受阀门反射波的影响 D 不受管道长度的影响不受管道长度的影响 11 发生间接水击的条件是发生间接水击的条件是 ( ) A CLTa/ B CLTa/ C CLTa/2 D CLTa/2 式中式中 Ta为阀门关闭时间，为阀门关闭时间，L 为管道长度，为管道长度，C 为水击波速。为水击波速。 12 在水击研究中，必须认为在水击研究中，必须认为 ( ) A 液体是可压缩的，管道是刚体液体是可压缩的，管道是刚体 B 液体是不可压缩的，管道是弹性体液体是不可压缩的，管道是弹性体 C 液体和管道都是弹性体液体和管道都是弹性体 D 液体是不可压缩的，管道是刚体液体是不可压缩的，管道是刚体 三、填空题三、填空题 1、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程 _；在管道断面突然缩小处，测压管水；在管道断面突然缩小处，测压管水 头线沿程头线沿程_。 2 、 图 示 为 一 串 联 管 段 恒 定 流 。 各 管 段 流 量、 图 示 为 一 串 联 管 段 恒 定 流 。 各 管 段 流 量qv1 、 qv2、 qv3 的 关 系 为的 关 系 为 _ 。 各 管 段 流 速。 各 管 段 流 速 v1、 v2、 v3 的 关 系 为的 关 系 为 _。 3 、 对 于 有 压 管 流 出 口 为 自 由 出 流 时 ， 测 压 管 水 头 线 终 点 在、 对 于 有 压 管 流 出 口 为 自 由 出 流 时 ， 测 压 管 水 头 线 终 点 在 _；出口为淹没出流时，若下游水池中流；出口为淹没出流时，若下游水池中流 速速 v2=0,测压管水头线终点在测压管水头线终点在_，若，若 v20，测压管水头线应，测压管水头线应 _下游水面。下游水面。 24 4 当阀门突然关闭时， 水击波传播的第二阶段当阀门突然关闭时， 水击波传播的第二阶段(即即 L/C h02 (2)h01 b2 ,则其均匀流水深则其均匀流水深 h01 和和 h02 的关系为的关系为 ( ) (1)h01大于大于 h02 (2)h01小于小于 h02 (3)相等相等 (4)无无 法确定法确定 10、 有两条梯形断面渠道、 有两条梯形断面渠道 1 和和 2， 其流量、 边坡系数、 底宽及底坡均相同， 但糙率， 其流量、 边坡系数、 底宽及底坡均相同， 但糙率 n1 n2， 则其均匀流水深则其均匀流水深 h01 和和 h02 的关系为的关系为 ( ) (1)h01大于大于 h02 (2)h01小于小于 h02 (3)相等相等 (4) 无法确定无法确定 11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽 b 与均匀与均匀 流水深流水深 h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 ( ) (1) b1 =4 m ， h01 =1m (2) b2 =2 m ， h02 = 2m (3) b3 = 2.83 m ， h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ， h04 = 1.5m 12、 矩形明渠水流中、 矩形明渠水流中， 断面单位能量断面单位能量 Es 与势能与势能 h 之比值之比值 Es/h =1.8 时时， 水流的弗劳德数水流的弗劳德数 Fr 为为 ( ) (1) Fr 1.0 (2) Fr n2)。 它们的正常水深它们的正常水深 h01 _h02 ;临界水深临界水深 hc1 _hc2 。 3、水跌是水流从、水跌是水流从_流过渡到流过渡到_流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于 _。 28 4、水跃是水流从、水跃是水流从_流过渡到流过渡到_流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时， 跃后水深的变化是跃后水深的变化是_。 5、在明渠水流中，发生、在明渠水流中，发生_型水面曲线时，断面单位能量型水面曲线时，断面单位能量 Es 沿程增大；发生沿程增大；发生_型水面型水面 曲线时，曲线时，Es 沿程减小。沿程减小。(各举一例各举一例) 6、若明渠均匀流水深、若明渠均匀流水深 h0 =3m，相应流量的临界水深，相应流量的临界水深 hc=1.5m，则弗劳德数，则弗劳德数 Fr的范围为的范围为 _。若流量不变，糙率。若流量不变，糙率 n 增大，则增大，则 Fr _。 7、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于_流，控制断面应选在上游；对于流，控制断面应选在上游；对于_流，流， 控制断面应选在下游。控制断面应选在下游。 8、 图示为一棱柱形明渠， 两段渠道的断面形状、 尺寸及底坡均相同， 但糙率不同、 图示为一棱柱形明渠， 两段渠道的断面形状、 尺寸及底坡均相同， 但糙率不同 (n1 md (3) m m2 (2) m1 n；(2)9m ； (2)L=(3-4)d ， H0(3-4)d , H09m ；(4)L(3-4)d , H09m 。 三、填空题三、填空题 1、 宽顶堰的总水头、 宽顶堰的总水头 H0=2 m， 下游水位超过堰高度， 下游水位超过堰高度 ha=1.0 m， 此种堰流为， 此种堰流为_ 出流。出流。 2、图示、图示 4 种管嘴出流中，出口流速最大的是种管嘴出流中，出口流速最大的是_，流量系数最大的是，流量系数最大的是_。 31 3 、 影、 影 响 宽 顶 堰 流 量 系 数响 宽 顶 堰 流 量 系 数 m 值 的 主 要 因 素 为值 的 主 要 因 素 为 _ 和和 _。 4、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为_的堰流，当堰的溢流宽的堰流，当堰的溢流宽 度小于上游渠道宽度时，称为度小于上游渠道宽度时，称为_的堰流。的堰流。 5、 对于宽顶堰式闸孔出流， 当下游水深、 对于宽顶堰式闸孔出流， 当下游水深 t hc02 时，发生时，发生_ _水跃；当水跃；当 t=hc02 时，发生时，发生_水跃。水跃。 6、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是_ _。 四、计算题四、计算题 1水箱用隔板分水箱用隔板分 A、B 两室如图所示，隔板上开一孔口，其直径两室如图所示，隔板上开一孔口，其直径cm4d1；在；在 B 室底部装室底部装 有圆柱形外管嘴，其直径有圆柱形外管嘴，其直径cm3d2，已知，已知m5 . 0h,m3H 3 ，水流恒定出流，试求：（，水流恒定出流，试求：（1） 21 h,h；（；（2）流出水箱的流量）流出水箱的流量Q。 2沉淀池长沉淀池长m10L ，宽，宽m4B，孔口形心处水深，孔口形心处水深m8 . 2H ，孔口直径，孔口直径mm300d （见图（见图 示），试问放空（水面降至孔口顶）所需时间。提示：可按小孔口出流计算。示），试问放空（水面降至孔口顶）所需时间。提示：可按小孔口出流计算。 32 3 在矩形断面灌溉渠道上，有一座无侧收缩薄壁堰，堰宽等于渠底宽在矩形断面灌溉渠道上，有一座无侧收缩薄壁堰，堰宽等于渠底宽 b=3m,堰高堰高 p1=p2=0.8m,堰下游渠道内水深堰下游渠道内水深 ht=0.65m ，过堰流量，过堰流量 Q=3m3/s ，求堰上水头，求堰上水头 H。 33 第第 9 章章 渗流渗流 一、判断题一、判断题 1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 ( ) 2、 达西定律既适用于层流渗流， 又适用于紊流渗流。、 达西定律既适用于层流渗流， 又适用于紊流渗流。 ( ) 3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。 ( ) 4、 在无压渗流的自由表面线上， 各点的压强相等， 所以它是一根等水头线。、 在无压渗流的自由表面线上， 各点的压强相等， 所以它是一根等水头线。 ( ) 5、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。 ( ) 二、选择题二、选择题 1、在均质各向同性土壤中，渗流系数、在均质各向同性土壤中，渗流系数 k ( ) ( 1 ) 在各点处数值不同；在各点处数值不同； ( 2 )是个常量；是个常量； ( 3 )数值随方向变化数值随方向变化 ； ( 4 )以上以上 三种答案都不对。三种答案都不对。 2、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关：、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关： ( ) (1) 上游水位上游水位 (2) 渗流系数渗流系数 (3) 上下游水位差上下游水位差 (4) 边界的几何形边界的几何形 状状 3、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速 ( ) (1) 加大加大 (2) 减小减小 (3) 不变不变 (4) 不定不定 三、填空题三、填空题 1、 达西定律的表达式为、 达西定律的表达式为_。 符合达西定律的渗流其沿程水头损失。 符合达西定律的渗流其沿程水头损失 hf 与流速与流速 v 的的_次方成正比。次方成正比。 2、完全井与非完全井的区别是、完全井与非完全井的区别是_ 四、计算题四、计算题 1、如图所示，利用半径、如图所示，利用半径 r0=10cm 的钻井（完全井）左注水试验。当注水量稳定在的钻井（完全井）左注水试验。当注水量稳定在 Q=0.20l/s 时，井中水深时，井中水深 h0=5m，含水层为细砂构成，含水层水深，含水层为细砂构成，含水层水深 H=3.5m，试求其渗透系数值。，试求其渗透系数值。 ( 3 1066. 3 cm/s ) 2、如图所示，一渠道与一河道相互平行。长、如图所示，一渠道与一河道相互平行。长 l=300m，不透水层的底坡，不透水层的底坡 i=0.025，透水层的，透水层的 渗透系数渗透系数 k=2*10-3cm/s。当渠中水深。当渠中水深 h1=2m，河中水深，河中水深 h2=4m 时，求渠道向河道渗流的单时，求渠道向河道渗流的单 宽渗流量，并计算起浸润线。宽渗流量，并计算起浸润线。 ( 3 10434. 9 cm2/d) 34 3有一完全井如图所示。井半径有一完全井如图所示。井半径 r0=10cm。含水层原厚度。含水层原厚度 H=8m，渗透系数，渗透系数 k=0.003cm/s。 抽水时井中水深保持为抽水时井中水深保持为 h0=2m，影响半径，影响半径 R=200m 求出水量求出水量 Q 和距离井中心和距离井中心 r=100m 处的处的 地下水深度地下水深度 h。 1 第第 1 章章 绪论绪论 答案：答案： 一、一、1.D 2.C、D 3.D 4.B 5.B 6.A 7.A 8.C 9.A 10.C 11.D 12.B 13.D 14.A 15.B、C、E 16.A、B、D 17.B、C、D、F、G 18. C、E 1、解：、解： 木木 块块 重重 量量 沿沿 斜斜 坡坡 分分 力力 F 与与 切切 力力 T 平平 衡衡 时，时， 等等 速速 下下 滑滑 =0.1047 Pa s ；=1.102 10-4m2/s 2、 （、 （Pa 7 1019. 2） 3、1.75L 第第 2 章章 水静力学答案：水静力学答案： 一、选择题一、选择题 1.A 2.C 3.B 4.C 5.C 6.B 7.C 8.B 9 C 10.D 11.A 12.B 13.B 14.C 15.C 16、D 17、C 18、 D 19、B 20、D 21、B 22、A 二、判断题二、判断题 1、 ( ) 2、 ( ) 3、 ( ) 4、 ( ) 5、 ( ) 6、 ( ) 7、 ( ) 8、 ( ) 9、 ( ) 10、( ) 三、绘图计算题三、绘图计算题 1、解、解: 2、解解: 取取 N-N 面为等压面面为等压面,列等压面方程列等压面方程 3. 解解：由由 液液 体体 平平 衡衡 微微 分分 方方 程程 在在 液液 面面 上上 为为 大大 气气 压，压， )ddd(dzzyyxxp 0d p 0d)30sin(d30cos 00 zagxa y u ATmg d d sin 001. 0 1 45. 04 . 0 62.22sin8 . 95sin u A mg sPa1047. 0 N N KPa ghghhhgPP ghghPhhgP ssAB ssBA 412.97 1015807. 98 . 01030807. 99 . 010)1530(807. 9198 )( )( 222 221121 221121 水 水 则有： 2 将将 以以 上上 关关 系系 代代 入入 平平 衡衡 微微 分分 方方 程，程， 得：得： 4 解解: 5. （1） (2) kN 15.68 15686) 18 . 0()4 . 098. 058. 2(807. 9100098. 0807. 9816 )() 2 ( 3/4 1211 N LR R hhgghAPP Cx 力只有上半部分的水平分 ，称，水平分力相互抵消半圆柱下半部分左右对先求水平分力，由于