水力学题目-td.doc

天津大学研究生院2000年招收硕士研究生入学试题 考试科目：水力学 题号：431 一 基本概念题 1 （5分） 简述静水压强的两个重要特性； 在国际单位中，静水压强的单位是什么？ 2（6分）解释绝对压强，相对压强，真空度的概念。 3（7分）实际液体运动存在层流和紊流两种流态，可用雷诺数Re来判别。写出管流时雷诺数Re的表达式；说明每个符号代表什么？解释雷诺数的物理力学意义。 4（6分） 解释容重和密度的概念； 写出它们的国际单位 5（5分） 画出AB受压面上的静水压强分布图 6（5分） 画出曲面AB上的压力体图 7（6分） 指出图中11，22，33哪些是等压面，哪些不是等压面？ 8（5分） 某一过水断面给出了三个物理量：z，p/，v，分别写出该过水断面的位置水头;测压管水头；总水头 9（5分） 明渠水流有三种流态：缓流，临界流和急变流，可用佛劳德（Froude） 2. 15分 在一管路上测得过水断面11的测压管高度为1.5米；过水面积0.05m2，22过水面积0.02 m2,两个断面间水头损失，管中流量Q20L/S。试求22断面上的测压管高度。已知：，动能修正系数取。（提示：注意流动方向） 3。（15分） 图中为一溢流坝，上游11断面水深，下游22断面水深，略去水头损失，并假设11断面距坝较远，22断面水深较平顺。求水流对1m坝宽（垂直纸面方向）的水平作用力。 上下游河床底为平底，河床摩擦力可忽略；水容重10KN/m3 4（5分） 已知某流场的流速势为， 为常数 ，试求及 5（5分） 已知物体在液体中所受的阻力F与液体密度，液体粘滞系数，物体的运动速度u，物体的大小（用线性长度L表示）有关，试用量纲分析法（定理），求出在液体中运动的物体所受阻力的关系式。 天津大学研究生院2001招收硕士研究生入学试题 考试科目：水力学 题号：431 基本概念题（45分） 在孔口和管嘴出流中，如果孔径相同；作用水头相同，通过孔口的流量和通过管嘴的流量哪个大？为什么？ 5分 画出下列图中各标有ABC受压面的静水压强分布图。（6分） （1） （2） 3各曲面ABCD上的压力体图。，并指出垂直压力的方向。（6分） （1） 2 4.有一圆形水管，其直径d为0.1m，管中平均流速V为1.0m/s，试判别管中水流运动是层流还是紊流？（水的运动粘滞系数v0.0131cm2/s）. 6分 5液流产生水头损失必须具备哪两个条件？（5分） 6在应用恒定流能量方程时，为什么不能把过水断面选在急变流断面？（5分） 7. 解释绝对压强，相对压强，真空度的概念。 8.写出恒定平面势流中，流速势（x,y）,流函数 x,y 与流速的关系。（6分） 计算题（55分） 1 某压差计如图所示，已知，,求。（7分） 2.两水池隔墙上装一半球行堵头，如图 已知：球形堵头半径R1m 测压管读数h 200mm 求：水位差H 求半球形堵头的总压力及作用点 （15分） 3水平大小套管，内伸小管进口处形成突缩水流。大小管直径为，；流速, ;压强，通过流量为 Q，容重为的水流时，推求突缩水流的水头损失的表达式及测压管水头差的表达式。（要求：两式均表为的倍数关系） （提示：两测压管断面处均为渐变流，两断面相距很短，忽略该流段管壁摩擦力，并认为大管末端处压强等于大管内压强） （13分） 4。从一水面保持恒定不变的水池中引出一管道，该管路末端流入大气。管路有三段直径不等的管道组成，其过水面积分别式,如水池容积很大，水流行进流速可以忽略（）。不计管路水头损失。（） 求：出口流速及流量Q 绘出管路的测压管水头线和总水头线 12分 5在管道和明渠均匀流中，总流边界上的平均切应力与断面平均流速，水力半径R，液体密度，液体动力粘滞系数，粗糙表面的凸起高度有关。试用量纲分析法（定理）推求与上述量的关系式。（8分）天津大学研究生院2002收硕士研究生入学试题 考试科目：水力学 题号：431 基本概念题（45分） 图示平板闸门置于水中，当上，下游水位都上升1米（虚线所示）。问图（a）, b 中闸门上所受静水总压力的大小及其作用点是否改变？为什么？试用图解法分析之。（6分） 2.明渠均匀流有哪些主要水力特性？（5分） 3粘性底层很薄，仅十分之几毫米，它在水力学研究中确有十分重要的意义。试通过粘性底层的厚度与绝对突起高度关系分析之。（5分） 4同一棱柱型长直道上的二个渠段，流量相同，且为恒定流。在下列条件下： 粗糙系数n不同（），其他参数都相同; 底坡I不同（），其他参数都相同; 底宽b不同（），其他参数都相同 试问二渠段的正常水深是否相同，如不同，分析前后两段哪段大？哪段小？（6分） 5有一长直棱柱体渠道，断面为矩形，流量恒定，水深，单宽流量 试判别该水流是急流，还是缓流？（5分） 6淹没式宽顶堰的判别的充分必要条件式什么？（5分） 7如图所示，为该装置即时的水流状态，若阀门开度减小，阀门前后两根测压管中的水面将如何变化？为什么？（8分） 8等压面式水平面的条件是什么？（5分） 计算题（55分） 图示密闭容器中盛有水，并装有一U行水银测压计，今测得h 0.45m,H 1.0m,求容器中水面上的相对压强？（8分） 2。一弧形闸门，宽b 4m,圆心角a 45，半径r 2m,门轴与水面齐平，求作用在弧形闸门上的静水总压力及其作用线与水平面的夹角？（10分） 3某一矩形断面平底渠道，宽度b 2.6m,河床在某处抬高，坎高a 0.3m,上游水深H1.8m,下游水深h 1.38m,局部水头损失为下游渠道流速水头的1/2。求（1）渠道的流量Q ? 2 水流对坎的水平推力R ?（12分） 4，有二渠道通过三段直径D 1.0m的混凝土管连成一条虹吸管跨过山丘取水，高水位渠道水面高程，低水位渠道水面高程，虹吸管长度，；中间有两个弯头，每个弯头的局部损失系数，进口水头损失系数， 求虹吸管的输水能力？ 当Z6.0m时，求虹吸管中最大真空值 定性绘出虹吸管的测压管水头线。（18分） 5对于的平面流动，a为常数，试分析判断： 是恒定流还是非恒定流？ 是均匀流还是非均匀流？ 是有旋流还是无旋流？（7分） 天津大学研究生院2003年招收硕士研究生入学试题 考试科目：水力学 题号：431 单选题（每小题2分，共12分） 在明渠均匀流中取一六面体，其所受的外力；作用在该六面体上有（ ） a 切应力，正压力 b 正压力 c 正压力,重力 d 正压力，切向力，重力 圆管的水力半径是（） （a）d/2 b d/3 c d/4 d d/4 等直径圆管中层流的过流断面流速分布是（ ），a为常数，该流动为（ ） a 恒定有旋流 b _恒定无旋流 （c）非恒定有旋流 （d）非恒定无旋流 宽顶堰形成淹没出流的充分条件是（ ） 在尼古拉兹的沿程阻力系数实验中哪一个的阻力系数与雷诺数无关（ ） （a）紊流粗糙区 （b）临界过渡区 （c）紊流过渡区 （d）紊流光滑区 判断题（每小题3分，共24分） 判别下列说法是否正确，若正确在括号内划，否则划 1理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体不具有粘滞性。 （ ） 2下游水流超过堰顶时一定会形成淹没式堰流。 3明渠中均匀流一定式恒定流 4.壁面光滑的管道不一定是水力光滑区。 （ ） 5短管是指管路的几何长度较短。 6.明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。 （ ） 凡是正确反映客观规律的物理方程式，必然是一个齐次量纲式。 （ ） 8相对静止流体的自由液面一定式水平面。 （ ） 简答题（每小题5分，共20分） 层流与紊流的内部切应力有何不同？ 尼古拉兹实验的主要研究成果有哪些？ 明渠恒定流均匀流的水流