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水 力 学 辅 导 材 料一、是非题(正确的划“”，错误的划“)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。 （）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点 O重合。() 3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。 ()4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr1为急流。 () 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。 （）6、达西定律适用于所有的渗流。 （）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。 （）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 () 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 ()10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。 （）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ()12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 () 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 ()14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。 () 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 （）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 ()17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 () 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 ()19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 （）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。 ()21、缓坡上可以出现均匀的急流。 () 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 ()24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 () 25、水深相同的静止水面一定是等压面。 ()26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。 （）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ()28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 () 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 ()30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 ()31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。 （）32、静水压强的大小与受压面的方位无关。 ()33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 ()34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。 （）35、平坡渠道中不可能发生均匀流。 ()36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 （）37、水跃只能发生于平底明渠中。 ()二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)1、变直径管道，细断面直径为d1,粗断面直径d2=2d1,粗细断面雷诺数的关系为（ D ）a、 Re1=0.5Re2； b、Re1=Re2； c、Re1=1.5Re2； d、Re1=2Re22、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （1） (1) 数值相等; (2) 数值不等;(3) 仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大 。3、已知水流的沿程水力摩擦系数l 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （4）(1) 层流区 ； (2) 紊流光滑区 ；(3) 紊流过渡粗糙区 ； (4) 紊流粗糙区 。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 （2）（1）1 kN/m2 （2）2 kN/m2 （3）5 kN/m2 （4）10 kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合 （1） (1)对数分布； (2)直线分布； (3)抛物线分布； (4)椭圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线 （1）（1）相重合； （2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状； （4）以上答案都不对。7、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（ ） a、8； b、4； c、2； d、18、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属 （3）(1) 层流区 ； (2) 紊流光滑区 ；(3) 紊流过渡粗糙区 ； (4 ) 紊流粗糙区 。 12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为 （4）（1）1 kN/m2 （2）2 kN/m2 （3）8 kN/m2 （4）10 kN/m213、静止液体中同一点沿各方向上的压强 （1）(1) 数值相等 ; (2) 数值不等 ; (3) 仅水平方向数值相等 。14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比等于 （2）( 1 ) 1 ； ( 2 ) 2 ； ( 3 ) 3 ； ( 4 ) 4 。15、水泵的扬程是指 （3）(1) 水泵提水高度 ； (2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失；(3) 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 16、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （2） (1) 一次方关系； (2) 二次方关系； (3) 1.752.0次方关系 。17、在平衡液体中，质量力与等压面 （3） （1）重合； （2）平行 ； （3）正交。18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 (3 )(1) 急流和缓流 ； (2) 均匀流和非均匀流 ；(3) 层流和紊流； (4) 恒定流和非恒定流。19、闸孔出流的流量与闸前水头 ( 3 )成正比(1) 1次方 ； (2) 2次方 ； (3) 0. 5次方 。20、共轭水深是指 ( 1)(1) 水跃的跃前水深与跃后水深 (2) 溢流坝下游水流收缩断面水深 (3) 均匀流水深 （4）临界水深21、图示容器中有两种液体，密度r2 r1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为 (2)(1) B 管高于 A 管； (2) A 管高于 B 管； (3) AB 两管同高。22、紊流的断面流速分布规律符合 （1） ( 1 ) 对数分布 ； ( 2 ) 椭圆分布 ； ( 3 ) 抛物线分布 ； ( 4 ) 直线分布 。 23平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数 J (h1)与 J (h2)的关系是 （1）( 1 ) J(h1)= J(h2) ( 2 ) J(h1)J(h2) ( 3 ) J(h1) pb (2) pa pb (3) pa = pb (4) 无法确定 25、层流断面流速分布规律符合 （3）( 1 ) 对数分布 ； ( 2 ) 直线分布 ；( 3 ) 抛物线分布 ； ( 4 ) 椭圆分布 。26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 （1）( 1 ) 急流和缓流 ； ( 2 ) 均匀流和非均匀流 ；( 3 ) 层流和紊流； ( 4 ) 恒定流和非恒定流。 27、紊流中粘滞底层厚度 d 比绝对粗糙高度 D 大得多的壁面称为 （1）（1）光滑面 ( 2 ) 过渡粗糙面 （3）粗糙面 （4）以上答案均不对28、已知液体流动的沿程水力摩擦系数l与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于（ ） a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区29、底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为（ ）a、 缓流； b、急流； c、临界流； d、层流三、填空题(在空格中填写正确答案)1理想液体与实际液体最大的区别是理想液体没有 。2计算明渠均匀流的公式是。3.流体运动粘度与液体密度的关系是_ 。4. 牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ，层流运动 5. 当液流为 流时，流线与迹线重合。6.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量_。7只受重力作用，静止液体中的等压面是_。8.液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 _kN/m2，真空度为 。9.恒定流是各空间点上的运动参数都不随 变化的流动。10当液流为 流时，流线与迹线重合。11.实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是_，_。12湍流的流速分布比层流的流速分布 （均匀/不均匀）。13水由孔口直接流入另一水体中，称为_出流。14.水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h_ hk，弗汝德数Fr_1。（填写符号）15.佛汝德数是代表 与 两种作用的对比关系。16在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量_。17串联管道中总水头线与测压管水头线的关系是 （平行/重合）18牛顿内摩擦定律表述为如下：作层流液体的液体，相邻液层间单位面积上作用用的粘滞力与成正比，同时与液体的性质有关。19静水压强的重要性质是：（1） _ ；（2） 。20根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。21相同水头高度条件，孔口与管嘴的面积相同，通过管嘴的流量比通过孔口的流量 （大/小）。22.串联管道中总水头线与测压管水头线的关系是 （平行/重合）23.佛汝德数是代表 与 两种作用的对比关系。24理想液体与实际液体的主要区别是_是否存在液体的拈滞性_25实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ，外因是 边界条件的影响。26. 恒定流是各空间点上的运动参数都不随 变化的流动。27只受重力作用，静止液体中的等压面是_。28. 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h_ hk，弗汝德数Fr_1。（填写符号）29.并联管道中各支管的总机械能损失 （相同/不相同）30.过水断面的面积一定时，通过流量最大的断面称为 。31.圆柱形外管嘴的长度L与直径d之间一般应符合_的关系。32能量方程中各项表示的意义为单位重量液体所具有的 、 、 。33雷诺数是表征 与 的比值。 34.液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 _kN/m2，真空度为 。35、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 BB 36明渠水流由急流过渡到缓流时发生_（水跃/水跌）现象。37矩形明渠中，临界流的流速水头是临界水深的 。38、某点的真空度为65000 Pa，当地大气压为100kpa，则该点的绝对压强为 。39、圆管层流中，层流的断面流速分布符合 规律。40、尼古拉兹实验将流动分为五个区域，在各个区域内影响沿程阻尼系数的因素不同，其中紊流光滑区影响的因素为 ，紊流粗糙区影响的因素为 。41压力体的组成部分包括（1） ；（2） ；（3） 。42、理想流体能量方程为：，方程中z的物理意义为 ，方程的物理意义为 。43、在明渠流动中，Fr=1时流动为临界流，Fr1时流动为 。44.湍流形成的先决条件是 。45串联管道中总水头线与测压管水头线 （平行/重合）46、液体的_是产生水流机械能损失的主要原因。47、某矩形明渠的底宽b=2m, 水深h=1m，它的水力半径R=_m。48、同一种连续的平衡液体中等压面是.（ ） 水平面 倾斜平面 曲面 等水深面49 某点压强与受压面的关系是_ （1）垂直指向受压面 （2）垂直背向受压面 （3）平行于受压面 （4）倾斜指向受压面50、恒定总流的三大方程是指_ （1）能量、连续方程 （2）能量、动量方程 （3）连续、动量方程 （4）连续、能量、动量方程 51管嘴出流时，为了保证管嘴真空不被破坏，管嘴长度L与孔径d的关系是L= 。52水力最佳断面是指设计流量一定， 最小的断面。53、动能修正系数反映 ，紊流运动中，一般取= 。四、问答题 1什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。液体可压缩性一般情况下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。2有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。3什么是相对压强和绝对压强？。4. “均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？5。写出水力半径R的表达式。 6、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。7.从力学意义上解释明渠均匀流只能在顺坡渠道中产生的原因。8、明渠的底坡可以分为哪些类型？9、如何用临界水深hk与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态？10明渠均匀流产生的条件是什么？ 11简要说明下临界雷诺数比上临界雷诺数稳定的原因。12、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？13、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。14简述判断明渠水流三种流态的方法。15、佛汝德数r的物理意义是什么？它在水力学中的主要作用是什么？16、什么叫总水头线和测压管水头线？什么是水力坡度和测压管坡度？ 17、输水管的流量，水温一定，随管径加大，雷诺数如何变化？为什么？五、作图题(在题图上绘出正确答案)i.1iki2iki2ik4、定性绘出图示曲面A上水平方向的分力和铅垂方向压力体。(5分)5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。 v0=0v0=0测压管水头总水头线v0=0v0=06、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 8. 绘出图中AB曲面上压力体的压力体图。9.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（各渠段均充分长，各段糙率相同）。六、根据题目要求解答下列各题 HROABR1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A点以上的水深H1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力 Px=pcAx=74.48kN 铅垂分力 Py=V=85.65kN,静水总压力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tana= Py/Px=1.15 a=49合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。 2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d0.9m，长 l=50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数=0.024，上下游水位差 H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。 3、d1v1某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN/m2，管路内流速v1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1) 解：列喷嘴进口断面11和喷嘴出口断面22的连续方程：P1x2211得喷嘴流量和出口流速为： R 对于喷嘴建立x方向的动量方程 N 水流对喷嘴冲击力:F与R, 等值反向。 4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b1.5m，槽长L120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z252.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。 解： i=（Z1-Z2）/L =0.001 m2 m m v=C(Ri)0.51.46m/sQ= vA=3.72m3/s。5、平板闸门两边有水，h1=2m，h2=1m，闸门宽b=5m。试求作用于闸门上的静水总压力P，并用力矩定理，求作用点D距闸门底端的距离e。（10分） h h6、水平放置的水电站压力钢管分叉段，用混凝土支座固定，已知主管直径=3.0m，两个分叉管道直径d=2.0m，转角120，主管末端断面1-1的压强为294kpa，通过总流的流量为35m3/s，两个分叉管道的流量相等，动水压强相等，损失不计，求水对支座的总推力。7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深H=2 m，板宽B3m。 8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m，长 l=50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，已知通过流量Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H 。 9、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。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。（10分） 10、测定90弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。已知试验段 AB 长10 m ，管径d0.05m，弯管曲率半径Rd，管段沿程水力摩擦系数0.0264，实测AB两端测压管水头差h0.63cm，100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m3，试求弯管局部水头损失系数。解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算，可以求解得到 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s 。 11、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。 12、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b3m。闸前水深H4m，闸下收缩断面水深hc=0.8m，已知渠道流量Q=18m3/s。取动能和动量校正系数均为1。求水流作用于闸门上的作用力。13、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强=0.5m，=-0.2m，水管的横断面积A1=0.002m2，A2=0