水力学相关问题.doc

一、概念类：雷诺数、佛汝德数、缓流、急流、紊流和层流、几何相似、运动相似、动力相似、等压面、水头损失、共轭水深、渗流系数。二、填空类：1. 按力的作用特点分，作用在液体上的力可分为_和_两类。 2. 液体区别于固体的一个重要特性是，流体的切应力与_成正比。 3. 液体的最大真空值等于_。 4. 圆管紊流粘性底层处过水断面上的速度分布呈_分布，其粘性底层的厚度随Re的增大而_（增大，减小）。 5. 水流的沿程水头损失计算公式既可以用达西公式，也可以用谢才公式，那么谢才公式的表达式为_，其沿程阻力系数和谢才系数之间的关系式为_。 6. 有压管道直径d=100mm，流速v=1m/s，运动粘度为0.0131cm2/s，则该水流的流态为_。 7. 由于泄水建筑物下游与下游渠道水面曲线的衔接方式常常为_水跃，因此需对急流段采取_措施。 8. 在恒定流中，其欧拉加速度中的_加速度等于0。 9. 河流平面形态特征弯曲系数是_之比。 10. 从长期观测资料分析，所谓“五十年一遇”的某一洪水流量，其_50年。11. 按数理统计方法的定义，任一随机事件客观上出现的可能性大小的数值称为_。 12. 为满足累积频率曲线计算时对资料_的要求，在收集资料时，应收集同类型、同条件下的资料。 13. 所谓洪水，是指_的大水。 14. 桥涵调治构筑物的作用主要是用以_。 15. 桥面标高计算公式中，有一项h，包括_、波浪侵袭高度、水拱高、河床淤积引起的桥下水面升高、河湾横比降引起的水位超高值等。 16. 泥沙颗粒_的速度，称为水力粗度。 17. 水力学的研究方法之一实验方法，包括_ 、_ 、_ 。 18. 液体的主要物理性质为 _、_ 、_ 、_ 、_ 。 19. 计算平面上静止液体作用力的两种方法是 _、_ 。 20. 静止液体中压强的表示方法为_ 、_ 、_ 。21. 描述液体运动的两种方法_ 、_ 。22. 液体运动的两种型态_ 、_ 。23. 当液体所受粘性力和惯性力为主要作用力时，需满足相似准则中的_ 。 24. 有压管路中水击分为_ 、_ 。25. 在棱柱形渠道的非均匀渐变流中，共有_ 种水面曲线。其中，顺坡渠道有_种，平坡和逆坡渠道各有_ 种。26. 堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为_ 、_ 、_ 。27. 模型试验时原型和模型的相似可分为三类：_ 、_ 、_ 。 28. 要用实验方法解决一个水力学问题，应首先用_ 确定出各个变量之间的关系式，然后进一步通过模型试验，确定出问题的完整分析式。三、选择类1.下列叙述中( )是正确的。 A.静止液体的动力粘度为0 B.静止液体的运动粘度为0C.静止液体的受到的切应力为0 D.静止液体的受到的压应力为0 2.图示中， 1 2，在同一基准面下，下述哪个静力学方程正确？( ) A.Z1+ =Z2+ B.Z3+ =Z2+ C.Z3+ Z2+ D.Z3+ Z1+ 3一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2m处测压管高度为2.2m，设当地大气压为1个工程大气压，则容器内绝对压强为几米水柱?( ) A.2m B.1m C.8m D.-2m 4.完全真空状态是指( )。 A.真空值=0 B.绝对压强=0 C.相对压强=0 D.大气压强=0 5.挡水面积为A的平面闸门，一侧挡水，若绕通过其形心C的水平轴任转角，其静水总压力的大小方向是否变化?( ) A.都不变 B.都变化 C.大小变化，方向不变 D.大小不变，方向变化 6.下暴雨期间，河水流经弯曲河段时，其加速度为( )。 A.存在时变加速度和位变加速度 B.只存在时变加速度，不存在位变加速度 C.不存在时变加速度和位变加速度 D.不存在时变加速度，只存在位变加速度 7.明渠水流发生临界流时，其势能是动能的( )倍。 A.1 B.2 C.1/2 D.2/3 8垂直放置的矩形平面的一侧受到液体的作用，该矩形的顶端与水面齐平。假设该平面由两根分别在顶端和底端的绳子牵引下保持不动（绳子与平面垂直），则顶端和底端绳子所受的张力之比为( )。 A1/4 B1/2 C1/1 D2/1 9.宽顶堰的流量系数一般( )薄壁堰的流量系数。 A大于 B小于 C等于 D不一定 10.下列可能发生明渠均匀流的渠道是( )。 A.正坡棱柱形渠道 B.正坡非棱柱形渠道 C.平坡棱柱形渠道 D.负坡棱柱形渠道 11.水跃现象属于( )。 A.急变流 B.渐变流 C.层流 D.紊流 12.底坎为平顶堰时，属于闸孔出流的条件是( )。 A.e/H0.65 B.e/H0.65 C.e/H0.75 D.e/H0.75 13.设X0、Y0、Z0为流域内多年平均降水量、径流量、蒸发量，其径流系数和蒸发系数分别为( ) A.0= ，0= ，且它们的值均大于1 B.0= ，0= ，且它们的值均小于1 C.0= ，0= ，且它们的值均小于1 D.0= ，0= ，且它们的值均大于1 14.平原河流中，当上游来沙量( )河段水流的挟沙力时，将造成河床冲刷。 A.大于 B.等于 C.小于 D.远大于 15.根据机率P(A)的基本性质，当A是随机事件时，有( )。 A.P(A)1 B.0P(A)1 C.P(A)=0 D.P(A)=1 16.桥涵工程设计时，若选用的容许破坏率愈大，则所选的设计水位( )。 A.愈高，工程投资会增加 B.愈低，工程投资可减小 C.愈高，工程投资可减小 D.愈低，工程投资会增加 17.考虑到通航要求，桥轴线的法线与航迹线的交角应是( ) A.5 B.155 C.3015 D.4030 18.确定桥涵设计水位时，若容许破环率P=5%，则其重现期及安全率为( )。 A.1.1年，95% B.1.1年，90% C.20年，95% D.20年，90% 19.将几年实测的洪峰流量或洪水位资料按从小到大的次序排列，并从大到小顺序选取S=(35)n个实测系列组成样本，由此得的累积频率及重现期的单位分别为( )。 A.年频率，年 B.年频率，次 C.次频率，年 D.次频率，次 20.建在缓坡河段上的大中桥孔的水力计算特点是( )。 A.按自由出流情况，允许桥下有一定的冲刷 B.按自由出流情况，不允许桥下冲刷 C.限制桥位前壅水高度，不允许桥下河段冲刷 D.控制桥位河段流速，不允许冲刷，也不允许淤积 四、简答题1.什么是静水压强？静水压强有哪两个特性？ 2.简述渗流模型及其应满足的条件。 3.简述桥面标高的定义，以及设计桥面标高要考虑哪些因素？如何确定通航河流的桥面标高？ 4.墩台冲刷现象类型和成因各是什么？计算冲刷深度的目的是什么？并说明桥下河槽最低冲刷线的意义。 5写出一维恒定流能量方程的最常用形式，解释式中各项的物理意义。6.何谓水头损失？简述分类及计算公式。7.写出堰流的普遍公式，并指出式中各要素的物理意义。8.“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法是错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。9.简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数的变化规律。答案：尼古拉兹实验结果可以发现：在层流中仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，仅是Re的函数；在紊流光滑区=f1（Re）； 过渡区=f2（Re，）；粗糙区=f3（），紊流粗糙区又称为阻力平方区。10.流动相似的含义是什么？答案：流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。几何相似是前提，动力相似是保证。五、计算题（每小题10分，共30分） 1设导叶将水平射流作180的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为F，射流直径为d，能量损失不计，试求最大射流速度V1。 2.某梯形断面土渠中发生均匀流动，已知：底宽b=2m，m=1.5，水深h=1.5m，底坡 i=0.0004，粗糙系数n=0.0225，试求渠中流速V，流量Q。 3.半圆筒形曲面AB，半径R=1.5 m，垂直于纸面的长度L=1.0 m，上下游水位如图所示。求作用于曲面AB的静水总压力的大小和方向。 (15分)4.水流由直径dA=20cm的 A管径一渐缩的弯管流入直径 dB=15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内， A管与 B管之间的夹角q=60度，已知通过的流量Q=0.1 m3/s，A端中心处相对压强pA=120 kPa，若不计水头损失，求水流对弯管的作用力。5.有一输水圆管，直径d=15 mm，长度 L=300 m，通过流量 Q=17.67 cm3/s，水的运动粘度n=0.0101 cm2/s 。求：1) 水流雷诺数Re；2) 沿程水头损失hf ；3) 管轴最大流速。 (10分)6.为了收集某渠道糙率n的资料，今测得流量 Q=9.45 m3/s，水深 h0 =1.20 m。在长为 L =200 m 的渠段内水面降落Dz=0.16 m，已知渠道断面尺寸为: b=7.0 m，m=1.5。求n值。6.如图所示，一个直径150mm的水平水排水管，排出的水落在地面上的点距离出口水平距离2500mm,管中心距离地面1000mm，请估算管道排水量。（20分） 7.直径为D、弹性模量为E壁厚为的某种材料管道，输送一种体积弹性系数为K密度为的液体，试推导水击波传播速度？（40分）1. 水力学是一门技术科学，是力学的一个分支，也是不少专业、特别是水利类专业的一门重要的专业基础课