河海大学水力学考研真题

河海大学 2003 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称 水力学 一 是非题 每题 2 分 共 20 分 1 紊流过渡粗糙区的沿程水头损失系数与雷诺数 2 断面单位能量沿流程总是减小的 s E 3 计算消力池池深和池长时 设计流量一般选择使池深和池长最大的流量 4 渗流的达西定律既适用于层流也适合于紊流 5 在恒定均匀流中 沿程水头损失与速度的平方成正比 6 两个液流在重力作用下的动力相似条件是它们的弗劳德数相等 r F 7 因为各并联支管的长度 直径及粗糙度可能不同 因此在各支管的水头损失也不同 8 均匀流可以是恒定流 也可以是非恒定流 9 流体质点做圆周运动不一定是有旋运动 10 相对压强可以大于 等于或小于零 二 选择题 每题 2 分 共 20 分 1 当水流流态从层流转变为紊流后 过水断面上水流动能校正系数和动量校正系数 将 1 均增大 2 均减小 3 增大 减小 4 减小 增大 2 溢流坝下泄水流收缩断面水深的跃后水深为 此时下游水深为 则形成远离水跃的条件 是 1 2 2tco hh 2tco hh 3 4 无法确定 2tco hh 3 渗流模型流速与实际渗流流速相比较 1 前者大于后者 2 二者相等 3 前者小于后者 4 无法比较 4 明渠的临界水深决定于 1 流量和底坡 2 断面形状 尺寸和底坡 3 流量和糙率 4 流量和断面形状 尺寸 5 均匀流断面和渐变流断面上的动水压强 1 均按静水压强规律分布 2 前者按静水压强规律分布 后者不静水压强规律分布 3 前者不静水压强规律分布 后者静水压强规律分布 4 均不按静水压强规律分布 6 下列哪个条件满足时 明渠水流是缓流 1 2 1 r F 1 r F 3 4 无法确定1 r F 7 毕托管可以用来测 1 脉动流速 2 时均流速 3 脉动流速 4 脉动压强 8 满足条件的流动是 0 s dEds 1 非均匀渐变缓流 2 非均匀渐变急流 3 均匀流 4 临界流 9 有压管流 管轴线水平 管径逐渐增大且通过的流量不变 其总水头线沿流向应 1 逐渐升高 2 逐渐降低 3 与管轴线平行 4 无法确定 10 雷诺数的物理意义是 1 重力与惯性力之比 2 重力与粘滞力之比 3 粘滞力与惯性力之比 4 惯性力与粘滞力之比 三 作图题 每题 5 分 共 10 分 1 绘出下列两段不同糙率棱柱形渠道的水面曲线 渠道每段都充分长 2 i ic N N N S2 C C 2 绘出下列二向曲面的水平压强分布图和压力体图 四 计算题 本题 6 小题 共 100 分 1 粘度测量仪由两个圆筒组成 两筒的间隙充满某种液体 外筒与转轴连接 其半径为 2 r 旋转角速度为 内筒悬挂于一扭丝上 其半径为 扭丝所受的力矩可以测出 外 1 rM 筒与内筒底面间隙为 内筒高为 如图所示 试推出该液体的动力粘滞系数的计算aH 式 a H 2 有一锥形容器如图所示 在容器的底部处接一形水银测压计 当容器没有水时 AU 在以下注水后测压计压差读书为 当容器充满水后 测压计的压差读书又为多少 A19cm A 19cm 3 1m m 水 2 5m pa 3 一泄洪管道直径 管长 上游水箱水面管道中心的水头 沿4dm 2lkm 25Hm 程水头损失系数 局部水头损失不计 出口用锥形阀控制流量 锥形阀顶角0 02 如图所示 当锥形阀全开时 求水流对锥形阀的作用力 取动能和动量校正260 系数 1 m 4 为了测定管段的沿程水头损失系数或糙率 可采用如图所示装置 已知管AB nAB 段长 管径 今测得实验数据 1 两测压管的水头差为10lm 50dmm AB 2 通过管道的流量 试求该管道的沿程水头损失系数值 并用曼0 8m2 74 Ql s 宁公式求其糙率 n B A h 5 当流场流速为 时 试判断该流场 1 是否存在线变形率 2 是 x uy y ux 否存在角变形率 3 是否满足不可压缩液体连续方程 4 是否存在流函数和势函数 若存在请求之 6 有一长管从水池引水 管长 管径 糙率 末端与一1000Lm 0 6dm 0 012n 长面直的矩形棱柱体水力最佳断面渠道相接 如图所示 渠道糙率 底坡0 02n 求管道的水头和明渠产生均匀流时的底宽和水深 0 0016i bh B A 1 5 河海大学 2004 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称 水力学 一 是非题 每题 2 分 共 20 分 1 图为管道流速分布图 从其对应部位取出水体 B 则水体 B 底面的切应力方向与水流流 动方向相同 2 不论平面在静止液体内如何放置 其静水总压力的作用点永远在平面形心之下 3 如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例 且方向一致 则两 个液流就是动力相似的 4 同一种管径和粗糙度的管道 雷诺数不同时 可以在管中形成紊流光滑区 粗糙区或过 渡粗糙区 5 当 如图所示的建筑物为实用堰 2Hm 0 6m 6 棱柱形明渠中形成型水面曲线时 其断面单位能量沿程增大 3 M S E 7 因为各并联支管的长度 直径及粗糙度可能不同 因此在各支管上的水头损失也不相同 8 均匀流的动能校正系数 1 9 用毕托管测定水槽中某点的流速 实测的应是时均流速 u 10 在平面流动中 两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差 二 选择题 每题 2 分 共 20 分 1 某一恒定流处于紊流阻力平方区 其沿程水头损失系数随雷诺数的增大而 1 增大 2 减小 3 不变 4 不定 2 同一渠道中有1 2两个渠段 其糙率 其他参数均相同 当通过一定流量时 则两渠 1 n 2 n 段的临界水深 和正常水深 的关系分别为 1c h 2c h 01 h 02 h 1 2 4 1c h 2c h 01 h 02 h 1c h 2c h 01 h 02 h 3 按普朗特动量传递理论 紊流的断面流速分布规律符合 1 对数分布 2 椭圆分布 3 抛物线分布 4 直线分布 4 在明渠恒定均匀流过水断面上 1 2 两点安装两根测压管 如图所示 则两测压管高度 与的关系为 1 h 2 h 1 2 3 4 无法确定 1 h 2 h 1 h 2 h 1 h 2 h 2 1 5 设某一平面流动的流函数为 则其流速势函数为 23 3x yy 1 2 32 3xxy 32 6xxy 3 4 不存在 32 3xxy 6 渠道中出现型水面曲线 则水流为 1 S 1 缓流 2 均匀流 3 急流 4 急交流 7 若测得两根管道的下临界雷诺数相等 则必须两管的 1 管径相等 2 液体的粘性系数相等d 3 管径和均相等 4 以上答案均不对d 8 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 2 渗流系数 3 上下游水位等 4 边界的几何形状 9 明渠均匀流的断面单位能量中 单位势能与单位动能相等 则可判定此水流为 1 缓流 2 急流 3 临界流 4 无法判定 10 平底矩形棱柱渠中闸孔出流下游有一水跃 闸后收缩断面 C C 处水深为 水流 01c h 弗劳德数 下游水深 该水跃的形式为 1 6Fr 01 2 5 tc hh 1 临界水跃 2 淹没水跃 3 远离式水跃 4 波状水跃 三 作图题 每题 5 分 共 10 分 1 定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线 管径为常数 d 2 定性绘图示棱柱形明渠的水面曲线 并注明曲线名称 渠道每段都充分长 糙率沿程 不变 i3ic i1ic 四 计算题 每题 15 分 共 90 分 1 由三个半圆弧所联结成的曲面 ABCD 其半径 1 0 5Rm 2 1Rm 3 1 5Rm 曲面宽度 试求该曲面所受水压力的水平分力和垂直分力各为多少 并指出垂直水2bm 压力的方向 2 设有一股自喷嘴以速度喷射出来的水流 冲击在一个与水流方向成角的固定平 0 v 面壁上 当水流冲击到平面壁后 分为两股水流流出冲击区 若不计重量 流动在一个水 平面上 并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力 试推证 射流施加于平面壁上的水流冲 击力 并求出与各为多少 0sin RQv 1 Q 2 Q 3 设有一水位保持不变的水箱 其中水流经铅垂等直径圆管流入大气 管段与上面AB 的管段用法兰盘螺栓向连接 如图所示 已知管径 管段长度 流0 02dm AB5lm 量 沿程水头损失系数 管段重量不计 试求螺栓所受的拉力 3 0 0015 Qms 0 02 F 螺栓 4 已知平面运动的流速场为 试确定流动 2 24 x uxxy 22 y uxyy 1 是否满足连续性方程 2 是否有角变形 3 是否有旋运动 4 是否是流函数 若有请求之 5 是否有势函数 若有请求之 5 有两条矩形断面渡槽 如图所示 其中一条渠道的 另一条渠道 1 5bm 1 1hm 的 此外 底坡 问这两条渡槽中水 2 2 5bm 2 2hm 12 0 114nn 12 0 004ii 流作均匀流时 其通过的流量是否相等 如不等 流量各为多少 并判别两条渠道的水流 时急流还是缓流 6 用一个 U 行压差计测量一个垂直放置的弯管的局部水头损失系数 如图所示 已 知弯管直径 流量 U 形压差计的工作液体是四氯化碳 其密0 25dm 3 0 04 Qms 度为 测得 U 形管左右两侧管内的液面高差为 求 2 1 1600 kg m 70hmm 1 h 河海大学 2006 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称 水力学 一 是非题 每题 2 分 共 26 分 1 液体流层之间的摩擦力与液体所承受的压力有关 2 紊流可以是均匀流 也可以是非均匀流 3 液体作层流运动时 相对粗糙度越大 沿程水头损失系数也越大 4 陡坡上出现均匀流必为急流 缓坡上出现均匀流必为缓流 5 当下游水位高于搏壁堰顶时 一定时淹没出流 6 有压管道中水流作均匀流动时 总水头线 测压管水头线和管轴线三者必定平行 7 在底流消能设计中 取最大流量作为设计流量时 消力池的深度也一定最大 8 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 9 水击波传播的一个周期为 CL 2 10 将物理量压强 密度 流速组成的无量纲数为 p vvp 11 明渠的临界水深与底坡无关 12 当液体中发生真空时 其相对压强必小于零 13 均匀流时过水断面流速均匀分布的水流 二 选择题 每题 2 分 共 24 分 1 粘滞底层厚度比绝对粗糙度小得多的壁面称为 0 1 光滑面 2 粗糙面 3 粗糙面 4 以上答案均不对 2 有压管道的测管水头线 1 只能沿流上升 2 只能沿流下降 3 可以沿流上升 也可以沿流下降 4 只能沿流不变 3 影响水的运动粘滞系数的主要因素为 1 水的温度 2 水的密度 3 当地气压 4 水的流速 4 静止液体中同一点各方向的压强 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 5 当等直径管道的管轴线高程沿流向下降时 管轴线的动水压强沿流向 1 增大 2 减小 3 不变 4 不定 6 明渠均匀流的断面单位能量中 单位势能与单位动能相等 则可判定此水流为 1 缓流 2 急流 3 临界流 4 无法判定 7 当实用堰水头大于设计水头时 其流量系数与设计流量系数的关系是 H d Hm d m 1 2 3 4 不能确定 d mm d mm d mm 8 试验表明 消力池中淹没水跃的长度与平底渠道中自由水跃长度相比 s L j L 1 2 3 4 无法确定 sj LL sj LL sj LL 9 达西定律适用于 1 层流渗流 2 层紊流渗流 3 紊流渗流 4 急变渗流 10 液体重力相似准则要求 1 原型和模型水流的雷诺数相等 2 原型和模型水流的弗劳德数相等 3 原型和模型水流的牛顿数相等 4 原型和模型水流的重力相等 11 上临界雷诺数是 1 从紊流转变为层流的判别数 2 从层流转变为紊流的判别数 3 从缓流转变为急流的判别数 4 从紊流转变为急变流的判别数 12 直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强 1 不受来自上游水库反射波的影响 2 受来自上游水库反射波的影响 3 受阀门反射波的影响 4 不受管道长度的影响 三 填空题 每题 2 分 共 20 分 1 作用于静止 绝对平衡 液体上的面积力有 质量力有 2 水在直径为的圆管中流动时 流速 运动粘滞系数 因1cm1 vm s 2 0 01 cms 雷诺数 所以水流为 流 e R 3 密闭容器内液面下某点绝对压强为 当地大气压强为 则该点 2 68 KN m 2 98 KN m 的相对压强 真空压强 p v p 4 一般来说 有压管道的水头损失分为 和 两类 对于长管 可以 忽略 5 已知矩形明渠的底宽 通过的流量 渠中水深时 该明6bm 3 12 Qms 0 5hm 渠的临界水深 水流为 流 c h 6 在有压管流的管壁上开一小孔 如果没有液体从小孔流出 且向空内吸气 这说明小孔 内的液体的相对压强 零 填写大于 等于或小于 如在小孔处装一测压管 则 管中液面将 填写高于 等于或低于 小孔的位置 7 有一宽顶堰式的水闸 当闸门开度为 闸上水头为时 水闸泄流属于 流 3m4m 8 在水上建筑物下游 根据水跃发生的位置不同 可将水跃分为 三种形式 底流式消能要求下游发生淹没度 的 水跃 9 某水闸底板下有压渗流流网由 20 条等势线和 6 条流线所组成 渗流系数 上下游水位差 则闸下单宽渗流流量 0 00001 kcm s 30hm q 10 有压管道的流速 由于突然关闭阀门 形成直接水击 如波速 3 vm s 980 cm s 则水头上升 m 四 计算题 共 80 分 请将下列试题的答案写在答题纸上 1 密封油箱下部设有一个如图所示形状为 3 4 圆柱的曲面装置 已知半径 0 4Rm 长度 垂直于纸面 圆心处的淹没深度 油面上的相对压强5lm 2 5Hm 油的密度 试求曲面受到的液体总压力的水平分量 2 1 1000 pN m 3 800 kg m 和铅直分量 15 分 x P z P H A BR 2 如图所示 一吸水装置 水池 N 的水位不变 已知水位 和的值 若不计 1 h 2 h 3 h 水头损失 问喉部断面面积和喷嘴断面面积满足什么关系才能使水从水池 M 引入管 1 A 2 A 流中 10 分 h2 h1 h3 2 1 M N 3 如图所示水电站的引水分叉管路平面图 管路在分叉处用镇墩固定 已知 主管直 径 分叉管直径 通过的总流量 转角 断面3Dm 2dm 3 35 Qms 60 处的相对压强 不计水头损失 试求 水流对镇墩的作用力 1 1 2 1 294000 pN m 15 分 1 1 d Q 2 d Q 2 Q p1 D 4 已知平面运动的流速场为 试确定流动 2 24 x uxxy 22 y uxyy 1 是否满足连续性方程 2 是否有流函数 若有请求之 3 是否有势函数 若有请求之 4 求出流经 A 点 3 1 的流线与流经 B 点 5 1 的流线之间的单宽流量 15q 分 5 某梯形断面排水土渠 底宽 边坡系数 粗糙系数 1 5bm 1 25m 0 025n 要求正常水深 设计流量 试求排水渠的底坡和流速 当此渠道 0 0 85hm 3 1 6 Qms 的临界底坡时 试判别该渠道的水流是急流还是缓流 15 分 0 00091 c i 6 某水阀渗流流网如图所示 图中 土壤渗流系 1 7 5hm 2 1 5hm 6 0sm 数 试求出 0 0002 km s 1 A 点处渗流流速 u 2 单宽渗流量 q 3 B 点处的渗流压强 10 分 p l s 河海大学 2007 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称 水力学 一 是非题 每题 2 分 共 20 分 1 图为管道流速分布图 从其对应部位所取出水体 B 则水体 B 底面的切应力方向与水流 流动方向相同 2 不论平面在静止液体内如何放置 其静水总压力的作用点永远在平面形心之下 3 如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例 且方向一致 则两 个液流就是动力相似的 4 同一种管径和粗糙度的管道 雷诺数不同时 可以在管中形成紊流光滑区 粗糙区或过 渡粗糙区 5 在底流消能设计中 要求最大的池深和池长的流量作为消力池的设计流量 6 棱柱形明渠中形成型水面曲线时 其断面单位能量沿程增大 2 A s E 7 因为各并联支管的长度 直径及粗糙度可能不同 因此在各支管上的水头损失也不相同 8 当下游水位高于薄壁堰顶时 一定是淹没出流 9 当雷诺数很大时 在紊流核心区中 切应力中的粘滞切应力可以忽略 e R 10 图示的 A B 两测压管 B 管中的液面必然高于 A 管中的液面 2 1 二 选择题 每题 2 分 共 20 分 1 在恒定流中 1 流线一定互相平行 2 断面平均流速必定沿程不变 3 不同瞬时流线有可能相交 4 同一点处不同时刻的动水压强相等 2 同一渠道中有1 2两个渠段 其糙率 其他参数均相同 当通过一定流量时 则两渠 1 n 2 n 段的临界水深 和正常水深 的关系分别为 1c h 2c h 01 h 02 h 1 2 4 1c h 2c h 01 h 02 h 1c h 2c h 01 h 02 h 3 按普朗特动量传递理论 紊流的断面流速分布规律符合 1 对数分布 2 椭圆分布 3 抛物线分布 4 直线分布 4 在明渠恒定均匀流过水断面上 1 2 两点安装两根测压管 如图所示 则两测压管高度 与的关系为 1 h 2 h 1 2 s T r T s T 的水击 称为 水击 r T 10 进行堰流模型试验 要使模型水流与原型水流相似 必须满足的条件是 若 模型长度比尺选用 当原型流量 则模型流量 100 l smQP 1000 3 m Q 四 计算题 共 6 题 每题 15 分 请将答案写在答题纸上 1 如图所示 有一锥形容器 容器底部 A 处接一 U 形水银压差计 当容器空时 A 处 以下注水后压差计读数为 19 当容器充满水后 压差计的读数为多少 15 分 cm A 19cm 3 1m m 水 2 5m pa 2 图示液面上有一面积的平板 以速度作水平移动 两板 2 1200cmA smv 5 0 间液体流速按线性分布 并做层流运动 平板下液体分两层 它们的动力粘滞系数与厚度 分别为 试绘制 2 1 142 0 msN mmh1 1 2 2 235 0 msN mmh4 1 2 平板间液体的流速分布图和切应力分布图 并计算平板上所受的内摩擦力 15 分 2 3 一泄洪管道直径 长 出口中心高程为 上游恒定水位md0 4 kml0 2 m0 5 为 沿程水头损失系数 局部水头损失不计 出口用锥形闸控制流量 锥形阀顶m3002 0 角 如图所示 当锥形阀全开时 求水流对锥形阀的作用力 取动能与动量校 602 正系数为 1 15 分 5m m 4 如图所示为一圆柱形滚动阀门 其直径 重量 宽度mD2 1 KNG500 滚动斜面与水平面成角 试求 mB16 70 1 圆柱形阀门上的静水总压力及其作用方向 以角度表示 P 2 阀门起动时 拉动阀门所需要之拉力 15 分 T T 5 为测定某梯形断面渠道的糙率系数值 选取长直的均匀流段进行测量 nml100 已知渠道宽度 边坡系数 正常水深 两断面的水面高差mb6 1 5 1 mmh0 1 0 流量 求出该渠道的糙率值 15 分 cm z 0 3 smQ 52 1 3 6 已知恒定二元不可压缩流动在方向的流速分量 式中 为常数 当时 xab0 y 求 0 y u 1 y 方向的流速分量的表达式 2 判断该流动是否存在流函数 若存在 请求之 3 判断该流动是否存在势函数 若存在 请求之 15 分 河海大学 2009 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 1 选择题部分 选择题部分 一 在平衡液体中 质量力与等压面 a 重合 b 平行 c 相交 d 正交 二 在水力学中 单位质量力是指 a 单位面积液体受到的质量力 b 单位体积液体受到的质量力 c 单位质量液体受到的质量力 d 单位重量液体受到的质量力 3 液体中某点的绝对压强为 100kN m2 则该点的相对压强为 a 1 kN m2 b 2 kN m2 c 5 kN m2 d 10 kN m2 4 水力学中的一维流动是指 a 恒定流动 b 均匀流动 c 层流运动 d 运动要素只与一个坐标有关的流动 5 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 1 6 已知液体流动的沿程水力摩擦系数 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 7 突然完全关闭管道末端的阀门 产生直接水击 已知水击波速 c 1000m s 水击 压强水头 H 250m 则管道中原来的流速 v0为 a 1 54m b 2 0m c 2 45m d 3 22m 8 在明渠中不可以发生的流动是 a 恒定均匀流 b 恒定非均匀流 c 非恒定均匀流 d 非恒定非均匀流 9 在缓坡明渠中不可以发生的流动是 a 均匀缓流 b 均匀急流 c 非均匀缓流 d 非均匀急流 10 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 11 闸孔出流的流量 Q 与闸前水头的 H 成正比 a 1 次方 b 2 次方 c 3 2 次方 d 1 2 次方 12 渗流研究的对象是 的运动规律 a 重力水 b 毛细水 c 气态水 d 薄膜水 13 测量水槽中某点水流流速的仪器有 a 文丘里计 b 毕托管 c 测压管 d 薄壁堰 14 按重力相似准则设计的水力学模型 长度比尺 L 100 模型中水深为 0 1 米 则原型中对应点水深为和流量比尺为 a 1 米 Q 1000 b 10 米 Q 100 c 1 米 Q 100000 d 10 米 Q 100000 2 判断题 判断题 每小题 2 分 1 任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强 2 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动 3 水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙 4 粘滞性是液体产生水头损失的内因 5 同样条件下直接水击比间接水击更不安全 6 在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流 7 矩形断面水力最佳断面的宽深比 2 8 断面比能沿流程总是减小的 9 在流量和渠道断面形式一定的条件下 跃前水深越大 跃后水深也越大 10 渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流 并且无渗透变形 1 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 2 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 3 只受重力作用 静止液体中的等压面是 4 实际液体在流动时产生水