水力学#期末综合复习题

水力学期末综合复习题一、填空题（每小题4分，共16分）1有一明渠均匀流，通过流量，底坡，则其流量模数KSMQ/5304I2水泵进口真空计的读数为，则该处的相对压强水头为M24KNPK3矩形断面渠道，水深H1M，单宽流量,则该水流的佛汝德数FR。SQ/134宽顶堰的总水头H02M,下游水位超过堰顶的高度HS14M，此时堰流为出流。5渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为。6已知谢才系数，则沿程阻力系数。SMC/12二、单项选择题（每小题3分，共30分）1静水中若某点的真空压强是20KPA，则其相对压强是（）（A）118KPA（B）78KPA（C）20KPA（D）78KPA2水力最佳断面是（）（A）湿周一定，面积最小的断面，（B）面积一定，通过流量最大的断面，（C）最低造价的断面，（D）最小糙率的断面3紊流中粘滞底层厚度比绝对粗糙度大得多的壁面称为（）（A）光滑面（B）过渡粗糙面（C）粗糙面（D）以上答案均不对4当水流的沿程水头损失系数只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（）（A）层流区（B）紊流光滑区（C）紊流过渡区（D）紊流粗糙区5明渠中发生A1型水面曲线，则水流属于（）（A）急流（B）缓流（C）均匀流（D）层流6过堰水流的流量Q与堰顶水头H的（）（A）1/2次方成正比（B）3/2次方成正比（C）2次方成正比（D）1次方成正比7静止液体中同一点各方向的压强（）（A）数值相等（B）数值不等C仅水平方向数值相等D铅直方向数值最大8在平衡液体中，质量力与等压面（）A重合B平行C斜交D正交9液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是（）（A）任意曲面；（B）水平面（C）斜平面（D）旋转抛物面10液体中某点的绝对压强为88KN/M2，则该点的相对压强为（）（A）10KN/M2（B）10KN/M2（C）12KN/M2（D）12KN/M211过水断面是指（）（A）与流线平行的断面（B）与流线正交的横断面（C）与流线斜交的横断面（D）与迹线正交的横断面12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。13作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径管咀的过流量（）（A）大（B）小（C）相同（D）无法确定14已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数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15紊流的流速分布为（）（A）呈抛物线分布（B）呈线性分布（C）比层流分布更均匀（D）比层流分布更不均匀16长管的总水头线与测压管水头线（）（A）相重合（B）相平行，呈直线（C）相平行，呈阶梯状17矩形水力最佳断面的宽深比（）（A）1（B）2（C）3（D）418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。19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20底宽B15M的矩形明渠，通过的流量Q15M3/S，已知渠中某处水深H04M，则该处水流的流态为（）（A）缓流（B）急流（C）临界流21闸孔出流的流量与闸前水头的（）成正比。（A）1次方（B）2次方（C）3/2次方（D）1/2次方22堰流的流量与堰顶水头的成正比。（A）1/2次方（B）3/2次方（C）2次方（D）1次方23溢流坝下泄水流收缩断面水深HC的共轭水深为HC2，下游河道水深为HT，形成远离水跃的条件是（）（A）HTHC2（B）HTHC2（C）HTHC2（D）无法确定24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（C）薄膜水25渗流的达西公式只能适用于（）（A）恒定均匀层流（B）恒定均匀紊流（C）恒定均匀流（D）非恒定流26按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺L100，模型中水深为01M，则原型中对应点水深为（）（A）05M（B）1M（C）50M（D）10M27按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则流速比尺为（）（A）100（B）10（C）20（D）5028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29量测明槽流量的仪器是（）（A）文丘里计；（B）电磁流量计（C）量水堰（D）孔板流量计30下列物理量中，有量纲的数为（）（A）佛汝德数FR（B）沿程阻力系数（C）渗流系数K（D）堰流流量系数M31缓坡明渠中的均匀流是（）（A）缓流（B）急流（C）临界流（D）可以是急流或缓流32管流的负压区是指测压管水头线（）（A）在基准面以下的部分（B）在下游自由水面以下的部分（C）在管轴线以下的部分（D）在基准面以上的部分33有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡I1I2，则其均匀流水深H1和H2的关系为（）（A）H1H2（B）H1ICKKHROABR5图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积A064M2，长L50M，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为102，205，310，沿程水力摩擦系数0024，上下游水位差H3M。求通过的流量Q。（10分）6从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径D75CM，喷嘴出口直径D20CM。水头H55M。由水箱至喷嘴的水头损失HW05M。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强P49NCM2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速V00，取动能校正系数均为1。（15分）7有一梯形渠道，底宽B10M，水深H3M，边坡为11，糙率N0014，底坡I0001。如流动在紊流粗糙区，求流量Q。（8分）8有一梯形渠道，底宽B10M，水深H3M，边坡为11，糙率N0014，底坡I0001。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。（10分）。参考答案一、填空题12750M3/S225M3032M4自由出流5矩形/或均匀分布6000784二、单项选择题1C2B3A4D5B6B7A8D9B10B11B12D13B14C15C16A17B18C19B20B21D22B23C24A25A26D27B28B29C30C31A32C33B34C35D36B37C38A39D三、判断题12345678910111213141516171819四、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答案液体的可压缩性是指当外界的压强发生变化时液体的体积也随之而发生改变的特性。液体的可压缩性在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简要叙述泄水建筑物下游消能的主要形式有哪几种它们各自适用的条件是什么答案泄水建筑物下游消能的主要形式有底流消能、面流消能、挑流消能和消力戽消能，其中底流消能和挑流消能应用最多。底流消能需要修建消力池，工程量较大，适用地质条件较差的水库泄水建筑物下游和河道闸下游消能；面流消能要求下游水位变幅较小；挑流消能适用地质条件较好的高水头泄水建筑物下游的消能。3什么是理想液体为什么要引入理想液体的概念答案理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。4“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。5简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数的变化规律。答案通过尼古拉兹实验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。6为什么舍齐公式只适用于阻力平方区答案舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。7分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面答案急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制RRICV断面在下游，其原因与急流正好相反。8在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别答案达西定律适用于任一点的渗流流速UKJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于VKJ。五、作图题五、计算题1、图示圆弧形闸门AB（1/4圆），A点以上的水深H14M，闸门宽度B4M，圆弧形闸门的半径R1M，水面为大气压强。试确定圆弧形闸门AB的静水总压力大小及其方向。解弧形闸门AB在铅垂面的投影面的形心水深为140519M水平分力PXPCAXGHCBR7448KN压力体体积VBHRB025R2874M2铅垂分力PYGV8565KN静水总压力P2PX2PY20上V0下VI1ICI2ICP11350KNTANPY/PX11549合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、某矩形断面渠道，通过的流量Q30M3/S，底宽为B5M，水深为H1M，判断渠内水流是急流还是缓流如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。解渠道内的流速VQ/AQ/（BH）6M/S计算佛汝德数FRV/（GH）1/26/（981）1/219210渠道内的水流为急流水跃的跃前水深H1M，根据共轭水深计算公式，跃后水深为HCHC（18F12）1/21）/21（181922）1/21）/2226M即发生水跃所需的跃后水深为226M。3如图所示矩形平板闸门AB宽B3M，门重G9800N，60，H11M，H2173M。试求下游无水时启门力T。（10分）说明本题难度中等。要求学生掌握作用在平面上静水总压力计算。题解和评分标准解闸门上的静水总压力PPCA，PCGHC100098（117305）1827KN/M2（2分）PPCA18273173SIN601096KN（2分）静水总压力作用点到转轴距离为M（1分）547312L各力对转轴取力距TH2/TG60G05H2/TG60PL0（3分）T1316KN（2分）即下游无水时启门力为1316KN4水温10。C时，水的运动粘度00131CM2/S，管径为10CM，管中流速为100CM/S，试判别水流流态，并求在该管中转变为另一种流态时的流速。（6分）说明本题较容易。要求学生掌握水流流态的判别，并会进行雷诺数的计算。题解和评分标准解763362000，管内为紊流。（3分）013REVD如果要转变为层流则2000，则V262CM/S（3分）VDED205图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积A064M2，长L50M，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为102，205，310，沿程水力摩擦系数0024，上下游水位差H3M。求通过的流量Q。（10分）说明本题难度中等。要求学生掌握管道输水能力和方管的水力半径的计算。题解和评分标准解5分）HHLRVGW42AX019M,5分）/S/S3VQV1666从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径D75CM，喷嘴出口直径D20CM。水头H55M。由水箱至喷嘴的水头损失HW05M。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强P49NCM2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速V00，取动能校正系数均为1。（15分）说明本题难度较难。是能量方程和动量方程的综合应用题，要求学生掌握能量方程和动量方程的建立和计算。题解和评分标准解列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断面22能量方程5分）HVG02051分）VG259MS1分）VA32074MS列X向动量方程6分）PRQVAX32133879N水流对喷嘴冲击力即为手握喷嘴所需之力。R1分7有一梯形渠道，底宽B10M，水深H3M，边坡