石大水力学课程复习题

水力学课程复习题名词解释（100个）连续介质理想液体粘滞性等压面牛顿内摩擦定律水头测压管压力中心绝对压强相对压强真空度压力体运动要素真空压强分布图恒定流渐变流欧拉法迹线拉格朗日法流线流管元流总流断面平均流速过水断面流量一维流均匀流连续性方程急变流能量方程动量方程水力坡度沿程水头损失收缩断面水头损失层流紊流局部水头损失雷诺数湿周水力半径粘性底层动能修正系数摩阻流速长管短管简单管道动量修正系数串联管道并联管道明渠无压流水力光滑管边坡系数允许流速急流缓流紊流粗糙管临界流正常水深相对波速佛如德数沿程阻力系数断面比能临界水深陡坡缓坡相对粗糙度水跃水跃函数水跌共轭水深棱柱形渠道控制断面堰流闸孔出流薄壁堰水力最佳断面实用堰宽顶堰淹没系数流量系数实用经济断面无压涵洞底流消能面流消能挑流消能远趋式水跃临界水跃淹没水跃渗流模型达西定律侧收缩系数普通井承压井完全井井群流网二、填空题（52题）1、水静力学基本方程的适用条件是：（1） ，（2） ，（3） 。2、当_______平面放置时，压力中心与面积形心重合。3、牛顿内摩擦定律τ=μdu/dy适用于流体的流动。4、当液体中某点的绝对压强，就称该点存在真空，真空度的大小Pk=。5、流线是一条光滑的曲线，除奇点外流线不能_____，在_____中流线与迹线重合。6、当液流为时，流线与迹线相重合。7、流线是某一瞬时在流速场中所作的一条线，位于这条线上的每个质点在该瞬时的都与此线。8、孔口和管嘴出流的流速公式均为，对孔口而言是______断面的流速，对管嘴而言为_________断面的流速。9、必托管共开有两孔，一孔以便测动水压强，另一孔测静水压强。10、利用必托管测流速，已知两根测压管的水面差值为1米，该必托管校正系数为1，则被测点流速为。11、非均匀渐变流过水断面压强分布规律符合分布规律。12、雷诺数是表示和的对比关系.13、紊流切应力为粘性切应力1与惯性切应力2之和，即=1+2=，根据混合长度理论，惯性切应力可表示为2=。14、紊流切应力由和组成。15、在紊流过渡区,λ值与及有关。(注:尼古拉兹试验)。16、在研究紊流阻力系数的变化规律时，根据粘性底层与粗糙高度k的关系，将流动分为光滑区，过渡区和粗糙区。所谓光滑区是指________，所谓粗糙区是指________。粗糙区内只与相对粗糙有关，与Re无关，因而粗糙区也叫做____________。17、圆管层流的过水断面上流速分布是，紊流的过水断面流速分布是。18、圆管沿程水头损失的计算公式为，圆管层流沿程水头损失系数的计算公式为。19、流量模数=，它的物理意义。20、用曼宁公式计算谢才公式中的c值，这种方法适用于。21、已知谢才系数，则沿程水头损失系数=。22、一般说来，有压管的水头损失分为和两类。对于长管，可以忽略。23、未满管流的相对流量和相对流速均同充满度a有关，是由______和_______两个因素决定的。24、当明渠按均匀流设计时，如果选用的糙率值偏大，则设计出的过水断面面积就会，明渠中实际流速将设计流速。25、明渠均匀流中，与水流重力在流动方向的分力平衡。26、在明渠均匀流中，促使液体流动的力主要是，阻止流动的力主要是，两者达到状态。27、渠道设计时必须控制流量，使流速在_______和_______之间。28、正常水深h0是渠道水流_______的水深，在梯形渠道中，它与_______因素有关。29、梯形断面渠道，当边坡倾角为60度，且属水力最优断面时，此时的水力半径R与水深h的关系是_______，底宽与水深的关系是_______。30、佛汝德数Fr的表达式为，其物理意义为。31、明渠的临界水深是指时的水深，其对应的佛如德数=。32、判别明渠水流为急流或缓流的方法为，，，，。33、在推导水跃方程时，应用了方程。34、当跃前水深hˊ一定时,在考虑槽壁摩擦阻力影响的情况下,跃后水深h″比不考虑时。35、WES剖面的实用堰，如果P/Hd≥1.33，当堰前水头H=Hd时，流量系数是。36、在同样水头作用下,实用堰的过水能力宽顶堰的过水能力。37、按之比可将堰分为、、等三种类型。38、应用薄壁堰测量流量时，测量水头H的位置要在堰板上游__________；为减小水面波动，提高测量精度，在堰槽中应设置__________。39、用直角三角形薄壁堰测量流量，当非淹没（自由）溢流流量时，堰顶水头H应为。40、闸孔出流的基本公式为：。41、泄水建筑物下游常采用的水流衔接与消能措施有。42、已知消能池挖深后的跃后水深hc=3.2米，如果下游水深ht=3.0米，在不计消能池出口落差ΔZ时，取水跃淹没系数σj=1.05，则消能池深度d=。43、水在土壤中存在状态可分为________水、________水、________水、________水和________水五种。44、我们所研究的渗流，通常是渗流，渗透系数K具有和同样的量纲。45、恒定无压渗流，浸润线（面）上作用的压强________大气压强。46、模型和原型的流动相似，包括、和。47、某模型试验按重力相似准则设计，模型比尺λl=100，如测得模型中某点速度Um=0.5m/s，则原型中对应点的速度Up=。48、将下列物理量v、γ（容重）、ρ、l，组成无量纲数。49、正定管流中，要使原、模型流动相似，应按准则设计。50、空气密度为，其运动粘度，它的动力粘度_________。51、恒定不可压缩总流的连续方程的物理意义为，能量方程的物理意义为。52、作用于流体上的表面力的性质是指________，常见的表面力有____________和________等。三、选择题（57题）1、按连续介质的概念，流体质点是指。A、流体的分子B、流体内的固体颗粒C、几何的点D、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。

2、理想流体的特征是。A、粘度是常数B、不可压缩 C、无粘性D、符合pV=RT。

3、下面四种有关流体的质量和重量的说法，正确而严格的说法是。A、流体的质量和重量不随位置而变化B、流体的质量和重量随位置而变化C、流体的质量随位置变化，而重量不变D、流体的质量不随位置变化，而重量随位置变化4、质量力是。A、作用于液体表面的力B、作用于液体内部各质点上的力C、作用于液体几何形心上的力D.作用于液体重心上的力5、水力学的基本原理也同样适用于气体的条件是。A、气体不可压缩B、气体连续C、气体无粘滞性D、气体无表面张力6、下面关于流体粘性的说法中，不正确的是:A、粘性是流体的固有属性B、粘性是运动状态下，流体有抵抗剪切变形速率能力的量度C、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性D、流体的粘度随温度的升高而增大7、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是。A、切应力和压强B、切应力和剪切变形速率C、切应力和剪切变形D、切应力和流速

8、运动粘滞系数的单位为:。A、[L2/T]B、m2/sC、[L·T]D、m·sE、[L2/T2]9、动力粘滞系数正确的单位为。A、m·s/kgB、N·m/s2C、kg/m·sD、kg/s·NE、N·s/m210、在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是 。A、同一种液体B、相互连通C、不连通D、同一种液体，相互连通11、仅在重力作用下，静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为_______。A、随深度增加而增加B、常数C、随深度增加而减少D、不确定12、断面平均流速与断面上每一点的实际流速的关系是。A、 B C D或13、牛顿内摩擦定律适用于。A、牛顿流体的层流运动B、牛顿流体的紊流运动C、牛顿流体的任何运动14、压力表的读值是。A、绝对压强B、绝对压强与当地大气压的差值C、绝对压强加当地大气压D、当地大气压与绝对压强的差值15、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强为9800Pa，则容器内液面的绝对压强为 水柱。A、2m B、1m C、8m D、-2m第15题第16题第18题16、用的矩形闸门垂直挡水，水压力对闸门底部门轴的力矩等于。A、B、 C、 D、17、管轴线水平，管径沿流向增大的管道，管轴线的压强沿流向。A、增大B、减小C、不变D、不定18、水在等直径垂直管道内流动，相距的两断面间的水头损失等于。A、B、C、D、 19、在孔口外接一管嘴，管嘴的出流量比同样断面积的孔口出流量大，其主要原因是A、管嘴阻力增加B、管嘴收缩系数增大C、管嘴收缩断面处产生了真空D、孔口收缩断面处产生了真空20、如图实际连通的等直径圆管恒定流动，点1、点2分别为管道进口、出口中心，则：A、点1的压强B、点2的压强C、点1的压强第20题第29题21、管中紊流的水头损失。A、与流速成正比.B、与流速平方成反比.C、与管径的平方成反比D、大致与流速平方成正比22、在相同水头的作用下，管嘴出流量与同样断面面积的孔口出流量的关系为。A. B. C. D.23、一输水管道，当流量和温度一定时，随着管径的加大，水流的雷诺数。A.减小.B.不变.C.不定.D.增加.24、对某一管道进行沿程阻力系数测定，由实验结果得λ=k/Ren,k为常数，n=1，由此知该管内流动为。A、层流区B、粗糙区C、光滑区D、过渡粗糙区25、市政工程用于计算供水旧铸铁管及旧钢管阻力系数的经验公式适用于。A、层流B、紊流光滑区C、紊流过渡区D、紊流粗糙区E、各阻力区通用26、圆管紊流过渡区的沿程阻力系数A、与雷诺数Re有关B、与管壁相对粗糙k/d有关C、与Re，k/d有关 D、与Re和管长l有关27、圆形管道突然缩小的水头损失计算公式为A、B、C、 D、28、当水力坡度_______时，流量模数k等于流量A、B、 C、 D、29、有一离心式水泵，安装高度为，吸水管总的水头损失为，管道进口至水泵进口的高度为z，水泵进口断面2－2的真空值的计算公式为。A、B、C、D、30、贯通全串联管路的水流单位能量损失等于。A、从始端到末端各段水头损失之和B、各管段的水头损失之和的2倍C、最末管段的水头损失D、第二管段的水头损失31、对于并联长管道，每根管道的。A、流量相等B、切应力相等C、沿程水头损失相等D、水力坡度相等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、两水池水位差为用两根等径等长，沿程阻力系数相等的管道联接，按长管考虑则：A、B、C、D、34、明渠水流遇到障碍物，形成干扰波，波的传播速度在棱柱形矩形渠道中为：A、（为水深）B、C、D、以上答案都不是35、串联管路作为长管计算，忽容了局部水头损失与流速水头则A、测压管水头线与管轴线重合B、测压管水头线与总水头线重合C、测压管水头线是一条水平线D、测压管水头线位于总水头线上方36、在管流中，层流时的断面流速分布符合。A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律37、明渠水流的水头损失一般与.A、糙率的一次方成正比B、糙率成反比C、流速平方成正比D、水力半径的平方成反比38、在明渠中，总水头线，测压管水头线和位置水头线互相平行。A、均匀流B、渐变流C、恒定流D、管流39、在情况下，可能发生明渠均匀流。A、天然河流B、桥墩附近C、水闸上下游附近D、离建筑物相当远的长直棱柱体渠道40、指出可能发生明渠均匀流。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41、关于水力最优断面的定义：1、过水断面面积一定时，过水量最大的断面称之为水力最优断面2、流量一定，过水断面面积最小的断面A、1正确，2错B、1错，2正确C、1、2均错D、1、2均对42、有三种断面，x半圆形断面；y梯形断面系列中，半个正六边形断面；z三角形系列断面中，对称放置的直角三角形断面，正确答案是。A、x，y，z都是水力最优断面B、x，y是，z不是C、x，y不是，z是 D、z，y是，x不是 E、z，x是，y不是43、在明渠水流中：。A、紊流肯定不是缓流B、渐变流不可能是急流C、非棱柱形渠道不可以产生均匀流D、非棱柱形渠道不可能发生恒定流44、在明槽流动的某一端面上，如满足，则该断面上的流态为急流。A、B、C、D、45、在棱柱形明渠恒定水流中，当断面单位能量沿流程增大时，其水流为：A、急流B、缓流C、临界流D、可以是急流，也可以是缓流46、临界流将发生在.A、对于一给定流量，断面比能为最大值B、水深的任何变化将产生更大的断面比能C、流速和水深满足关系式v=2gh47、当渠道的断面形状,尺寸及流量一定时,渠道的实际底坡增大，则渠道的临界底坡。A、增大.B、减小.C、不变.48、当明渠中流量、断面形状、尺寸一定时，在渠中发生水跃，如果跃前水深减小，则跃后共轭水深A.增大B.减小C.不变49、缓流一定发生在。A、水深大于正常水深B、水深小于正常水深C、水深大于临界水深D、水深小于临界水深E、在负坡上50、水跃消能时,跃前断面的Fr在什么范围消能率最高?。A、Fr>9.0B、4.5≤Fr≤9.0C、2.5≤Fr≤4.5D、1.7≤Fr<2.551、在中，总水头线，测压管水头线和位置水头线互相平行。A、恒定流.B、渐变流.C、均匀流.D、管流.52、当渠道中流量，断面形状，尺寸一定时，断面比能最小值对应的水深是。A、均匀流水深h0B、收缩断面水深hcC、临界水深hk53、WES型实用堰的堰顶曲线。与液体原点自由抛射曲线相符B、薄壁堰自由出流水舌下缘曲线稍加修改C、由一段圆曲线组成54、通过三角形量水堰的流量与下列某值成正比。A、H-1/2B、H1/2C、H3/2D、H5/255、闸孔出流的流量与下列某值成正比。A、H1/2B、H-1/2C、H3/2D、H5/256、在进行消能池深度计算时，选取的设计流量是指相应于最大时的流量（注：下游水深，收缩水深的共轭水深）。A、QB、C、D、-57、某溢流坝建在矩形断面河床上，其流量及其对应的下游水深ht,坝下游收缩断面对应的共轭水深hc″的资料如下表:流量(m3/s)2201801401008060hc″(m)6.165.554.934.113.103.05ht(m)5.705.04.203.002.702.50若溢流坝下游采用底流式消能，则设计消力池深度的流量为。A、220B、140C、100D、60四、判断题（35题）由于实际液体是有粘性的，因此不论是运动还是静止，液体内部每一点都存在着切应力。（）2、两种不同种类的液体，只要是流速梯度相等，它们的切应力也相等。（）3、静止液体中等压面必为水平面。（）4、任一点静水压强的大小和受压面方向无关。（）5、温度对流体的粘滞性影响较大；压强对流体的粘滞性影响也较大。（）6、恒定渐变流段同一过流断面上的动水压强分布规律近似地按静压强规律分布，不同过流断面上的单位势能相等。（）7、均匀流和渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。（）8、水总是从高处向低处流。（）9、恒定流中总水头线总是下降的曲线。（）10、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（）11、恒定总流能量方程只试用于整个水流都是渐变流的情况。（）12、实际液体恒定元流的总水头线是一水平线，测压管水头线只可能下降，不可能上升。（）13、动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布越不均匀，值越小，当流速分布比较均匀时，则值接近于零。（）14、用毕托管测量的点流速是指管前端开口处的流速。（）15、当水流为急流状态时，其雷诺数Re大于临界雷诺数。又，在层流时，其弗劳德数小于1。（）16、公式τ=γRJ可用于均匀缓流，也可用于均匀急流。（）17、表面粗糙的管道，则管中水流一定处于水力粗糙区。（）18、实际流体运动时，由于粘性的作用，总水头线和测压管水头线总是沿程下降的。（）19、明渠均匀流只能是缓流，明渠非均匀流必为急流。（）20、均匀流流线互相平行，所以是层流，急变流则为紊流。（）21、在i=0的棱柱体渠道中一定不会产生均匀流。（）22、明渠均匀流只能是缓流，明渠非均匀流必为急流。（）23、临界水深是相应于断面比能最大值时的水深。（）24、在明渠水流中，临界水深与流量Q，渠底坡度i、底宽b、边坡系数m有关。（）25、有两条渠道，其断面形状、底宽、流量均相同，但底坡和糙率不同。当两条渠道的水流为均匀流时，它们的临界水深是不相等的。（）26、对于明渠非均匀流，断面单位能量e沿程减小，而单位重量液体的总机械能E沿程则可增加，也可减小。（）27、明渠的临界底坡与断面形状，尺寸，流量及渠道的糙率有关，与渠道的实际坡度无关。（）28、计算a2型水面曲线时，控制断面应选在上游。（）29、堰闸出流，只要产生非淹没水跃，则一定是自由出流。（）30、底流消能的水跃淹没系数σj愈大，消能效果越好。（）31、在同样水头作用下，实用堰的流量系数比宽顶堰的流量系数大。（）32、如果两现象的相似准数相等，则两现象必定相似。（）33、渗流的达西定律可以用来解决均匀紊流的渗流问题。（）34、浸润线一定是一条等势线。（）35、渗流达西定律只能适用于层流渗流。（）五、绘图题（13题）绘出如图所示曲面的压力体图及水平压强分布图。（4题）定性绘制下图的水面曲线（5题）2.定性绘出下列管道的总水头线和测压管水头线(按短管考虑)（4题）六、证明题（9题）1、任一点静水压强的大小和受压面方向无关。2、试证明均匀流沿程水头损失与切应力的关系为：τ0=γRJ3、试证明突然放大管局部水头损失，式中为放大前管道流速，为放大后管道流速，为重力加速度。在宽而浅的矩形断面渠道中（Rh0）水流为均匀流，试证明其正常水深h0可近似地表示为5、推求梯形断面明渠最佳水力断面的宽深比(试导出边坡系数为的梯形渠道水力最优断面的几何条件)。6、两条断面形状和尺寸完全相同的棱柱形渠道，但渠床的粗糙系数不等n1>n2，在通过相同的流量下，欲使渠中均匀流水深相等（h1=h2），那么必须渠道的底坡i1>i2，试证明之。7、试证明：棱柱体水平渠道水跃函数，式中、与、分别为跃前断面和跃后断面过水断面面积与过水断面形心点水。8、试从明渠非均匀流基本微分方程：推导棱柱形渐变流水面曲线的分段求和法计算公式。9、试证明在宽顶堰进口处必然形成水面跌落。七、问答题（28题）1、为什么水通常被视为不可压缩流体？2、自来水水龙头突然开启或关闭时，水是否为不可压缩流体？为什么？为什么荷叶上的露珠总是呈球形？一块毛巾，一头搭在脸盆内的水中，一头在脸盆外，过了一段时间后，脸盆外的台子上湿了一大块，为什么？5、写出水静力学基本方程并解释其物理意义。6、流体能否达到完全真空状态？若不能，则最大真空度为多少？7、写出理想液体与实际液体的伯努里方程并解释其物理意义。8、有人认为均匀流和渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流，这种说法对否？请说明理由并举例。9、雷诺数Re有什么物理意义？为什么它能起到判别流态的作用？10、总流伯诺里方程在推导过程中的限制条件是什么？11、试简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。12、水力最佳断面是根据怎样的水力学概念引出的？其特点是什么？13、若管嘴出口面积和孔口面积相等，且作用水头H也相等，为什么管嘴出流量要比孔口出流量大？14、何谓有压管流？15、何谓长管？何谓短管？16、从能量分析观点：在i=0和i<0的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流？17、棱柱形渠道恒定非均匀流有哪些特征？18、为什么在i>0的棱柱形长渠道中的流动总是趋向均匀流？19、断面单位能量与单位重量液体的机械能两概念有何不同？20、何谓堰流和堰？21、列举三个属于宽顶堰流的水工建筑物。22、薄壁堰的淹没条件是什么？23、什么是宽顶堰流？它在工程上有何应用？24、泄水建筑物下游有几种水流衔接与消能形式？简要说明其特征。25、棱柱形渠道水面曲线有十二条，而地下河槽中只有四条，为什么？26、何谓渗流模型？为什么要引入这一概念？27、为什么作野外抽水试验求渗透系数k值时，最好不利用井中水位和井的半径这两个数据，而要用二个观察孔的数据，为什么？注：28、在什么情况下的渗流可应用流网来解渗流问题？八、计算题（20题）1、200C体积为2.5m3的水，当温度升至800C时，其体积增加多少？（答案：则）若要使水的体积减小0.1%及1%时，应增大压强各为多少？（已知水的体积弹性模量Eu=2000MPa）（答案：dV/V=-0.1%，=2.0Mpa；dV/V=-1%，=20Mpa）试绘制平板间液体的流速分布图与切应力分布图。设平板间的液体流动为层流，且流速分布为直线分布。（已知上层液体粘度为，液层高为，下层液体粘度为，液层高为，平板流速为U）。一底面积为40×45cm2，高为1cm的木块，质量为5kg，沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动，如图所示，已知木块运动速度u=1m/s，油层厚度=0.1mm，由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布，求油的粘滞系数。第3题第4题试标出图示盛液容器内A、B、C三点的位置水头、压强水头和测压管水头。以图示O—O为基准面。6、设如图所示，hn=2m时，求封闭容器A中的真空值。第5题第6题7、由真空表A中测得真空值为17200N/m2。各高程如图，空气重量忽略不计，g=6860N/m3，g=15680N/m3，试求测压管E、F、G内液面的高程及U形测压管中水银上升的高差的H1的大小。8、一密封水箱如图所示，若水面上的相对压强p0=-44.5KN/m2，求：（1）h值；（2）求水下0.3m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、真空度、水柱高及大气压表示；（3）M点相对于基准面O—O的测压管水头。第7题第8题9、一铅直矩形闸门置于水中，已知闸门顶距水面的距离h1=1m，闸门高度h2=2m，宽度b=1.5m，求作用在闸门上的总压力及作用点。10、有一铅直半圆形平面，直径恰位于液面上，求总压力F的大小及作用点。11、某竖直隔板上开有矩形孔口：高a=1.0m、宽b=3m。直径d=2m的圆柱筒将其堵塞。隔板两侧充水，h=2m，z=0.6m。求作用于该圆柱的静水总压力。第9题第10题第11题如图所示为一流动系统，各种损失如图中所示。AB段直径=129mm，BC段直径=150mm。试求：（1）、AB段流速、；（2）、绘制总水头线和测压管水头线。（答案：，，，，，，，，，，）13、一抽水机管系（如图），要求把低水池的水输送到高水池，两池高差15m，流量Q=30l/s，水管内