张玮伽水力学试题及答案

张玮伽水力学试题及答案

单项选择题(每题2分,共10题)1.液体中某点的绝对压强为110kPa,当地大气压为100kPa,则该点的相对压强为（）A.10kPaB.-10kPaC.210kPaD.110kPa2.雷诺数是用来判别()A.层流和紊流B.急流和缓流C.均匀流和非均匀流D.恒定流和非恒定流3.圆管层流的沿程阻力系数λ与()有关。A.雷诺数B.相对粗糙度C.雷诺数和相对粗糙度D.流量4.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5.均匀流的特征是()A.流线是相互平行的直线B.过水断面为平面C.各过水断面上的流速分布相同D.以上都是6.水流在明渠中的流态为缓流时,其水深h与临界水深hc的关系为()A.h＞hcB.h＜hcC.h=hcD.不确定7.长管是指()A.管道长度很长B.局部水头损失远小于沿程水头损失C.沿程水头损失远小于局部水头损失D.管道直径很小8.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.1次方D.2次方9.渗流模型流速与实际流速相比()A.相等B.大于实际流速C.小于实际流速D.不确定10.作用在平面上的静水总压力的作用点()A.与平面的形心重合B.在平面形心的上方C.在平面形心的下方D.位置不确定多项选择题(每题2分,共10题)1.下列属于水力学基本物理量的有(）A.密度B.重度C.粘滞性D.表面张力2.以下哪些属于水头损失的分类()A.沿程水头损失B.局部水头损失C.总水头损失D.摩擦水头损失3.明渠均匀流的形成条件有()A.底坡不变B.断面形状尺寸不变C.糙率不变D.流量不变4.下列关于恒定流的说法正确的是()A.流场内各点的运动要素不随时间变化B.流线形状不随时间变化C.迹线与流线重合D.过水断面的形状和尺寸不随时间变化5.渗流的基本定律有()A.达西定律B.伯努利方程C.牛顿内摩擦定律D.谢才公式6.下列哪些因素会影响水流的流态()A.流速B.管径C.液体的粘滞性D.重力7.堰流按堰顶厚度与堰上水头的比值可分为()A.薄壁堰流B.实用堰流C.宽顶堰流D.曲线型堰流8.关于水力最优断面,下列说法正确的是()A.在流量和糙率一定时,过水断面面积最小B.在流量和糙率一定时,湿周最小C.梯形水力最优断面边坡系数与底宽有关D.圆形断面是水力最优断面9.水流的能量方程应用条件包括()A.恒定流B.不可压缩液体C.质量力只有重力D.两过水断面间无能量输入输出10.下列属于局部水头损失发生的位置有()A.管道转弯处B.阀门处C.突然扩大处D.渐变收缩处判断题(每题2分,共10题)1.静止液体中同一点各方向的静水压强大小相等。()2.紊流的沿程阻力系数只与相对粗糙度有关。()3.均匀流一定是恒定流。()4.临界水深是明渠水流从缓流过渡到急流时的水深。()5.长管计算中可以忽略局部水头损失。()6.流线一定与迹线重合。()7.达西定律适用于层流渗流。()8.薄壁堰流的流量系数只与堰的形状有关。()9.作用在曲面上的静水总压力的水平分力等于作用在该曲面铅垂投影面上的静水总压力。()10.水力坡度就是总水头线的坡度。(）简答题(每题5分,共4题)1.简述水力学中理想液体的概念。答:理想液体是指一种假想的没有粘滞性、不可压缩的液体。忽略液体的粘滞性,可简化水力学问题的分析与计算。2.写出恒定总流能量方程的表达式,并说明各项的物理意义。答：$z_1+\frac{p_1}{\gamma}+\frac{v_1^2}{2g}=z_2+\frac{p_2}{\gamma}+\frac{v_2^2}{2g}+h_{w1-2}$。$z$为位置水头,表示单位重量液体具有的位置势能；$\frac{p}{\gamma}$为压强水头,表示单位重量液体具有的压强势能；$\frac{v^2}{2g}$为流速水头,表示单位重量液体具有的动能；$h_{w1-2}$为两断面间的水头损失。3.简述明渠均匀流的水力特征。答:明渠均匀流的水力特征:流线为相互平行的直线,过水断面的形状、尺寸沿程不变;各过水断面上的流速分布相同,流速大小沿程不变;总水头线、水面线和渠底线三者互相平行,水力坡度、水面坡度和底坡相等。4.简述水头损失产生的原因。答:水头损失产生原因主要有:内因是液体具有粘滞性,这是产生水头损失的根源;外因是固体边界对水流的阻滞作用改变水流结构,如管道壁面粗糙、断面变化、转弯等,导致水流内部摩擦、碰撞等,形成水头损失。讨论题(每题5分,共4题)1.在实际工程中,如何减小管道中的水头损失?答：实际工程中,减小管道水头损失可从两方面入手。一方面减小沿程水头损失,如选用内壁光滑的管材,保证管道安装质量,减小管壁粗糙度；适当增大管径,减小流速。另一方面减小局部水头损失,合理设计管道附件,如采用流线型管件,避免管道断面突变等。2.分析堰流在水利工程中的应用及作用。答:堰流在水利工程中应用广泛。如在灌溉工程中,可通过设置堰来抬高上游水位,满足引水需求;在防洪工程里,堰可调节水流流量,控制水位。还用于测量流量,根据堰流公式通过测量水头计算流量。总之,堰流对水资源调配、工程运行监测等有重要作用。3.讨论雷诺数在水力学研究中的意义。答:雷诺数是判别流态的重要指标,在水力学研究意义重大。它反映了惯性力与粘滞力的对比关系,当雷诺数较小时,粘滞力主导,水流为层流,流动平稳;雷诺数较大时,惯性力主导,水流为紊流,流动紊乱。通过雷诺数可判断流态,进而选择合适的水流计算方法和分析模型。4.结合实际谈谈如何利用水力学原理优化渠道设计。答:从水力学原理出发,优化渠道设计:根据流量确定合适的断面尺寸,采用水力最优断面可减少工程量;考虑糙率,选择光滑衬砌材料降低糙率减小水头损失;合理设置底坡,保证水流流速既不淤积也不冲刷;结合地形合理布置渠道走向,减少弯曲,降低局部水头损失,提高输水效率。答案单项选择题1.A2.A3.A4.C5.D6.A7.B8.B9.C