水力學(xué)A(一)練習(xí)題及參考答案(1)

1、水力學(xué)A （一）習(xí)題及參考答案、是非題（正確的劃，錯(cuò)誤的劃"X ）1、理想液體就是不考慮粘滯性的實(shí)際不存在的理想化的液體。（，）2、圖中矩形面板所受靜水總壓力的作用點(diǎn)與受壓面的形心點(diǎn)O重合。（X）3、園管中層流的雷諾數(shù)必然大于3000。（X ）5、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。（X）6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動(dòng)。（X）8、漸變流過(guò)水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測(cè)壓管水頭都相同。（，）9、粘滯性是引起液流運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。（，）10、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)就是平板的形心。（X）11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。13、在作用水頭相同的條件下，孔口的流量系數(shù)

2、比等直徑的管嘴流量系數(shù)大。（X）15、直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。（，）16、水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（X）17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。（，）18、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體。（X）19、靜止液體中同一點(diǎn)各方向的靜水壓強(qiáng)數(shù)值相等。（，）20、明渠過(guò)流斷面上各點(diǎn)的流速都是相等的。（X ）22、靜止水體中，某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)為 50kPa,則該點(diǎn)相對(duì)壓強(qiáng)為-50 kPa。（V）24、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。（，）25、水深相同的靜止水面一定是等壓面。（，）26、恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。（X）27、紊流光滑區(qū)的沿程水頭

3、損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。32、靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無(wú)關(guān)。（，）33、水泵的揚(yáng)程就是指水泵的提水高度。（X）34、恒定總流能量方程只適用于整個(gè)水流都是漸變流的情況。（X ）、單項(xiàng)選擇題（填寫(xiě)唯一正確答案的編號(hào)）1、作用水頭相同時(shí)，孔口的過(guò)流量要比相同直徑的管咀過(guò)流量（2）大；（2）??；（3）相同；（4）無(wú)法確定。2、根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性，靜止液體中同一點(diǎn)各方向的壓強(qiáng)（1）（1）數(shù)值相等；（2）數(shù)值不等；（3）僅水平方向數(shù)值相等；（4）鉛直方向數(shù)值最大。3、已知水流的沿程水頭損失系數(shù) 九只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于（4）141 層流區(qū)(2 )紊流光滑區(qū)3紊流過(guò)渡粗糙區(qū)4、液體中某點(diǎn)的

4、絕對(duì)壓強(qiáng)為(1) 1 kN/m2(3) 5 kN/m2(4)紊流粗糙區(qū)100kN/m 2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為，一、一2(2) 2kN/m,、 一2(4) 10 kN/m(2)5、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合(1四數(shù)分布；(2戶線分布；(3型物線分布；(4膽圓分布。(1)6、長(zhǎng)管的總水頭線與測(cè)壓管水頭線(1)(1)相重合；(2)相平行，呈直線；(3)相平行，呈階梯狀；(4)以上答案都不對(duì)。8、液流的沿程水頭損失系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關(guān)，即可判斷該液流屬(3)(1 )層流區(qū) ；(2)紊流光滑區(qū)；(3)紊流過(guò)渡粗糙區(qū)；(4 )紊流粗糙區(qū)。12、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為108kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)

5、壓強(qiáng)為(4)(1) 1 kN/m2(2) 2 kN/m2(3) 8 kN/m2(4) 10 kN/m213、靜止液體中同一點(diǎn)沿各方向上的壓強(qiáng)(1)(1)數(shù)值相等 ；(2)數(shù)值不等；(3)僅水平方向數(shù)值相等。14、矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比3等于(2)(1 )1；(2 )2;(3 )3 ;(4 )4。15、水泵的揚(yáng)程是指(2)(1)水泵提水高度；(2)水泵提水高度+吸水管的水頭損失;(3)水泵提水高度+吸水管與壓水管的水頭損失。16、紊流粗糙區(qū)的水頭損失與流速成(1 ) 一次方關(guān)系;(2)二次方關(guān)系；(3) 1.752.0次方關(guān)系。17、在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面(3)(1)重合；(2)

6、平行；(3)正交。18、雷諾數(shù)是判別下列哪種流態(tài)的重要的無(wú)量綱數(shù)(3 )(1 )急流和緩流；(2 )均勻流和非均勻流；(3) 層流和紊流；(4)恒定流和非恒定流。21、圖示容器中有兩種液體，密度F2 > P1，則A、B兩測(cè)壓管中的液面必為(2)B管高于A管;(2) A管高于B管;AB兩管同高。(1)22、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合（1 ）對(duì)數(shù)分布；（2）橢圓分布；（3）拋物線分布；（4）直線分布。24、盛水容器 a和b的測(cè)壓管水面位置如圖（a）、（b）所示，其底部壓強(qiáng)分別為pa和Pb。若兩容器內(nèi)水深相等，則 Pa和Pb的關(guān)系為（1）（1） Pa > Pb（2） Pa < Pb

7、（3） Pa = Pb（4）無(wú)法確定(3)25、層流斷面流速分布規(guī)律符合（1 ）對(duì)數(shù)分布；（2 ）直線分布；（3 ）拋物線分布 ；（4 ）橢圓分布。27、紊流中粘滯底層厚度6比絕對(duì)粗糙高度大得多的壁面稱為（1）（1）光滑面 （2）過(guò)渡粗糙面（3）粗糙面 （4）以上答案均不對(duì)三、填空題（在空格中填寫(xiě)正確答案）5、根據(jù)管道計(jì)算方法的不同，管道可分類為長(zhǎng)管 和 短管。8、計(jì)算明渠均勻流的公式是 Q = ACjRi。9、根據(jù)管道中水擊波傳播時(shí)間與閥門(mén)關(guān)閉時(shí)間的對(duì)比關(guān)系，水擊可分類為（1） 直接水擊 和 （2） 間接水擊 。12、牛頓內(nèi)摩擦定律適用條件是牛頓流體，層流運(yùn)動(dòng)13、理想液體與實(shí)際液體的主要區(qū)

8、別是是否存在液體的拈滯性 14、實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因是液體的粘滯性，外因是邊界條件的影孫16、三種液體盛有容器中，如圖所示的四條水平面，其中為等壓面的是BB11 N 11四、問(wèn)答題1 .什么是液體的可壓縮性？什么情況下需要考慮液體的可壓縮性？解：可壓縮性是：當(dāng)外界的壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)液體的體積也隨之發(fā)生改變的特性。液體可壓縮性一般情況下可以不必考慮，但是當(dāng)外界壓強(qiáng)變化較大， 如發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)必須予以考慮。2 .有人說(shuō)“均勻流一定是恒定流”，這種說(shuō)法是否正確？為什么？解：這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對(duì)于空間而言，即運(yùn)動(dòng)要素沿流程不變，而恒定流是相對(duì)于時(shí)間而言，即

9、運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間而變。 兩者判別標(biāo)準(zhǔn)不同。3 .什么是相對(duì)壓強(qiáng)和絕對(duì)壓強(qiáng)？4 。寫(xiě)出水力半徑 R的表達(dá)式。5 、根據(jù)邊界條件的不同，水頭損失可以分為哪兩類？6 0明渠均勻流產(chǎn)生的條件是什么？五、作圖題（在題圖上繪出正確答案）2、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線。vo=0（5分）4、定性繪出圖示曲面 A B C上水平方向的分力和鉛垂方向壓力體。5、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測(cè)壓管水頭線向。vo=0總水頭線測(cè)壓管水頭vo=0vo=06、繪出圖中的受壓曲面 AB上水平分力的壓強(qiáng)分布圖和垂直分力的壓力體圖。B六、根據(jù)題目要求解答下列各題1、圖示圓弧形閘門(mén) AB（1/4圓），A

10、點(diǎn)以上的水深 H=1.2m,閘門(mén)寬B=4m,圓弧形閘門(mén)半徑R=1m,水面均為大氣壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門(mén)AB上作用的靜水總壓力及作用方向。V解：水平分力Px=pcX Ax=74.48kN鉛垂分力Py= 丫 x V=85.65kN,靜水總壓力P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tana= Py/Px=1.15a=49合力作用線通過(guò)圓弧形閘門(mén)的圓心。2、圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d=0.8m,長(zhǎng)l=50 m,兩個(gè)30折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為1尸0.2,2=0.5, I 3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)入=0.024,上下游水位差H=3m。若上下游流速水頭忽略不計(jì)，求通過(guò)倒虹吸管

11、的流量Q 。解：按短管計(jì)算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對(duì)上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建 立能量方程l . v2H =hw =（'一八）一4R 2g計(jì)算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)A、 ,R = =d/4 =0.2m,； =0.2 2 0.5 1.0 =1.9將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到 3.v = 4.16m/s , Q = vA = 2.091m /s 即倒虹吸管內(nèi)通過(guò)的流量為2.091m3/s。3、某水平管路直徑di=7.5cm,末端連接一漸縮噴嘴通大氣（如題圖），噴嘴出口直徑d2=2.0cm。用壓力表測(cè)得管路與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=49kN,，m2,管路內(nèi)流速Vi=0.706m/

12、s。求水流對(duì)噴嘴的水平作用力F （可取動(dòng)量校正系數(shù)為1）解：列噴嘴進(jìn)口斷面11和噴嘴出口斷面 22的連續(xù)方程:=v1A =0.00314 m3/得噴嘴流量和出口流速為:對(duì)于噴口f建立x方向的動(dòng)量方程p1A1 -R = ： ：Q(v2x v1x)R = p3 A3 - ；Q(V2 -V3)=187.8 N水流對(duì)噴嘴沖擊力：F與R,等值反向。4、有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率 n=0.014,底寬b= 1.5m,槽長(zhǎng)L=120m。進(jìn)口處槽底 高程Z1=52.16m,出口槽底高程 Z2= 52.04 m,當(dāng)槽中均勻流水深 =1.7m時(shí)，試求渡槽底坡 i和通過(guò)的流量Q。解： i= (Z1-Z2) /L

13、= 0.0012A =bh = 2.55 m2x = b 2h = 4.9 mAR = = 0.52 m x111C = - R 6 =64.06 m 2 /s nv=C (Ri)0.5= 1.46m/s Q= vA= 3.72m3/s。5、有一矩形斷面混凝土渡槽 （n=0.014）,底寬b= 1.5m,槽長(zhǎng)L= 116.5m。進(jìn)口處槽底高 程Z=52.06m,當(dāng)通過(guò)設(shè)計(jì)流量 Q=7.65m3/s時(shí)，槽中均勻流水深 h 0=1.7m ,試求渡槽底坡 和出口槽底高程Z 2?6、圖示水箱一側(cè)有一向上開(kāi)口的短管，箱內(nèi)水位恒定，水通過(guò)管嘴向上噴射。若管嘴出 口至水箱水面的高度 h=5 m,短管的總水頭

14、損失是短管流速水頭的0.2倍，取動(dòng)能校正系數(shù)爐1。求管嘴的出流速度 v及此射流達(dá)到的高度 z。已知水深 H=2 m,板寬B=3m。7、求圖中矩形面板所受靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)位置,8、圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面，邊長(zhǎng) b=0.8m,長(zhǎng)l=50 m,兩個(gè)30折角、進(jìn)口和 出口的局部水頭損失系數(shù)分別為I 1=0.2 , I 2=0.5 , I 3=1.0 ,沿程水頭損失系數(shù)入=0.02410、測(cè)定90。彎管的局部水頭損失系數(shù)的試驗(yàn)裝置如題圖所示。 管徑d= 0.05m,彎管曲率半徑 R=d,管段沿程水力摩擦系數(shù) 壓管水頭差 h = 0.63 cm, 100秒鐘流入量水箱的水體體積為已知試驗(yàn)段

15、 AB長(zhǎng)10 m , 入=0.0264 ,實(shí)測(cè)AB兩端測(cè) 0.028 m3,試求彎管局部水頭損失系數(shù)。廿1111,已知通過(guò)流量Q=2.662m3/s。若上下游的行進(jìn)流速水頭忽略不計(jì)，求上下游水位差H。11、有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率 n=0.014,底寬b=1.5m,槽長(zhǎng)L=120m。進(jìn)口處 槽底高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z2= 52.04 m,當(dāng)槽中均勻流水深 h°=1.7m時(shí)，試求渡槽 底坡i和通過(guò)的流量Q。13、矩形斷面渠道中有一平板閘門(mén)，渠寬b= 3m。閘前水深H = 4m,閘下收縮斷面水深hc=0.8m,已知渠道流量 Q=18m3/s。取動(dòng)能和動(dòng)量校正系數(shù)均為1

16、。求水流作用于閘門(mén)上的14、已知如圖所示水平安裝的文丘里流量計(jì)，已測(cè)得壓強(qiáng)-Pl=0.5m,與=-0.2m,水管的橫斷面積 Ai=0.002m2, A2=0.001m2,不計(jì)水頭損失，求通過(guò)文丘里流量計(jì)的流量Q為多少?15、管道直徑 d = 10 mm,通過(guò)流量 Q = 20 cm3/s,運(yùn)動(dòng)粘度=0.0101 cm2/s。問(wèn)管中水流流態(tài)屬層流還是紊流？若將直徑改為d = 30 mm,水溫、流量不變，問(wèn)管中水流屬何種流態(tài)？18、有一矩形斷面渠道底寬b=1.5m,底坡i = 0.0004,糙率n= 0.014,當(dāng)槽中均勻流水深h0=1.7m時(shí)，試求通過(guò)的流量Q 。19、圖示一水平放置的彎管，直徑

17、 D=0.2 m,轉(zhuǎn)角“ =90° , 1 1斷面管軸處的動(dòng)水壓強(qiáng) 為P1=40kN/m2, 22斷面與大氣連通，管中流量為 Q = 0.1m3/s,求水流通過(guò)彎管時(shí)對(duì)管壁 的作用力。（取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量修正系數(shù)均為 1）D20、求圖中圓弧形閘門(mén) AB所受靜水總壓力的大小及方向。已知水深 H=4 m,板寬B= 2m。24、如圖所示矩形平板閘門(mén) AB寬b=3m ,門(mén)重G=9800N , a =60° , hi=1m, h2=1.73m。試求：下游有水時(shí)啟門(mén)力To25、有一水平放置的管道（如圖）。管徑d1=10 cm, d2=5 cm。管中流量 Qv=10 L/s。斷面1處測(cè)管高度H=2 m。不計(jì)管道收縮段的水頭損失。取動(dòng)能與動(dòng)量校正系數(shù)均為1。求水流作用于收縮段管壁上的力。28、水溫10° C時(shí)水流的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為v= 0.0131 cm2/s,水管的直徑為 10 cm,管中流速為100 cm/s,試判別水流流態(tài)。30、有一虹吸管（如圖）。已知管徑d=10 cm, h1=1.5 m, h2=3 m,不計(jì)水頭損失，取動(dòng)能 校正系數(shù)a = 1 o求斷面c- c中心處的壓強(qiáng)pc。34、圖示直徑為 20mm,長(zhǎng)450m的管道自水庫(kù)取水并泄入大氣中