水力學(xué)考試試題與答案

1、1、選擇題：（每小題2分）（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（）a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。 答案：c（2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。答案：d（3）液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為2 2 2 2 a 1 kN/m2 b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案：b（4）水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指（）a、恒定流動(dòng)；b、均勻流動(dòng)；c、層流運(yùn)動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。 答案：d（5）有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比

2、值d /R=（）a、8；b、4；c、2；答案：b（6）已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù) 即可以判斷該液體流動(dòng)屬于d、1。與邊壁相對(duì)粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),a層流區(qū)； b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)答案：c（7） 突然完全關(guān)閉管道末端的閥門，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水 擊壓強(qiáng)水頭H = 250m，貝U管道中原來的流速V0為a、1.54m b、2.0mc、2.45md、3.22m答案：c（8） 在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（）a恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。答案：c（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是（）。a、均勻緩流；

3、b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。 答案：b（10）底寬b=1.5m的矩形明渠，通過的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某處水深h = 0.4m， 則該處水流的流態(tài)為a緩流；b、急流；c、臨界流；答案：b(11) 閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H ()成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方 d、1/2次方答案：d(12) 滲流研究的對(duì)象是()的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。 答案：a(13) 測量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有a、文丘里計(jì)b、畢托管c、測壓管 d、薄壁堰答案：b(14) 按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型，長度比尺入l=100,模型中水深為 0

4、.1 米，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為a、1 米，入 Q =1000;b、10 米，入 Q =100;c、1 米，入 Q =100000;d、10 米，入 q=100000。答案：d2、判斷題：(每小題2分)(1) 任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。()答案：錯(cuò)誤(2) 水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。()答案：錯(cuò)誤(3) 水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。()答案：錯(cuò)誤(4) 粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。()答案：正確(5) 同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。()答案：正確(6) 在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。()答案：錯(cuò)誤(7) 矩形斷面水力最佳

5、斷面的寬深比B =2。()答案：正確(8) 斷面比能沿流程總是減小的。()答案：錯(cuò)誤(9) 在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。()答案：錯(cuò)誤(10) 滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流，并且無滲透變形。()答案：正確3、填空題：(每小題24分)(1) 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 和。答案：層流運(yùn)動(dòng)，牛頓液體(2) 液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為100kN/m2 ,則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為kN/m2，真空度為。答案：2,不存在.(3) 只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。答案：水平面。(4) 實(shí)際液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水頭損失的兩個(gè)主要原因是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。(5

6、) 水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深 hhk，弗汝德數(shù)Fr 1。(填寫、符號(hào))答案： ，。(6) 在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越答案：大。(7) 根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同，管道可以分為和0(8) 在水擊計(jì)算中閥門關(guān)閉的時(shí)間 Ts水擊相長Tr的水擊，稱為水擊，把Ts Tr的水擊稱為 答案：直接，間接。(9)a2型水面曲線是發(fā)生在坡上的緩流)的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù) Fr沿程答案：陡坡，緩流，減小。水擊。流(指急流或(指增大、減小或不變)(10)溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的次方成正比。答案：3/2(11)泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時(shí)，下游收縮斷面水深he的共軛水深

7、he答案：填寫、ht(ht為下游河道的水深，填寫、符號(hào))、 符號(hào)(12)按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長度比尺 入l=25，當(dāng)模型中某點(diǎn)的 流速為v m= o.8m/s，則原型中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的流速為 vp=m/s 。答案：4m/s。4、問答題：(每小題34分)(1) 什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實(shí)際液體都具有粘滯性，在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失，給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來很大 困難。為了簡化液體運(yùn)動(dòng)的討論，我們引入了理想液體的概念，忽略液體的粘滯性，分 析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正， 可以得到實(shí)際水流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用以 解決實(shí)際工程問題。這

8、是水力學(xué)重要的研究方法。(2) “均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯(cuò)誤的。均勻是相對(duì)于空間分布而言，恒定是相對(duì)于時(shí)間而言。當(dāng) 流量不變通過一變直徑管道時(shí)，雖然是恒定流，但它不是均勻流。(3) 簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。答案：通過尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：在層流中入僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反 比；在層流到紊流過渡區(qū)，入僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)入=fi (Re)；過渡區(qū)入 =f2 (Re, °)；粗糙區(qū)入=f3 (空)，紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。RR(4) 為什么舍齊公式 v=C.Ri只適用于阻力平方區(qū)？答案：舍齊公式是根據(jù)明渠

9、均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式，自然界中明渠水流 幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。(5) 流動(dòng)相似的含義是什么？答案：流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提，動(dòng)力 相似是保證，才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。(6) 從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案：均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變， 但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量， 因此從能量方程來分析，只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠 道中。(7) 分析水面曲線時(shí)，如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游，因?yàn)橥饨鐚?duì)急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控 制斷

10、面在下游，其原因與急流正好相反。(8) 在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案：達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速 u=kJ,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流；而杜 比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流，同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等 于 v= kJo5、作圖題:(1)定性繪出圖示管道(短管)的總水頭線和測壓管水頭線。(5分)vo>0解:(2)定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線， 并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均（5分）充分長，各段糙率相同)6、計(jì)算題:(1)圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64 m2,長 1=50 m,兩個(gè) 30°折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系

11、數(shù)分別為Z 1=0.2, Z 2=0.5, Z 3=1.0,沿程水力摩擦系數(shù)入=0.024,上下游水位差 H=3m。求通過的流量 Q ?（10 分）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 2H = hw =(，- 二匚)V-4R2g計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)AR0.2m,'=0.2 2 0.5 1.0（5分）=1.9將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到3二 v= 4.16m/s , Q=vA = 2.662m /s（5分）即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.662m3/s 。（2）從水箱接一橡膠管道及噴嘴（如圖）。橡膠管直徑D=7.5cm,噴嘴

12、出口直徑 d=2.0cm。水頭H =5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失 hw = 0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p = 4.9Ncm2。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R,行近流速v0=0，取動(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為 1（15 分）解：以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面嘴出口斷面22的能量方程2V2H 00 = 00 丄 0.52g求得噴嘴出口流速和流量為v2 = J2g><5 = 9.9嘆Q = v2 A2 =0.000314 m橡膠管道內(nèi)的流速為Qv30.70A 31 1和噴（5分）（1.5 分）（1分）F'對(duì)于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程

13、P3A3 - R f ： g（V2x -V3x）（6.5 分）R =卩3乓 - ;?Q（V2 -V3）=187.79N水流對(duì)噴嘴沖擊力為即為手握噴嘴所需之力。（1分）（3）有一梯形渠道，底寬b =10 m，水深h = 3 m，邊坡為1:1,糙率 n = 0.014,底坡i=0.001。如流動(dòng)在紊流粗糙區(qū)，求通過的流量Q。（9分）解：計(jì)算渠道斷面水力要素,過流斷面面積A 二 bh mh2 二 39m2（1.5 分）濕周水力半徑舍齊系數(shù)通過的流量（1.5 分）（1分）（2分）（3分）流量 Q= 265m3/s,壩（12 分）（4分）（4分）（4分）x =b 2 1 m2 h =18.49 mAR

14、2.11 mxC =丄只人=80.90m12/snQ = AC (Ri)0.5 = 144.93 m3/s（4）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬B= 18m,下收縮斷面處水深hc=1.1m，當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時(shí)，問：1）壩下游是否發(fā)生水躍？2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？3）是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。 解：1）計(jì)算臨界水深hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，3q = Q/B =265/18 =14.72 m /sm2：q _3g : 9.814722 = 2.81m因?yàn)槭湛s斷面水深 hc =1.1 m < hk為急流，下游水深ht=4.7m 所以

15、溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計(jì)算收縮斷面處水深hc的共軛水深hc"-J爲(wèi)hk為緩流,hc =2 ；ghc2q 3-1)1.1 =2:14 7225皿9 j)= 5.81m因?yàn)?hcht，該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。 估算消力池深d,取水躍淹沒系數(shù)j二1.05則池深約為d = j hc"- ht =1.05>5.81 -4.7 = 1.40 m(V)、是非題（正確的劃“V”，錯(cuò)誤的劃“>）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) 0重合。（X ）An o B3、

16、 園管中層流的雷諾數(shù)必然大于3000。X4、 明槽水流的急流和緩流是用Fr判別的，當(dāng)Fr> 1為急流。（V）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）6、 達(dá)西定律適用于所有的滲流。（X）7、 閘孔出流的流量與閘前水頭的 1/2次方成正比。（V）8漸變流過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測壓管水頭都相同。（V）9、 粘滯性是引起液流運(yùn)動(dòng)能量損失的根本原因。（V）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)。V12、 陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流，緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。（V）13、 在作

17、用水頭相同的條件下，孔口的流量系數(shù)比等直徑的管嘴流量系數(shù)大。（X ）14、兩條明渠的斷面形狀、尺寸、糙率和通過的流量完全相等，但底坡不同，因此它們的正常水深不等。（V）15、 直立平板靜水總壓力的作用點(diǎn)與平板的形心不重合。（V）16、 水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。X17、 水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。（V）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。（V）20、 明渠過流斷面上各點(diǎn)的流速都是相等的。X21、 緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流。（V）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

18、kPa。（V）24、 滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。（V）25、 水深相同的靜止水面一定是等壓面。（V）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)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。V28、 陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流。（X ）29、 滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。（V）30、 當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。（X ）31、 緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流。（X）32、 靜水壓強(qiáng)的大小與受壓面的方位無關(guān)。（V）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。35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流。(

19、X)36、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流，定是急流。(V)37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。(X )二、單項(xiàng)選擇題(填寫唯一正確答案的編號(hào))作用水頭相同時(shí)，孔口的過流量要比相同直徑的管咀過流量(1)大；(2) 小 ；(3)相同；無法確定。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)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 已知水流的沿程水力摩擦系數(shù)只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于紊流光滑區(qū)(1)(4)層流區(qū) ； 紊流過渡粗糙區(qū)4、液體中某點(diǎn)的絕對(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(

20、2)(4)2 kN/m 2210 kN/m紊流的斷面流速分布規(guī)律符合1 對(duì)數(shù)分布;2 直線分布;3 拋物線分布;(1)橢圓分布。長管的總水頭線與測壓管水頭線(1 )相重合；(3)相平行，呈階梯狀；(2)相平行，呈直線;(4)以上答案都不對(duì)。滲流的達(dá)西公式只能適用于(1)恒定均勻?qū)恿?2)恒定均勻紊流8、(3)恒定均勻流；(4)非恒定流。 液流的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關(guān)，層流區(qū) ； 紊流過渡粗糙區(qū)即可判斷該液流屬紊流光滑區(qū) ； 紊流粗糙區(qū) 。堰流的流量與堰頂水頭的成正比。(1)(1)(3)11/2 次;3/2次方;2次方;10、溢流壩下泄水流收縮斷面水深hco的躍后水深為hc0

21、2，形成遠(yuǎn)離水躍銜接的條件是(3) ht < hc02(1) ht = hc02 ht > hc0211、按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型，若幾何比尺為100,則流速比尺為(1) 100;(2) 10;(3) 20;，則該點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)為2 2(3) 8 kN/m(4) 10 kN/m212、液體中某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為108kN/m22(1) 1 kN/m(2) 2 kN/m13、靜止液體中同一點(diǎn)沿各方向上的壓強(qiáng)(1)數(shù)值相等；(2)數(shù)值不等(4)無法確定(4) 50。；(3)僅水平方向數(shù)值相等。(2)(4)(1)14、矩形斷面明渠水力最佳斷面的寬深比B等于(2)(2)15、水泵的揚(yáng)程是指(1)水

22、泵提水高度(2)水泵提水高度+吸水管的水頭損失;吸水管與壓水管的水頭損失。(3) 水泵提水高度16、紊流粗糙區(qū)的水頭損失與流速成次方關(guān)系;二次方關(guān)系;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)平行；(3)正交。18、雷諾數(shù)是判別下列哪種流態(tài)的重要的無量綱數(shù)急流和緩流；均勻流和非均勻流層流和紊流;恒定流和非恒定流。19、閘孔出流的流量與閘前水頭成正比11次方22次方0. 5次方 。20、共軛水深是指(1)(1) 水躍的躍前水深與躍后水深(2) 溢流壩下游水流收縮斷面水深(3)均勻流水深(4)臨界水深21、圖示容器中有兩種液體，密度，則A、B兩測壓管中的液

23、面必為(1) B管高于A管;管高于官;AB兩管同高。(1)22、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合對(duì)數(shù)分布橢圓分布 ；拋物線分布直線分布。23平底棱柱形明渠發(fā)生水躍,其水躍函數(shù)J (h1)與J (h2)的關(guān)系是(1)J(h1)= J(h2)J(h1)>J(h2)J(h”< J(h2)24、盛水容器a和b的測壓管水面位置如圖(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 Pa < Pb Pa= Pb(4)無法確定(3)(1)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26、

24、佛汝德數(shù)Fr是判別下列哪種流態(tài)的重要的無量綱數(shù)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。27、紊流中粘滯底層厚度比絕對(duì)粗糙高度大得多的壁面稱為（1）（1）光滑面2過渡粗糙面（3）粗糙面 （4）以上答案均不對(duì) 三、填空題（在空格中填寫正確答案）1、 水力模型的重力相似準(zhǔn)則是模型與原型的佛汝德數(shù)相同。2、 明渠的斷面和流量不變時(shí)，水躍的躍前水深越大，則躍后水深越小 。3、 底流式消能工的主要形式有降低護(hù)坦、修建消能坎、綜合式消能池3種形式。4 測量明槽流量的主要工具有 _堰、量水槽-。5、 根據(jù)管道計(jì)算方法的不同，管道可分類為長管 和 短管。6、 滲流的達(dá)西公式是_v=

25、kJ_ 。7、測量管道流量的主要儀器有文丘里流量計(jì)、渦輪流量計(jì)。8、計(jì)算明渠均勻流的公式是 Q二AC、. Ri。9、根據(jù)管道中水擊波傳播時(shí)間與閥門關(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 。10、 底流式消力池中產(chǎn)生的水躍，要求是_微淹沒形式的水躍消能率高且穩(wěn)定。11、按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的模型中，幾何比尺為64,則流速比尺為8 。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)別是一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 邊界條件的影響。15、水躍是水流從丄流過渡到王流的局部水力現(xiàn)

26、象；當(dāng)流量一定，躍前水深增大時(shí)，則躍 后水深是減小。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B B四、問答題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“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？解：這種說法是錯(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

27、強(qiáng)？I4、寫出水力半徑 R的表達(dá)式。5、請(qǐng)分別敘說明渠均勻流水深和臨界水深的含義和區(qū)別。6、明渠的底坡可以分為哪些類型？7、如何用臨界水深hk與渠道內(nèi)的水深h來判別明渠水流的流態(tài)？8、根據(jù)邊界條件的不同，水頭損失可以分為哪兩類？9、試敘述判斷明渠水流流態(tài)有哪些方法。10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）1. 定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。（各渠段均充分長，各段糙率相同 ）（5分）2、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。vo=03、定性繪出圖示棱柱形明渠的水面曲線，并注明曲線名稱。（各渠段均充分長，各段糙率相同末端有一跌坎）（5分）v

28、o=0 一 _ _總水頭線測壓管水頭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。)六、根據(jù)題目要求解答下列各題1、圖示圓弧形閘門 AB（1/4圓）,A點(diǎn)以上的水深 H = m,閘門寬B=4m ,圓弧形閘門半徑 R=1m ,水面均為大 壓強(qiáng)。確定圓弧形閘門 AB上作用的靜水總壓力及作用 向。解：水平分力Px=pc X Ax=74.48kN鉛垂分力Py= 丫 X V=85.65kN,靜水總壓力P2= px2+ Py2,P=113.50kN,tan = Py/Px=1.15=49合力作用線通過圓弧形閘門的圓心。1 . 2氣方2、圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d =

29、0.8m，長 1=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z 1=0.2 , Z 2=0.5 ,Z 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)，求通過倒虹吸管的流量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l2H = hw = （）-4R2g計(jì)算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)AlbRd/4=0.2m,'=0.2 20.5 T.0 = 1.9將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到3v 二 4.16m/s , Q 二 vA 二 2.091m /s即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.091m

30、3/s o3、某水平管路直徑 d1=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。 用壓力表測得管路與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p=49kN m2,管路內(nèi)流速 w=0.706m/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)口斷面得噴嘴流量和出口流速為:Q = vA = 0.00314對(duì)于噴嘴建立x方向的動(dòng)量方程P1A1 -R 二：g（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L = 120m。進(jìn)口處槽底

31、高程 乙 =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和通過的流 量Q。解： i= (Z1-Z2) /L = 0.001A = bh 二 2.55 m2x = b 2h = 4.9 mAR0.52 mxc =1R6 =64.06 m?2/snv=C(Ri)0.5= 1.46m/s3Q= vA= 3.72m /s。212、某溢流壩下收縮斷面處水深hc=1.1m，已知單寬流量q = 14.72m /s,當(dāng)壩下游水深 ht=4.7m時(shí)，1）求對(duì)應(yīng)收縮斷面處水深hc的躍后水深hc22 ）壩下游發(fā)生何種形式的水躍？是否需要修建消能工？

32、解：1）計(jì)算臨界水深hk，判斷收縮斷面和下游水流流態(tài),hk14.722= 2.81 m因?yàn)槭湛s斷面水深hc =1.1 mhk為急流，下游水深ht=4.7mhk 為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。2）計(jì)算收縮斷面處水深 hc的共軛水深hc2hc2=2 '-1)1.1X=2(:1 814.7229.8 1.13_1) = 5.81m因?yàn)?hc2ht ,該水躍為遠(yuǎn)驅(qū)水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍，需要修建消力池。一、填空（每小題1分，共15分）1. 運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)與動(dòng)力粘滯系數(shù)-成 正 比。2. 單位質(zhì)量流體所受的力為力。3. 真空值的測量起點(diǎn)為 。4. 任一平面上的靜水總壓力等于 平面形

33、心點(diǎn)上的靜水壓強(qiáng)與平面面積的乘積。5. 當(dāng)為 流時(shí)，流線與跡線重合。6. 單位長度上的沿程水頭損失為水力坡度。7. 應(yīng)用能量方程時(shí)，兩過水?dāng)嗝姹仨毴≡跐u變 流上。8. 管流液體的流動(dòng)方向應(yīng)為總機(jī)械能沿程損失的方向。9. 圓管和明渠的臨界雷諾數(shù)分別為.2000和500。10. 圓管均勻?qū)恿鞯淖畲罅魉贋槠骄魉俚腳2 倍。11. 長管和短管水力計(jì)算的區(qū)別在于前者忽略了局部水頭損失和流速水頭。二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1. 表面力p9作用于所取液體表面，與受作用表面面積成比例的力，分為垂直作用面的 壓力和平行作用面的切力。2. 測壓管水頭一一P19位置水頭和壓強(qiáng)水頭的和，稱為測壓管水頭。靜

34、止液體內(nèi)個(gè)點(diǎn)測壓管水頭 等于常數(shù)。3. 均勻流流線是互相平行的直線的流動(dòng)。4. 水頭損失一一由于液流內(nèi)部各液團(tuán)和各液層間產(chǎn)生的阻抗相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 內(nèi)摩擦力產(chǎn)生的能耗。過水?dāng)嗝嬉灰淮怪绷骶€的液流橫斷面。得分評(píng)卷人三、單項(xiàng)選擇（每小題2分，共20分）1. 某點(diǎn)靜水壓強(qiáng)（A ）。A.的方向與受壓面垂直并指向受壓面；B.的大小與受壓面的方向有關(guān)；C.的大小與容器大小有關(guān)；D.的大小與液體重度無關(guān)2. 曲面上靜水總壓力的（B ）。A.垂直分力的方向與重力一致；B.垂直分力的大小等于壓力體的水重；C.水平分力的方向指向曲面的水平投影面；D.水平分力的大小等于水平投影面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)與水平投影面積的乘積3. 滿足

35、在同一過水?dāng)嗝嫔蠝y壓管水頭相等的條件為（ C ） oA.恒定流；B.非恒定流；C.均勻流；D.非均勻流4. hf （ D ）正比。A.糙率；B.流速；C.謝才系數(shù)；D.流段長度5. 虹吸管的最大真空值出現(xiàn)在（D ）。A.入口處；B.出口處；C.最高處；D.最高處的最末端6. 下列的（D ）不是動(dòng)量方程左端的力。A.作用于流段上的動(dòng)水壓力；B.作用于流段上的固體邊界摩阻力；C.水對(duì)固體邊界的作用力；D.作用于流段上的重力7. 薄壁孔口與管嘴（厚壁孔口）的區(qū)別在于（ D）。A.有無收縮斷面；B.自由出流還是淹沒出流；C.作用水頭的大?。籇.是否有真空壓強(qiáng)存在8. 并聯(lián)管道的（A ）等于（A ）。注

36、：兩括號(hào)填同一字母A.總水頭損失 各分管段水頭損失；B.總水頭損失 各分管段水頭 損失之和；C.總流量 各分管段的流量；D.總流量 各分管段流量 之和9. 均勻泄流管道的（D ）等于（D ）。注：兩括號(hào)填同一字母A.水頭損失 同長同質(zhì)的直管水頭損失；B.某斷面流量 入口斷面 的流量；C.某斷面的流量 折算流量；D.水頭損失 同長同質(zhì)的直 管水頭損失的1 310. 在環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，不正確的做法是（D ）。A.按經(jīng)濟(jì)流速設(shè)計(jì)管徑；B.任一環(huán)路上的水頭損失的代數(shù)和為零；C.任一節(jié)點(diǎn)的流量代數(shù)和為零；D.當(dāng)大于規(guī)定的環(huán)路閉合差時(shí)才能終止計(jì)算得分評(píng)卷人四、判斷（每小題1分，共10分。對(duì)者劃“/” ；

37、錯(cuò)者劃“X”）1. 重度與容重是同一概念。（ V ）2. 汽化溫度隨壓強(qiáng)的降低而降低。（X ）3. 均勻流上兩斷面測壓管水頭差等于它們之間的水頭損失。（X ）4. 在同一水平軸線且無分流的串聯(lián)管道中，流速大，則壓強(qiáng)小。 （V ）5. 在連通的同種液體中，任一水平面都是等壓面。（X ）6. 不同過水?dāng)嗝嫔系臏y壓管水頭一般不相等。（V ）7. 畢托管是專門測量流量用的。（流速X ）8. 糙率與謝才系數(shù)成反比。（ V ）9. 常用的臨界雷諾數(shù)指的是下臨界雷諾數(shù)。（V ）10. 能量方程的應(yīng)用條件之一就是作用于液體上的質(zhì)量力只有重力（V ）得分評(píng)卷人五、計(jì)算（共40分，各題必須有解題步驟。）1. A、

38、B兩容器中液體的重度為 ，比壓 計(jì)下部液體的重度為 m ,比壓計(jì)上 部液體的重度為。求A與B兩容器 之間的壓強(qiáng)差。（5分）P22$?=: =A ( cl卜2. 一水管直徑d二20cm，測得水銀壓差計(jì)(m =133.28kN/m3)中的 h=15cm，若斷 面平均流速V和軸線處流速um存在關(guān)系 V =0.8um，忽略水頭損失，求管中通過 的流量。(12分)P1063. AB = 10m , d = 0.05m , =0.0264 ,h二0.65m , 100秒鐘流出的水體的體 積為0.28m3,求彎管的水頭損失系數(shù) 。（11 分）P1594.煙囪直徑d =2m ,=0.03 ,煙氣密度=0.67

39、kg/m3，煙氣流量 Q = 80000m3/h，外界大氣的密度 訂=1.15kg/m3，煙囪底部 的壓強(qiáng)低于地面大氣壓強(qiáng) 20mm水柱，求 煙囪高度H二？（ 12分）P214第一部分 選擇題（共20分）一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)是符合 題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。1. 某流體的運(yùn)動(dòng)粘度 v=3 x 10-6m2/s,密度p =800kg/m3,其動(dòng)力粘度卩為（）93A. 3.75 x 109Pa s B.2.4 xi03Pa s59C.2.4X 10 Pa- s D.2.4X 10 Pa s2. 圖中相互

40、之間可以列總流伯努利方程的斷面是B. 2-2斷面和3-3斷面C. 1-1斷面和3-3斷面D. 3-3斷面和4-4斷面3. 如圖所示，孔板上各孔口的大小形狀相同，則各孔口的出流量是（）A.Q a>QbB. Qa=QbC. Qa<QbD. 不能確定4. 并聯(lián)管道A、B，兩管材料、直徑相同，長度，Ib=2 U，兩管的水頭損失關(guān)系為（）A一一J,丄 =2=1=4 % B G D5如圖所示，水泵的揚(yáng)程是（）A. JB. -JC. 衛(wèi) j + JD. 占 + -：+ r6. 在已知通過流量 Q、渠道底坡i、邊坡系數(shù)m及粗糙系數(shù)n的條件下，計(jì)算梯形斷面渠道尺寸的補(bǔ)充條件及 設(shè)問不能是（）A. 給

41、定水深h，求底寬bB. 給定寬深比B，求水深h與底寬bC. 給定最大允許流速V max，求水底h與底寬bD. 給定水力坡度J，求水深與底寬7. 斷面單位能量隨水深的變化規(guī)律是（）A. £：存在極大值B.壬存在極小值c. g隨古增加而單調(diào)增加d. ©隨力增加而單調(diào)減少8. 下列各型水面曲線中，表現(xiàn)為上凸型的水面曲線是（）A.M3 型B.C3 型C.S3 型D.H3 型A.寬頂堰、實(shí)用堰和薄壁堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰10.速度V、長度I、運(yùn)動(dòng)粘度/ V2l9. 根據(jù)堰頂厚度與堰上水頭的比值，堰可分為（）B. 自由溢流堰、淹沒溢流堰和側(cè)收縮堰D.溢流堰、曲線型實(shí)用堰和折線型實(shí)

42、用堰v的無量綱組合是（）v2l2 巴B.-C. D.、第二部分非選擇題（共80分）二、填空題（本大題共10空，每空1分，共10分）不寫解答過程，將正確的答案寫在每小題的空格內(nèi)。錯(cuò)填或不填均分無。11. 潛體所受浮力的大小與其所在液體的 成正比。12. 恒定流是各空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)參數(shù)都不隨 變化的流動(dòng)。13. 圓管流的臨界雷諾數(shù) Rec為。14. 水由孔口直接流入另一水體中，稱為 出流。15. 在相同的作用水頭作用下，同樣口徑管嘴的出流量比孔口的出流量 。16. 渠道中的水深h大于臨界水深hc時(shí)，水流流態(tài)為 。17. 水躍函數(shù)相等的兩個(gè)不同水深稱為 。18. 自由岀流寬頂堰堰上水流流態(tài)為 。19.

43、 達(dá)西定律適用于滲流。20. 具有自由液面的水流模型試驗(yàn)，一般選用 準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型。三、名詞解釋題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）21. 粘性22. 斷面平均流速23. 粘性底層24. 短管25. 臨界底坡四、簡答題（本大題共4小題，每小題5分，共20分）26. 試述液體靜力學(xué)的基本方程.匚及其各項(xiàng)的物理意義。27. 如圖所示，一倒置 U形管，上部為油，其密度p °il=800kg/m3，用來測定水管中的 A點(diǎn)流速Ua，若讀數(shù)厶h=200mm，求該點(diǎn)流速卩a。題27圈28. 如何判別圓管和非圓管有壓流中的流態(tài)？29. 試根據(jù)棱柱形渠道非均勻漸變流微分方程分析M 2型水面曲線的變

44、化趨勢。五、計(jì)算題(本大題共4小題，每小題10分，共40分)30. 如圖所示，一矩形平板閘門AB，寬b=2m，與水平面夾角a =30 °,其自重G=19.6kN，并鉸接于A點(diǎn)。水面通過A點(diǎn)，水深h=2.1m,試求打開閘門的最大鉛直拉力To31. 如圖所示，文丘里流量計(jì)管道直徑di=200mm，喉管直徑d2=100mm，水銀差壓計(jì)讀數(shù) y=20mm，水銀密度p m=13.6x 103kg/m3，忽略管中水頭損失，試求管道輸水流量Qo9 31示羸止32. 有一漿砌塊石的矩形斷面渠道。已知渠道長l=500m,底寬b=3.2m，渠中水深ho=1.6m,粗糙系數(shù)n=0.025，通過的流量Q=6m3/s，試求沿程水頭損失。33. 水塔經(jīng)圖示管道系統(tǒng)供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管長I1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直徑 d1=d4=200mm(比阻 a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻 a2=a3=41.85s2/m6),試求：各并聯(lián)管段的流量 Q2, Q