水力學(xué)期末考試復(fù)習(xí)題及答案2

1、水力學(xué)期末測試復(fù)習(xí)題及答案1、選擇題：(每題2分)(1)在水力學(xué)中,單位質(zhì)量力是指(c)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.(2)在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面(d)a、重合；b、平行c、相交；d、正交.(3)液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,那么該點的相對壓強為ba、1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m2(4)水力學(xué)中的一維流動是指(d)a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運動；d、運動要素只與一個坐標(biāo)有關(guān)的流動.(5)有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=(b)a、8;b、

2、4;c、2;d、1.(6)液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)九與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),即可以判斷該液體流動屬于ca、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)(7)忽然完全關(guān)閉管道末端的閥門,產(chǎn)生直接水擊.水擊波速c=1000m/s,水擊壓強水頭H=250m,那么管道中原來的流速V0為ca、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m(8)在明渠中不可以發(fā)生的流動是(c)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.(9)在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是(b).a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流.(10)底寬b=1.5m

3、的矩形明渠,通過的流量Q=1.5m3/s,渠中某處水深h=0.4m,那么該處水流的流態(tài)為ba、緩流；b、急流；c、臨界流；(11)閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H(d)成正比.a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方(12)滲流研究的對象是(a)的運動規(guī)律.a、重力水；b、毛細水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水.(13)測量水槽中某點水流流速的儀器有ba、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰(14)按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計的水力學(xué)模型,長度比尺入l=100,模型中水深為0.1米,那么原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為da、1米,入Q=1000;b、10米,入Q=100;c、1米,入Q=100000;d

4、、10米,入Q=100000.2、判斷題：(每題2分)(1)任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強.(x)(2)水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動.(x)(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比擬粗糙.(x)(4)粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因.(T)(5)同樣條件下直接水擊比間接水擊更不平安.(T)(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流.(X)(7)矩形斷面水力最正確斷面的寬深比0=2.(T)(8)斷面比能沿流程總是減小的.(X)(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.(X)(10)滲流達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.(T)3、填

5、空題：(每題24分)(1)牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是和.答案：層流運動,牛頓液體(2)液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,那么該點的相對壓強為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)實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的兩個主要原因是,0答案：液體存在粘滯性和邊界的影響.(5)水流在明渠中的流態(tài)為緩流時,其水深h_hk,弗汝德數(shù)Fr1.(填寫、=、符號)答案：,.(6)在流量不變的條件下,水躍的躍前水深越小,那么水躍的躍后水深越_.答案：大.(7)根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同,管道可以分為和.答案：短管,長管.(8)在水擊計算中閥門關(guān)

6、閉的時間Ts水擊相長Tr的水擊,稱為水擊,把TsTr的水擊稱為水擊.答案：直接,問接.(9)a2型水面曲線是發(fā)生在坡上的流(指急流或緩流)的水面線,這時弗汝德數(shù)Fr沿程(指增大、減小或不變)答案：陡坡,緩流,減小.(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)生遠驅(qū)水躍時,下游收縮斷面水深hc的共腕水深''、,hcht(ht為下游河道的水深,填寫、=、符號)答案：填寫、=、符號(12)按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計的溢流壩水力模型,長度比尺入l=25,當(dāng)模型中某點的流速為vm=o.8m/s,那么原型中對應(yīng)點的流速為vp=m/s.答案：4m/s.5、

7、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)V0=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).(各渠段均充分長,各段糙率相同)(5分)解：6、計算題：(1)圖示一跨河倒虹吸管,正方形斷面面積為A=0.64m2,長l=50m,兩個30°折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為11=0.2,(2=0.5,(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：按短管計算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程lv2八H=hw=K十£之一5分4R2g計算方形管道斷面的水力

8、半徑和局部水頭損失系數(shù)AR=0.2m,'、=0.220.51.0=1.9將參數(shù)代入上式計算,可以求解得到v=4.16m/s,Q=vA=2.662m3/s5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,噴嘴出口直徑d=2.0cm.水頭H=5.5m.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p=4.9N;cm2.如用手握住噴嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為1.15分解：以過噴嘴中央的水平面為基準(zhǔn)面,列水箱漸變流斷面11和噴嘴出口斷面22的能量方程2H+0+0=

9、0+0+幺+0.55分2g求得噴嘴出口流速和流量為v2=v2gx5=9.9SQ=V2A2=0.00031叫3/1.5分橡膠管道內(nèi)的流速為對于噴嘴建立x方向的動量方程1分v3=0.706m/6.5分P3A3-R=-：Qv2x-v3xRpp3A3-：QV2-V3=187.79N水流對噴嘴沖擊力為R-R即為手握噴嘴所需之力.1分3有一梯形渠道,底寬b=10m,水深h=3m,邊坡為1:1,糙率n=0.014,底坡i=0.001.如流動在紊流粗糙區(qū),求通過的流量Q.9分解：計算渠道斷面水力要素,濕周水力半徑舍齊系數(shù)通過的流量過流斷面面積A=bh+mh2=39m21.5分1.5分1分2分3分x=b21m2

10、h=18.49mAR=2.11mxC=1r%=80.90m12/snQ=ACRi0.5=144.93m3/s4某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩.渠寬B=18m,流量Q=265m3/s,壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深ht=4.7m時,問：12分1壩下游是否發(fā)生水躍4分2如發(fā)生水躍,屬于何種形式的水躍?4分4分hk3是否需要修建消能工假設(shè)需要修建消能工,估算消力池深.解：1計算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài),q=Q/B=265/18=14.72m3/sm=2.81m由于收縮斷面水深hc=1.1mvhk為急流,下游水深ht=4.7m>hk為緩流,所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍

11、2計算收縮斷面處水深hc的共虹水深hchc=%18q2(Io2ghc-1)1.1/.O14.722(.183.9.81.13一1)=5.81m由于hc>ht,該水躍為遠驅(qū)水躍.3溢流壩下游發(fā)生遠驅(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)q=1.05那么池深約為d=qhc'-ht=1.0535.81-4.7=1.40m水力學(xué)模擬題20一、選擇題每題1分,共5分1、明渠均勻流可能發(fā)生在：A、平坡棱柱形渠道；B、順坡棱柱形渠道；G逆坡棱柱形渠道；D都有可能.2、某水庫水深為10m處的絕對壓強為：A.10kPa;B.98kPa;C.147kPa;D.196kPa.3、在圓管流

12、中,層流的斷面流速分布符合：A、均勻規(guī)律；B、直線變化規(guī)律；C、拋物線規(guī)律；D、對數(shù)曲線規(guī)律.4、圓柱形外管嘴的正常工作條件是：A. A.1=34d,H0>9m；B. B.l=34d,H0<9m；C. C.l>34d,H0>9m;D. D.l<34d,H0<9mo5、粘性液體總水頭線沿程的變化是：E. A.沿程下降;B.沿程上升；C.保持不變；D.前三種情況都有可能.二、填空題每空2分,共12分1、水力最優(yōu)矩形斷面的寬深比是,其水力半徑等于的一半.2、水的運動粘滯系數(shù)隨溫度的升高而,它的單位是.3、紊流時粘性底層厚度隨雷諾數(shù)的增加而.4、明渠均勻流的和等物理

13、量沿程不變.5、在流量一定,渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時,隨底坡的增大,正常水深將,臨界水深將°6、由于薄壁堰具有穩(wěn)定的和關(guān)系,一般多用于實驗室及小河渠的測量.五、計算題共65分1、某有機玻璃矩形斷面明渠,底寬b=0.15m,水深h=0.065m,渠底坡i=0.02,均勻流時測得流量Q=20L/s,試求渠道的粗糙系數(shù)n值.10分2、一矩形斷面渠道,如下圖.閘前水深H=14m,閘門開啟高度e=1m,渠道底寬b=3m,閘孔垂直收縮系數(shù)£=0.62,閘門局部水頭損失系數(shù)二=01,兩段渠道的底坡分別為：i1=0,i2=0.05,渠道糙率n=0.04,不計閘前行進流速,試判別

14、第二段渠道中的水流為緩流或急流并定性繪出兩段渠道中的水面曲線兩段渠道均充分長.提示:能量方程求出流量,在求出臨界水深以及臨界底坡15分3,3、某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩.渠寬b=18m,流量Q=265m/s,壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深ht=5m時,試1判別收縮斷面處和壩下游的流態(tài)2下游是否需要修建消能工15分4、如下圖為一平面閘門總壓力的大小和作用點.AB,寬b=5m,閘門在水深H=8m下工作.求閘門所受靜水10分5、圖示一跨河倒虹吸管,管道直徑局部水頭損失系數(shù)分別為I1=0.2,d=1.0m,管道總長l=50m,折角、進口和出口的I2=0.5,I3=1.0,沿程水頭損失

15、系數(shù)入=0.024,上下游水位差H=5m,求通過的流量Q?繪制管道的總水頭線和測壓管水頭線15分水力學(xué)答案、選擇題每題1.B2.D3.C1分,共4.B5.、填空題每空2分,共2;水深5分A12分22、降低；m/s3、減小4、水深和斷面平均速度5、減?。?、流量和五、計算題1.10分不變水頭；流量共65分解：過水?dāng)嗝婷娣e濕周=b.2h02A=bh=0.150.065=0.00975m2=0.1520.065=0.28mR水力半徑21n=R3i2Q2、10分0.00975-0.0348m0.28210.00975t5-0.034830.022=0.00850.0173解：hc=£=0.6

16、21=0.62m由能量方程得H=hcc22v_2g2gVc2gH-hc_2“14一°.62=15.44m/s10.1_一_3Q=AcVc=hcbVc=0.62315.44=28.72m/shKQ2,28.722.一2=3：2=2.11mgb2；9.832臨界水深時所對應(yīng)的個水力要素為：K=b2hK=322.11=7.22m1cck=_Rkn1610.041n1f/s1KCKBK9.87.2224.4623=0.0394由于為急流.i>iK,故第二段渠道為陡坡,且綜合分析其水面線為b2型降水曲線,h<hK,水流*4.72m3/sm183、15分Qq一解：1bhc=1.1m&

17、lt;hK,幾=5m收縮斷面處為急流,下游水流為緩流,所以溢流壩下游必(2)ht<hc",下游發(fā)生遠離式水躍.定發(fā)生水躍.0.614.722=(.183-1)=5.81m2；9.81.134、(10分)H29.882Pb=5=1568KN解：22H8_e=2.67m335、(15分)=0.568解：50.0.024-0.520.21.01.0Q=cA.2gH=0.5681.0229.85=4.41m3/s4水力學(xué)練習(xí)題及參考答案、是非題正確的劃,錯誤的劃"X1、理想液體就是不考慮粘滯性的實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與受壓面的形心點

18、O重合.X3、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.,5、水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動.X6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動.X6、達西定律適用于所有的滲流.X7、閘孔出流的流量與閘前水頭的1/2次方成正比.,8、漸變流過水?dāng)嗝嫔细鼽c的測壓管水頭都相同.,9、粘滯性是引起液流運動能量損失的根本原因.,10、直立平板靜水總壓力的作用點就是平板的形心.X11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān).12、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.,13、在作用水頭相同的條件下,孔口的流量系數(shù)比等直徑的管嘴

19、流量系數(shù)大.X14、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.,15、直立平板靜水總壓力的作用點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擬粗糙.X17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失.,18、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體.X19、靜止液體中同一點各方向的靜水壓強數(shù)值相等.,20、明渠過流斷面上各點的流速都是相等的.X21、緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流.,22、靜止水體中,某點的真空壓強為50kPa,那么該點相對壓強為-50kPa.,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、

20、恒定流一定是均勻流,層流也一定是均勻流.X27、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).28、陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流.X29、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū).,30、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深,該水流一定是急流.X32、靜水壓強的大小與受壓面的方位無關(guān).(V)33、水泵的揚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水流都是漸變流的情況.(X)35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流.(V)36、當(dāng)明渠均勻流水深大于臨界水深,該水流定是急流.37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中.(X)(X)緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流.2、大；(2)?。?3)相同；(4)無法確定.根據(jù)靜水壓強的

21、特性,靜止液體中同一點各方向的壓強數(shù)值相等;(2)數(shù)值不等;(3)3、水流的沿程水力摩擦系數(shù)僅水平方向數(shù)值相等；(4)鉛直方向數(shù)值最大九只與邊界粗糙度有關(guān),可判斷該水流屬于(4)(1)層流區(qū)；3紊流過渡粗糙區(qū)4、液體中某點的絕對壓強為11)1kN/m(3) 5kN/m(2)紊流光滑區(qū)(4)紊流粗糙區(qū)100kN/m21,那么該點的相對壓強為,一、一2(2) 2kN/m,、一2(4) 10kN/m5、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合(1科數(shù)分布;(2戶線分布;(3次物線分布;(4帆圓分布.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;以上答案都不對.7、滲流的達

22、西公式只能適用于(1)恒定均勻?qū)恿?2)恒定均勻紊流(3)恒定均勻流；(4)非恒定流.(1)二、單項選擇題(填寫唯一正確答案的編號)1、作用水頭相同時,孔口的過流量要比相同直徑的管咀過流量(3)(1)層流區(qū)；(3)紊流過渡粗糙區(qū)紊流光滑區(qū)紊流粗糙區(qū)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),即可判斷該液流屬堰流的流量與堰頂水頭的(2成正比.(1)1/2次;(2)3/2次方;(3)2次方;(4)1次方10、溢流壩下泄水流收縮斷面水深是hc0的躍后水深為hc02,形成遠離水躍銜接的條件(3)ht=hc02(2)ht>hc02ht<hc02(4)無法確定(2)(1) 100;(2)

23、 10;(3) 20;(4) 50.(4)12、液體中某點的絕對壓強為108kN/m11、按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計模型,假設(shè)幾何比尺為100,那么流速比尺為,那么該點的相對壓強為,-、-2(2)2kN/m,-、一2(3)8kN/m,、一2(4)10kN/m(1)(2)(1)水泵提水高度(2)水泵提水高度+吸水管的水頭損失;13、靜止液體中同一點沿各方向上的壓強(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正確斷面的寬深比3等于(J(h1)=J(h2)1；15、水泵的揚程是指(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

24、關(guān)系;(2)二次方關(guān)系;(3)1.752.0次方關(guān)系.(3)(1)重合;(2)平行；(3)正交.17、在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面18、雷諾數(shù)是判別以下哪種流態(tài)的重要的無量綱數(shù)(1)急流和緩流3層流和紊流;均勻流和非均勻流恒定流和非恒定流.19、閘孔出流的流量與閘前水頭(1)1次方20、共軻水深是指(3押正比(2)2次方(3)0.5次方(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(4)臨界水深21、圖示容器中有兩種液體,密度馬>科,那么A、B兩測壓管中的液面必為(2)B管高于A管;(2)A管高于B管；AI：AB兩管同高.(3)均勻流水深22、紊流的斷面流速分布規(guī)律

25、符合橢圓分布(1)對數(shù)分布直線分布.(3)拋物線分布23平底棱柱形明渠發(fā)生水躍,其水躍函數(shù)J(%)與J(h2)的關(guān)系是2J(h1)>J(h2)3J(h1)<J(h2)Pa(1) Pa>Pb(2) Pa<PbPa=Pb(4)無法確定24、盛水容器a和b的測壓管水面位置如圖(a)、(b)所示,其底部壓強分別為和pb.假設(shè)兩容器內(nèi)水深相等,那么pa和pb的關(guān)系為25、層流斷面流速分布規(guī)律符合31對數(shù)分布；2直線分布；3拋物線分布；4橢圓分布.26、佛汝德數(shù)Fr是判別以下哪種流態(tài)的重要的無量綱數(shù)11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

26、滯底層厚度6比絕對粗糙高度大得多的壁面稱為11光滑面2過渡粗糙面3粗糙面4以上答案均不對三、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)那么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,水躍的躍前水深越大,那么躍后水深越小.3、底流式消能工的主要形式有降低護坦、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_o5、根據(jù)管道計算方法的不同,管道可分類為長管和短管.6、滲流的達西公式是=v=kJ.7、測量管道流量的主要儀器有文丘里流量計、渦輪流量計.8、 計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間與閥門關(guān)閉時間的比照關(guān)系,水擊可分

27、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)那么設(shè)計的模型中,幾何比尺為64,那么流速比尺為8.12、牛頓內(nèi)摩擦定律適用條件是牛頓流體,層流運動13、理想液體與實際液體的主要區(qū)別是一是否存在液體的拈滯性14、實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因是液體的粘滯性：外因是初界條件的影孫15、水躍是水流從_1J流過渡到上流的局部水力現(xiàn)象；當(dāng)流量一定,躍前水深增大時,那么躍后水深是減小.16、三種液體盛有容器中,如下圖的四條水平面,其中為等壓面的是B-B六、根據(jù)題目要求解答以下各題1、圖示圓弧形閘門AB1/4圓,A點以上的水深H

28、=1.2m,閘門寬B=4m,圓弧形閘門半徑R=1m,水面均為大氣壓強.確定圓弧形閘門AB上作用的靜水總壓力及作用方向.解：水平分力Px=pcxAx=74.48kN鉛垂分力Py=丫xV=85.65kN,靜水總壓力P2=Px2+Py2,P=113.50kN,tana=Py/Px=1.15of49°合力作用線通過圓弧形閘門的圓心.II2、圖不一跨河倒虹吸圓官,官徑d=0.8m,長l=50m,兩個30V折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為?1=0.2,?2=0.5,I3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)入=0.024,上下游水位差H=3m.假設(shè)上下游流速水頭忽略不計,求通過倒虹吸管的流量Q.解：按短管計算,取下游水面為基準(zhǔn)面,對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程H=hw=('4R2g計算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)A一R=d/4=0