華工 水力學(xué)模擬試卷及答案

華工水力學(xué)模擬試卷及答案誠(chéng)信應(yīng)考,考試作弊將帶來(lái)嚴(yán)重后果！華南理工大學(xué)期末考試《水力學(xué)》試卷A注意事項(xiàng)：1.考前請(qǐng)將密封線內(nèi)各項(xiàng)信息填寫清楚；2.所有答案請(qǐng)直接答在試卷上（或答題紙上）；3.考試形式：閉卷；一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.流體的運(yùn)動(dòng)粘度的單位是（）s/m2B.m2/sC.N.s/m2D.N.m2/s2.如題2圖所示有一傾斜放置的平面閘門，當(dāng)上下游水位都上升1m時(shí)（虛線位置），作用于閘門上的靜水總壓力（）A.變大B.變小C.不變D.無(wú)法確定題2圖3,如題3圖所示一靜止容器內(nèi)盛兩種不相混合液體（密度分別為P1,P2,并且P1<P2），容器兩側(cè)安裝有兩個(gè)測(cè)壓管，容器和測(cè)壓管液面高度分別為?1、？2、？3,三個(gè)高度的關(guān)系為）A.?1=?2=?3B.?1>?2>?3C.?1=?2>?3D.?1=?2<?3《水力學(xué)》試卷第如題4圖所示水流通過(guò)漸縮管流出，若容器水位保持不變，則管內(nèi)水流屬恒定均勻流非恒定均勻流恒定非均勻流.非恒定非均勻流關(guān)于水流流向的正確說(shuō)法是)水一定是從壓強(qiáng)大處往壓強(qiáng)小處流水一定是從流速大處往流速小處流水一定是從機(jī)械能大處往機(jī)械能小處流水一定是從測(cè)壓管水頭高處往測(cè)壓管水頭低處流在圓管紊流中，過(guò)水?dāng)嗝媪魉俜植挤?)A.均勻規(guī)律B.直線變化規(guī)律C.拋物線規(guī)律D.對(duì)數(shù)曲線規(guī)律實(shí)際液體處于紊流狀態(tài)，其流層間的剪應(yīng)力為()A.0B.黏性剪應(yīng)力t1C.附加剪應(yīng)力(或雷諾應(yīng)力)t2D.t1+t2如題8圖所示，輸油管路中安裝有一文丘里流量計(jì)，已知水銀壓差計(jì)中水銀柱高差為hp，則(zl+plp())-(z2+2)為P油gP油gA.P水銀PPPhpB.(1-水銀)hpC.(水銀-1)hpD.(1+水銀)hpp油p油p油？油《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)題8圖欲使水力最優(yōu)梯形斷面渠道的水深和底寬相等，則渠道的邊坡系數(shù)m應(yīng)為()A.113B.C.D.1424如題10圖所示，一壓力水箱恒定水深H=1.5m，液面相對(duì)壓強(qiáng)p0=40kPa，箱底外接一直徑d=30mm的管嘴，管嘴長(zhǎng)l=0.1m，其流量Q為()A.3.14x10-3m3/sB.3.25x10-3m3/sC.6.06x10-3m3/sD.6.12x10-3m3/s題10圖二、判斷題(對(duì)者打"，錯(cuò)者打X。本大題共10小題，每小題2分，共20分)速度越大，液體的內(nèi)摩擦力越大。()測(cè)壓管水頭線沿程可升、可降、也可不變。()pav2伯努利方程中z+表示過(guò)流斷面上單位質(zhì)量流體的平均機(jī)械能。+Pg2g紊流光滑區(qū)的沿程阻力系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)，而與相對(duì)粗糙度無(wú)關(guān)。（）謝才公式既適用于無(wú)壓明渠流，也適用于有壓管流。（）當(dāng)管徑和流量一定時(shí)，黏度越小，越容易從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。（）各并?lián)支管（長(zhǎng)管）的水頭損失相同，所以其水力坡度也相同。（）對(duì)于靜止液體如不考慮表面張力，則表面力只有壓力。TOC\o"1-5"\h\z（）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)棱柱形明渠中形成M3型水面曲線時(shí)，其de<0。（）dh一切非均勻流均為紊流。（）三、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）有一水泵裝置，其吸水管中某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)等于3mH2O,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽橐粋€(gè)工程大氣壓，其相應(yīng)的絕對(duì)壓強(qiáng)值為kPa。流體平衡微分方程表明，在靜止流體中各點(diǎn)單位質(zhì)量流體所受質(zhì)量力與如題23圖所示，輸水管道中設(shè)有閥門，管路直徑d=50mm，流量Q=3.74?10-3m3/s,水銀壓差計(jì)讀值?h=0.12m，沿程水頭損失忽略不計(jì)，則閥門的局部阻力系數(shù)Z為。題23圖題24圖如題24圖所示應(yīng)用皮托管測(cè)量A點(diǎn)流速，若兩測(cè)壓管液柱差為h，則A點(diǎn)流速為uA=。弗勞德數(shù)表征慣性力與之比。四、作圖題（本大題共2小題，每小題5分，共10分）如題26圖所示短管路，d2<d3<d1，d3管道中有一閥門，試定性繪制總水頭線和測(cè)壓管水頭線?！端W(xué)》試卷共14頁(yè)題26圖如題27圖所示棱柱形渠道，各渠段充分長(zhǎng)，渠道首端為一閘孔出流，閘下收縮斷面水深h<hc，試?yán)L出其水面曲線，并標(biāo)出水面曲線的名稱。題27圖五、計(jì)算題（本大題共4小題，共40分）如題28圖所示，壓力水箱寬b=4m，其左上角裝有一圓柱體金屬壓力表，其讀數(shù)為19.6kPa，箱中盛滿水。圓柱面的半徑r=1m，試：（1）繪出作用于圓柱面ABC上的水平壓強(qiáng)分布圖和壓力體圖，并標(biāo)明其靜水總壓力的水平分力和鉛垂分力的方向。（2）求作用于圓柱面ABC上靜水總壓力的大小與方向。（12分）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)題28圖如題29圖所示，管路中一段水平放置的彎管，直徑d1=200mm,d2=150mm，彎角0=30。管中1-1斷面的平均流速v1=4m/s，其形心處的絕對(duì)壓強(qiáng)p1=2個(gè)工程大氣壓。若不計(jì)管流的水頭損失，求水流對(duì)彎管的作用力Rx和Ry（坐標(biāo)軸如圖所示）。（10分）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)題29圖如題30圖所示一虹吸管輸水管道，虹吸管的長(zhǎng)度、管徑、沿程阻力系數(shù)分別為：l1=10m，l2=5m，l3=15m，d=0.2m，入二0.04，進(jìn)口的局部損失系數(shù)Z1為0.6，折管處的局部損失系數(shù)Z2為0.2。當(dāng)虹吸管的最大安裝高度hs=4.5m，上游水面與管道出口中心點(diǎn)高差為z=4m時(shí)，試計(jì)算：（1）虹吸管的輸水流量為多少？（2）虹吸管中的最大真空壓強(qiáng)為多少？（10分）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)題30圖梯形斷面壤土渠道均勻流，通過(guò)流量Q=10.5m3/s，底寬b=8.9m，邊坡系數(shù)m=1.5，正常水深h0=1.25m，粗糙系數(shù)n=0.025，求底坡i，并判

斷渠道底坡是陡坡還是緩坡？流態(tài)是急流還是緩流？（8分）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)一、單項(xiàng)選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.B2.A3.C4.C5.C6.D7.D8.C9.C10.D二、判斷題（對(duì)者打V，錯(cuò)者打X。本大題共10小題，每小題2分，共20分）11.X12.V13.X14.V15.V16.V17.X18.V19.V20.X二、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分）21.22.23.24.25.四、68.6表面力8.162gh重力作圖題（本大題共2小題，每小題5分，共10分）26.解：《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)27.解:五、計(jì)算題(本大題共4小題，共40分)28.解：水平壓強(qiáng)分布圖2分，壓力體圖2分。首先求水平分力PxC點(diǎn)壓強(qiáng)pC=9.8?(2+1.5)=34.3kPa(1分)《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)P(yáng)x=PghcA=9.8?(2+0.75)?1.5?4=161.7kN(2分)1或Px=Sb=?(19.6+34.3)?1.5?4=161.7kN2如圖所示，壓力體的底面積Q為(2分)FOESOABDC12012=?nr=?3.14?12=1.047m233601SOAGF=?(2+2+0.5)?1?=1.9485m222Q=SOABDC+SOAGF=1.047+1.9485=2.9955m2111或SABD=nr2-S?AOD=?3.14?12-?r?r?cos30=0.523-0.433=0.09m2662111rSDCE=nr2-S?ODE=?3.14?12-??r?cos30=0.523-0.216=0.307m26622SDEFG=EF?DE=(2+r)?r?cos30=(2+1)?1?3=2.598m2Q=SABD+SDCE+SDEFG=0.09+0.307+2.598=2.995m2則壓力體的體積V=Q?b=2.9955?4=11.982m3=11.7424垂直分力Pz=PgV=9.8?11.982kN（1分）總壓力P=Px2+Pz2=.72+117.4242=39935.29=199.838kN（1分）總壓力與水平方向的夾角為（1分）《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)tan0=Pz117.424==0.726Px161.7Pz=36Px0=1129.解：Q=nd12v1=?3.14?0.22?4=0.126m3/s（1分）441Q=Q1=Q2=nd22v2?v2=7.111m/s（1分）4因彎管水平放置，且不計(jì)水頭損失，以管軸線所在的xy平面作為基準(zhǔn)面，列出斷面1-1到2-2間水流的能量方程為：pavpavz1+1+11=z2+2+22（1分）Pg2gPg2gp27.1112420+10+（1分）=0++2gPg2gp2=80.717kPaP2=p2A2=80.717?223.14?0.152=1.426kN（1分）43.14?0.22=3.077kN（1分）p1=98kPaP1=p1A1=98?4''設(shè)彎管對(duì)水流的作用力Rx和Ry,分別寫出x與y方向上總流的動(dòng)量方程為:opQ(B2v2cos3-0Bv=p)A1-1pA11opQ(82v2sin3-0o'co-sR3x0(1分)o'si+nR30y22=0)-p0A22取81=82=1，將上述數(shù)據(jù)代入動(dòng)量方程中得：'Rx=3.077-1.426?3-0.126?(7.111?-4)22=3.077-1.235-0.272=1.57kN(―)(1分)11'Ry=1.426?+0.126?7.111?=0.713+0.448=1.161kN(t)(1分)22''水流對(duì)彎管的作用力Rx和Ry分別與Rx和Ry大小相等，方向相反。(1分)30.解：(1)以下游水面為基準(zhǔn)面，1-1斷面和4-4斷面之間的能量方程為：pavpavz1+1+11=z4+4+44+hw1-4(1分)Pg2gPg2g《水力學(xué)》試卷共14頁(yè)22v230v2(2分)4+0+0=0+0++(0.6+0.2?2+0.04?)2g0.22gv2v2v2即4=+7=82g2g2g解得v=3.13m/s11Q=nd2v=?3.14?0.22?3.13=0.098m3/s（1分）44（2）虹吸管最大真空值一般出現(xiàn)在3-3斷面處，以上游水面為基準(zhǔn)面，忽略上游水池過(guò)水?dāng)嗝娴牧魉偎^，1-1斷面和3-3斷面之間的能量方程可以寫為：pavpavz1+1+11=z3+3+33+hw1-3（1分）Pg2gPg2gp3v215v2（2分）0+0+0=4.5+++（0.6+0.2?2+0.04?）Pg2g0.22gp3153.132（1分）=-4.5-（1+0.6+0.2?2+0.04?）?=-4.5-5?0.5=-7.0mPg0.22?9.8真空壓強(qiáng)22pv=7.0m（1分）Pg31.解：A=（b+mh）h=（8.9+1.5?1.25）?1.25=13.47m2（1分）x=b+2h+m2=8.9+2?1.25?+1.52