水力學(xué)模擬題庫帶答案

下列物理量中，有量綱的數(shù)為（）a） A.佛汝德數(shù)a） A.佛汝德數(shù)Frb） C.滲流系數(shù)k2.緩坡明渠中的均勻流是（a）A.緩流B,急流D.堰流流量系數(shù)m）C.臨界流D.可以是急流或緩流管流的負(fù)壓區(qū)是指測壓管水頭線（）A在基準(zhǔn)面以下的部分B.在下游自由水面以下的部分C.在管軸線以下的部分 D.在基準(zhǔn)面以上的部分有兩條梯形斷面渠道1和2，已知其流量、邊坡系數(shù)、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2,則其均勻流水深h1和h2的關(guān)系為（）A.h1>h2 B.h1<h2 C.h1=h2D.無法確定對于并聯(lián)長管道，每根管道的（）相等。A.流量B.切應(yīng)力C.沿程水頭損失 D.水力坡度平衡液體的等壓面必為（）A.水平面B.斜平面C.旋轉(zhuǎn)拋物面 D.與質(zhì)量力正交的面理想液體恒定有勢流動(dòng)，當(dāng)質(zhì)量力只有重力時(shí)，（）A整個(gè)流場內(nèi)各點(diǎn)的總水頭（z+p/y+u2/2g）相等B只有位于同一流線上的點(diǎn)，總水頭（z+p/Y+u2/2g）相等C沿流線總水頭（z+p/y+u2/2g）沿程減小D沿流線總水頭（z+p/y+u2/2g）沿程增加有一溢流堰，堰頂厚度為2m，堰上水頭為2m，則該堰流屬于（）A.薄壁堰流B.寬頂堰流C.實(shí)用堰流 D.明渠水流同一管道中，當(dāng)流速不變，溫度上升時(shí)，則雷諾數(shù)（）A.增大B.減小C.不變D.不一定一段直徑不變管道的流速從2m/s增加到4m/s時(shí)，在水流都處于紊流粗糙區(qū)時(shí)，沿程水損失是原來的（）倍A.1B.5C.2D.4有一明渠均勻流，通過流量Q=55m3/s，底坡i=0.0004，則其流量模數(shù)K=.水泵進(jìn)口真空計(jì)的讀數(shù)為pk=24.5KN/m2，則該處的相對壓強(qiáng)水頭為m矩形斷面渠道，水深h=1m，單寬流量q=1m3/s，則該水流的佛汝德數(shù)Fr=。寬頂堰的總水頭H0=2m,下游水位超過堰頂?shù)母叨萮=1.4m，此時(shí)堰流為 出流。滲流杜比公式表明，在漸變滲流中過水?dāng)嗝娴牧魉俜植紴?。已知謝才系數(shù)C=100m1/2/s，則沿程阻力系數(shù)人= 。當(dāng)液流為流時(shí)，流線與跡線重合。直徑為1m的管道中的水流，其水力半徑為。畫出如圖示曲面ABC上的水平壓強(qiáng)分布圖與壓力體圖。畫出如圖短管上的總水頭線與測壓管水頭線。，上罰有三段不同底坡的棱柱體渠道首尾相連，每段都很長，且斷面形狀、尺度及糙率均相同。試定性畫出各段渠道中水面曲線可能的連接形式。四、計(jì)算題（本大題分5小題，共52分）（本小題10分）如圖所示，一個(gè)封閉水箱，下面有一1/4園柱曲面AB,寬為1m（垂直于紙面方向），半徑R=1m，h1=2m，h2=3m，計(jì)算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。2.（本小題10分）有一長度為L的有壓管道，管徑d=0.1m，作用水頭H=3m，在L/2處裝一測壓管，已知測壓管水面高于管軸1m，不計(jì)行進(jìn)流速，求管道中通過的流量。L/21m（本小題12分）如圖示管路漸變段，已知管軸線與水平面夾角。=30。,漸變段長L=10m,漸變段中水體重量G=2KN，進(jìn)水管直徑q=0.2m，流速匕=戚/s,形心點(diǎn)相對壓強(qiáng)水頭P1/7=50m水柱高，出水管直徑d=0.1m，不計(jì)水頭損失，試求固定段管路所受的2作用力R和Ry。（本小題10分）在矩形斷面河道上，有一單孔的與渠道等寬的泄水閘，已知閘前水深H=8m，閘門開度e=2.5m，閘下游水深h=4.5m，閘門寬度b=8m，（閘門垂向收縮系數(shù)t￡2=0.625，堰流的流量系數(shù)m=0.34，閘孔出流的流量系數(shù)^=0.60-0.18e/H），不計(jì)行進(jìn)流速，試求：（1） 通過水閘的流量；（2） 判斷閘下游的水流銜接形式，并判斷閘下是否要建消能工。

答案：一、 單項(xiàng)選擇題（20分）5.C10.DTOC\o"1-5"\h\zC 2.A3.C 4.B5.C10.D6.D 7.B 8.C 9.A二、 填空題（16分）2750m3/s2.5m0.32m自由出流矩形/或均勻分布0.00784恒定流0.25m三、 作圖題一、計(jì)算題1. （10分）畫出水平方向壓強(qiáng)分布圖（1分）；畫出垂直方向壓力體圖（1分）；TOC\o"1-5"\h\z水平方向靜水總壓力：Px=yhcA=9.8x2.5x1x1=24.5KN（―） （2分）垂直方向靜水總壓力：P=yV=9.8x（3x1x1-兀x12/4）=21.71KN（個(gè)） （2分）z 總靜水總壓力：P=\p+P2=t'24.52+21.712=32.73KN （1分）與水平方向的夾角：9=tg-1P=tg-12171=41.5。 （1分）P24.5距底部B點(diǎn)的垂直距離：e=Rsin9=1xsin41.5。=0.663m （2分）2.（10分）以管道軸線為基準(zhǔn)面，列測壓管斷面和處口斷面的能量方程：TOC\o"1-5"\h\z得hf/2=1m （4分）列水箱和出口斷面能量方程得，3=2+如2/2g+V2/2g（&=0.5）所以V=舛g/3=3.615m （5分）Q=VA=3.615x0.1x0.1x兀/4=0.0284m3/s=28.4//s （1分）3.（12分）V=（djd2）2V=4m/s,Q=VA1=0.0314m3/s （1分）以過1-1斷面中心的水平面為基準(zhǔn)面，寫出1-1和2-2斷面能量方程：z+p+斜咋=二+p+^22 取a=a=1 （3分）Y 2g 2y 2g 1 2- 12 p 420+50+——=10xsin30。+p+—,19.6 y19.6得馬/y=44.23m水柱，即p2=9.8x44.23=433.5KN/m2 （2分）而p1=9.8x50=490KN/m2，取1-1和2-2斷面間水體為脫離體，假設(shè)管壁對水體的作用力為R和Ry，（水流方向?yàn)閤軸，與水流方向垂直為y軸） "x方向大的動(dòng)量方程：pA-pA-Gsin300-R=pQ（PV—PV）取。=。=111 22 x 22J1 1r2RX=P]A]-p2A2-Gsin30o-pQ（V2-*）'=490x0.0314-433.5x0.00785-2x0.5-1000x0.0314（4-1）/1000=15.93—3.4—1—0.9=10.9KN （3分）y方向的動(dòng)量方程：Ry-Gcos300=0R=Gcos300=2x0.866=1.73KN （2分）y水流對管壁的作用力與Rx和Ry大小相等，方向相反。（1分）（10分）（1）由于e/H=2.5/8=0.3125<0.65，所以為閘孔出流（1分）假定為自由出流（1分）Q=Rbe<2gH=（0.6-0.18x0.3125）x8x2.5xy'19.6x8=136.2m3/s（2分）h=￡2e=0.625x2.5=1.563mq=Q/b=17.03m3/smh〃=h〈1+8云-1）=些（「 -1）=5.42mc2gh3 2 9.8x1.5633由于ht>h：，所C閘孔為自由出流，假設(shè)正確。（2分）⑵’°hk=3'aq2/g=31x17.032/9.8=3.09m（1分）由于hc<hk，所以出閘水流為急流，又ht>hk，所以下游河道為緩流（1分）則下游水流銜接形式為遠(yuǎn)驅(qū)式水躍（1分）要設(shè)消能工。（1分）一、 單項(xiàng)選擇題（填寫唯一正確答案的編號）（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1.液體動(dòng)力粘滯系數(shù)^的單位是（）A.m2/s B.（N.s）/m2 C.N/m2 D.Pa/s流線與等勢線的關(guān)系為（）A.平行B.斜交C.正交D.不確定在下列底坡渠道中，不可能發(fā)生明渠均勻流的底坡為（）A.平坡B.緩坡C.陡坡D.臨界坡兩種矩形斷面渠道，其過水面積A,糙率n,底坡i均相等，但是底寬b及水深h不同，渠道一b]Xh]=4mX1m，渠道二b2Xh2=2mX2m，比較渠道中通過的流量相對大小為（）A.Q]>Q2 B.Q]=Q2 C.Q1<Q2 D.無法確定管道發(fā)生水擊現(xiàn)象時(shí)，其水流類型為（）A.有壓、恒定均勻流 B.無壓恒定非均勻流C.有壓、恒定非均勻流 D.有壓非恒定流水流在等直徑管中作恒定流動(dòng)時(shí)，其測壓管水頭線沿程（）A.下降B.不變C.上升 D.可上升，亦可下降串聯(lián)管道，無支流分出，則各管段的（ ）A.流量相等 B.切應(yīng)力相等 C.沿程水頭損失相等 D.水力坡度相等粘性底層厚度5隨雷諾數(shù)Re的增大而（）A.增大B.不變 C.減小 D.不定圓管水流中的下臨界雷諾數(shù)等于（）A.2000 B.1500 C.3000 D.5000寬b=2m的矩形明渠中，通過的流量Q恒定，水深從h]=1m漸變到h2=2m，其雷諾數(shù)之比Re1/Re2為（）A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2二、 填空題（在空格中填寫正確答案）理想液體流動(dòng)時(shí)，切應(yīng)力丁=。地下河槽的浸潤線共有—條。兩條梯形斷面渠道，其邊坡系數(shù)m、底坡i及底寬b均相等，但粗糙系數(shù)n1>n2，在通過相等流量時(shí)，其均勻流水深（即正常水深）的相對大小為h1h2。管道中的水擊過程可分為—個(gè)階段。5.處于相對平衡的液體中，等壓面與 力正交。6.如圖所示，B點(diǎn)的相對壓強(qiáng)pB=KN/m2。（Y水銀=13.6Y水）

（題6圖）（題（題6圖）圖示長管中，A點(diǎn)的相對壓強(qiáng)pA=米水柱。尼古拉茲試驗(yàn)表明，當(dāng)管道的尺寸及粗糙度一定時(shí)，隨著流量的加大，紊流區(qū)的變化為。9.水力坡度是單位長度流程上的 。層流時(shí)，沿程水頭損失hf與斷面平均流速的—次方成正比。三、 簡答題（本大題共5小題，每小題4分，共20分）什么是絕對壓強(qiáng)，什么是相對壓強(qiáng)？均勻流具有的特征是什么？流線為什么不能相交？圓管層流和紊流粗糙區(qū)時(shí)的沿程水頭損失分別與速度的一次方和二次方成正比，而兩種流態(tài)下都能應(yīng)用達(dá)西公式b\LV2fd2g計(jì)算沿程水頭損失，它們是否矛盾？為什么？滲透系數(shù)k值的確定有哪幾種方法?四、 計(jì)算題圖示一密閉容器，兩側(cè)各裝一測壓管，右管上端封閉，其中水面高出容器水面m，管內(nèi)液面壓強(qiáng)p0=7.8N/cm2，左支管與大氣相通，求左側(cè)管內(nèi)水面距容器液面的高度h=？為將水庫中水引至堤外灌溉，安裝了一根直徑d=1.5m的虹吸管，當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，求虹吸管頂部s處的壓強(qiáng)。水密封容器，液面上氣體的相對壓強(qiáng)po=0.5個(gè)大氣壓，在容器底部接一段管路，管長L=4m,與水平面夾角為30°，管徑d=50mm，若管路進(jìn)口斷面到液面的水頭H=5m，水流的總水頭損失hw=2.3v2/（2g），求流量Q（容器內(nèi)水面保持不變，容器內(nèi)水流速度近似為零）。已知一射流在平面上以速度v沖擊一斜置平板，平板和射流的夾角a=60。，如不考慮（圖為題）水頭損失即v=V]=v2且取動(dòng)量系數(shù)為1，試證明兩分流的流量比S=3。（注，不考慮水流%和平板的摩擦力）水力學(xué)試題（B）答案一、單項(xiàng)選擇題1.B 2.1.B 2.C3.A4.B5.D6.A7.6.A7.A8.C9.A10.D二、 填空題TOC\o"1-5"\h\z零4>四質(zhì)量力9.82光滑區(qū)、過渡粗糙區(qū)、粗糙區(qū)9.沿程水頭損失10.一三、 簡答題絕對壓強(qiáng)是以絕對真空為基準(zhǔn)的壓強(qiáng)，相對壓強(qiáng)是以當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為基準(zhǔn)的壓強(qiáng)。①過水?dāng)嗝鏋槠矫?，過水?dāng)嗝嫘螤?、尺寸沿程不變；同一流線上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同；動(dòng)水壓強(qiáng)按靜水壓強(qiáng)分布。因流線上任一點(diǎn)的切線方向代表該點(diǎn)的流速方向，如果流線相交，在交點(diǎn)出就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)切線方向，而同一時(shí)刻同一點(diǎn)流體質(zhì)點(diǎn)不可能同時(shí)向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。TOC\o"1-5"\h\z64 64 64v4.不矛盾。層流時(shí)，入和Re成反比，即：X= = =，則Revdvdv1 .lv2 64vlv2 [七d云=斯.d.展，即hf5。“，△、 ，lv2 -,△、lv2 ,一而紊流粗糙區(qū)X=f（刁）hf=x^2-=f（d）,d,2~，即hf8v2經(jīng)驗(yàn)法，室內(nèi)測定法，野外測定法。四、 計(jì)算題水解：設(shè)容器內(nèi)水面延長線交左、右測壓管水于A、B點(diǎn)，則由連通器原理p=p=p+y-300=7.8+9.8x10-3x300=10.74(N/cm2)

p=p+『?h,h=(p一p)/y ,而p=p=10.74(N/cm2)Ba Ba BC則。=(10.74-9.8)/(9.8x10-3)=0.94/(9.8x10-3)=95.92cm-0.96m（答：左側(cè)管內(nèi)水面距容器液面的高度為0.96m。）解：當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí)，管中的流速V=42gH=12x9.8x3=7.668m/s對水面和S點(diǎn)列能量方程得：V2 pz+ 1——S=02gy7.6682p=-(2+ )?y=-49kN/m2TOC\o"1-5"\h\zs 2g或水面S點(diǎn)和出口斷面列能量方程:V2 p V2(2+3)+——+%=——2g y 2g^―^=—5mh2o解：以出口斷面中心為基準(zhǔn)對水面和出口斷面列能量方程：0.5x9.8x104(5+取嘩+ 9.8x103 +0'2g8.44m/s3.3cc'2g8.44m/s3.3=0二0+.聶8+&x22兀QV2A2=&44X4X0.052=0.0166m3/s=16.61/s4.解：由連續(xù)性方程：Q=Q1+q2x方向列動(dòng)量方程：PPQv—(PpQvcos60+PpQv)=0VQ11 11 2222P=P1=P2=1揚(yáng)州大下列物理量中，單位有可能為m2/s的系數(shù)為（）A.運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù) B.動(dòng)力粘滯系數(shù)C.體積彈性系數(shù) D.體積壓縮系數(shù)臨界坡明渠中的均勻流是（）A,緩流B,急流C.臨界流D.可以是急流或緩流下列情況中，總水頭線與測壓管水頭線重合的是（）A.實(shí)際液體B.理想液體 C.長管D.短管有兩條梯形斷面渠道1和2，已知其流量、邊坡系數(shù)和底坡相同，糙率勺>形，則其均勻流水深h1和h2的關(guān)系為（）A.h1>h2 B.h1<h2 C.h1=h2 D.無法確定下列水流中，時(shí)變（當(dāng)?shù)兀┘铀俣葹榱闶牵ǎ〢.恒定流B.均勻流C.層流D.一元流某陡坡渠道，臨界水深為1.5m，正常水深為1.0m，當(dāng)實(shí)際水深為1.3m時(shí)所發(fā)生的水面曲線為（）A.a1 B.a2 C.b1 D.b2靜止液體中某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)水頭為1m，則該點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為（）A.107.8kN/m2B.88.2kN/m2C.9.8kN/m2D.-9.8kN/m2下列水流中，屬于非恒定有壓流的是（）A.堰流B.水躍C.水擊D.閘孔出流一管徑從大到小漸縮的管道中，雷諾數(shù)沿水流方向（）A.增大B.減小C.不變D.不一定沿程水頭損失與流速一次方成正比的水流為（）A.層流B.紊流光滑區(qū) C.紊流過渡區(qū) D.紊流粗糙區(qū)1.有一管徑d=0.4m的管道，其糙率n=0.025,則水力半徑為 m，其流量模數(shù)K=m3/s。靜水壓強(qiáng)的特性為、有一溢流堰，堰頂厚度為10m，堰上水頭為2m,則該堰流屬于；堰上總水頭H0=2m,下游水位超過堰頂?shù)母叨萮s=1.4m,此時(shí)堰流為 出流。理想液體與實(shí)際液體最主要的區(qū)別在于 。滲流達(dá)西公式的適用條件為 ，滲流杜比公式與滲流達(dá)西公式的區(qū)別在于。已知謝才系數(shù)C=40祖1/2/s，則沿程阻力系數(shù)人=。當(dāng)液流為流時(shí)，流線與跡線重合。正坡明渠漸變水流的水面曲線共條，而正坡地下河槽中漸變滲流的浸潤曲線共條。描述液體運(yùn)動(dòng)的兩種方法分別為 、。1.（本小題12分）如圖所示，一個(gè)封閉水箱，下面有一1/4園柱曲面AB，寬為2m（垂直于紙面方向），半徑R=1m，?=2m，h2=3m，計(jì)算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。2.（本小題10分）有一長度L=10m的有壓管道，管徑d=0.1m，作用水頭H=2.5m，沿程阻力系數(shù)入=0.02，不計(jì)行進(jìn)流速，管道進(jìn)口及閥門的局部阻力系數(shù)分別為*0.5、Z2=1.5。求:（1） 閥門全開時(shí)管道中通過的流量。（2） 閥門由全開突然關(guān)閉時(shí)管道中的水擊壓強(qiáng)水頭。（水擊波波速為1000m/s）3.（本小題14分）如圖示一直徑d]=0.15m的鋼管，水平放置，其末端用螺栓連接一收縮段，水流通過收縮段流入大氣中，出口斷面直徑d2=0.05m，已知管中流速為V1=3m/s，不計(jì)水頭損失，求螺栓所受作用力。5.（本小題10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02,底坡i=0.0001，底寬b=4m，在發(fā)生均勻流時(shí)，過水?dāng)嗝嫘螤顫M足水力最優(yōu)（佳）斷面。求：（1） 均勻流時(shí)渠道通過的流量；（2） 均勻流時(shí)佛汝德數(shù)及臨界水深。（本小題14分）在矩形斷面河道上，有一單孔的與渠道等寬的泄水閘，已知閘前水深H=6m，閘門開度e=2m，閘下游水深hf=3m，閘門寬度b=4m，（閘門垂向收縮系數(shù)%=0.625，堰流的流量系數(shù)m=0.34，閘孔出流的流量系數(shù)^=0.60-0.18e/H），不計(jì)行進(jìn)流速，試求：（1） 通過水閘的流量（自由出流）；（2） 判斷閘下游的水流銜接形式，并判斷閘下是否要建消能工。《水力學(xué)》（A）答案一、單項(xiàng)選擇題1-A；2-C； 3-C；4-A；5-A6-D；7-B； 8-C；9-A；10-A填空題0.1m;1.6兀x0.12/3=1.083祖3/s靜水壓強(qiáng)的方向垂直指向作用面；同一點(diǎn)不同方向上的靜水壓強(qiáng)大小相等寬頂堰；自由出流理想液體不考慮液體的黏滯性層流均勻滲流；達(dá)西公式適用于均勻滲流而杜比公式適用與非均勻漸變滲流0.049恒定流8；2拉格朗日法、歐拉法三、計(jì)算題1解：水平分力：Px=PghcxAx=1000x9.8x1.5x2x1=29400N=29.4kN (3’)垂直分力：丸Pz=pgV=1000x9.8x(2x1x2-2x汀x12)=23806.2N=23.806kN(3’)合力：TOC\o"1-5"\h\zP=、p+P2=t'29.42+23.82=37.83kN (2’)方向：與x方向的夾角為一P 23一8060=arctg^^=arctg =arctg0.8097=39.00 (2)\o"CurrentDocument"X .作用點(diǎn)距水箱底部距離：e=Rsin0=1xsin390=0.629祖(2’)2解：(1)列水箱斷面和出口斷面的能量方程(出口斷面中心所在平面為基準(zhǔn)面)，得:(5’).LV2.V2 v2V2nL V2(5’)H八d京*1曷*項(xiàng)+五=°萬*1*2+°慕=5^所以V=切g(shù)H/5=偵19.6x2.5/5=3.13徹/s兀TOC\o"1-5"\h\zQ=VA=3.13xx0.12=0.02458祖3/s (2’)4(2)AH=—V=1°°°x3.13=319.4m (3’)g9.83解：Q=VA=V［生d2=3x生x0.152=0.053m3/s (1’)11141 4v2=V1(d1/d2)2=3X32=27m/s (1’)列管道和出口斷面的能量方程：p1 %*2 p2 a2V22%+-1+11=二。+—2+22+hPg 2g 2 pg 2g w代入數(shù)據(jù)得:p 32 2720+a+疝=0+0+—+0所以：P1=360kN/m2 (5’)兀P1=p1A1=360x-^x0.152=6.36174kN=6361.74N(1’)尸2=0 (1，)假定螺栓對水流的作用力為R(方向左)則由動(dòng)量方程得：E烏=P1-P2-R=PQ(P2V2-P1V1) (2，)(2’)即：R=P-pQ(V2-V1)=6361.74-1000x0.053(27-3)=5089.74N水流對螺栓的作用力R’=R，方向向右。(1(2’)解：(1)u= =x2一y2(2’)du 1-瑟)=J""2y)=0所以為無旋流 (3’)d^=udx+udy=(x2-y2)dx+(-2xy)dyxy4==x3/3-y2x+C (3’)5解：(1)水力最優(yōu)斷面時(shí)，水深h=2m(1’)則水力半徑R=-=—虬=4x2=1m(1’)x b+2h4+2x2TOC\o"1-5"\h\zV=—R2/3=v0-0001」2/3=0.5m/s (2’)\o"CurrentDocument"n 0.02Q=V-=Vbh=0.5x8=4m3/s (2’)Fr=工=.05 =0.113 (2’),!gh v'9.8x2]— .1 h=3：—=3：(4/4)2=30.102=0.467m (2’)c[g9.86解：(1)|i=0.60-0.18。/H=0.60-0.18x2/6=0.54 (1’)Q=.be^2gH=0.54x4x2x「19.6x6=46.85m3/s (4’)hc=￡2e=0.625x2=1.25m (1’)q=Q/b=46.85/4=11.71m3/s/mh/: 8q2 1.25/8x11.712h"=」(1+——1)=——(,1+ 1)=4.15m (4’)c2I ghC 2 9.8x1.253由于h"c=4.15m<ht=3m所以是遠(yuǎn)驅(qū)式水躍'銜接 (2’)需設(shè)置消能工 (2’)下列物理量中，無量綱的數(shù)為（）動(dòng)力粘滯系數(shù)（動(dòng)力粘度）門 B.滲透系數(shù)kC.堰閘側(cè)收縮系數(shù)" D.謝齊系數(shù)C某變徑管的雷諾數(shù)之比Re1:Re2=1：2,則其管徑之比d1:d2為（）A.2：1 B.1：1C.1:2 D.1:4下列論述正確的為（）液體的粘度隨溫度的減小而減小；靜水壓力屬于質(zhì)量力；相對平衡液體中的等壓面可以是傾斜平面或曲面；急變流過水?dāng)嗝嫔系臏y壓管水頭相等。明渠水流中發(fā)生b2型水面曲線，則該水流為（ ）A.均勻的緩流；B.均勻的急流；C.非均勻的緩流；D.非均勻的急流；5.斷面單位能量E隨水深h的變化規(guī)律是（ ）A.E存在極大值 B.E存在極小值C.E隨h增加而單調(diào)增加 D.E隨h增加而單調(diào)減少有兩條梯形斷面渠道1和2，已知其底坡、邊坡系數(shù)、糙率和底寬相同，但流量Q]>Q2,則其均勻流水深h1和h2的關(guān)系為（）A.h1>h2 B.h1<h2C.h]=h2 D.無法確定某輸水管道長度L=1000m，若發(fā)生水擊時(shí)水擊波速a=1000m/s，則水擊周期為（）秒。TOC\o"1-5"\h\zA.1B.2C.3 D.4滲流的達(dá)西定律適用的條件，除滲透介質(zhì)是均質(zhì)各向同性外，還要滿足：（ ）A.恒定非均勻漸變流； B.恒定非均勻?qū)恿鰿.恒定均勻紊流 D.恒定均勻?qū)恿鲀裳爻套枇ο禂?shù)相同且長度相同的并聯(lián)圓形管道，已知d=2d，則流量之比Q:Q為（） 1 2 1 2

A.1:2A.1:2B.1:22.5C.1：28/3D.1:216/3層流的沿程阻力系數(shù)（ ）A.僅與雷諾數(shù)有關(guān) B.僅與相對粗糙度有關(guān)C.與雷諾數(shù)及相對粗糙度有關(guān) D.是常數(shù)1.有一管徑d=4m的管道，其糙率〃=0.025,則謝才系數(shù)為m0.5/s，沿程阻力系數(shù)為。恒定流動(dòng)的加速度為零，均勻流動(dòng)的加速度為零。雷諾數(shù)的物理意義是表示慣性力和力之比；而佛汝德數(shù)的物理意義是表示慣性力和力之比。TOC\o"1-5"\h\z明渠層流的流速分布為 形；而恒定漸變滲流的流速分布為 形。5.平底水閘閘下出流的水躍淹沒系數(shù)表示的和比值。6.液體質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本形式包含平移、旋轉(zhuǎn)、和。.單位流程上的水頭損失稱為 。.液體平衡微分方程的積分條件。圖示長管中，A點(diǎn)的相對壓強(qiáng)pA=米水柱。星水面if定 ___三、計(jì)算題（本大題分6小題，共70分）1.（本小題12分）某半圓柱面擋水建筑物，半徑A=2m，寬度b=2m，距自由液面h=2m的上端A與一擋水板相連，求（1）求曲面下端B的絕對壓強(qiáng)和相對壓強(qiáng)；（2）試計(jì)算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點(diǎn)。（本小題10分）有一長度為L=10m的有壓管道連結(jié)兩水池（不計(jì)水池中流速），管徑d=0.1m，兩水池水位差Z=3.5m，在L/2處裝一測壓管，已知管道進(jìn)口和出口的局部阻力系數(shù)分別為0.5和1.0，管道沿程阻力系數(shù)為0.02，求（1）管道中通過的流量；（2）測壓管水面比下游水池水面高多少。矽——J1（本小題14分）如圖一矩形斷面渠道，底寬為3m,渠底在某處抬高0.3m，水深原來是2m,抬高后水面降低0.1m,流量為6m3/s,（1）求1-1和2-2兩斷面間的水頭損失；（2）求水流對坎的沖擊力。5.（本小題10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02,底坡i=0.0001，臨界水深為%=5m，在發(fā)生均勻流時(shí)，過水?dāng)嗝嫘螤顫M足水力最優(yōu)（佳）斷面。求：（1） 均勻流時(shí)渠道通過的流量；（2） 均勻流時(shí)渠道斷面尺寸。6.（本小題14分）在矩形斷面河道上，有一單孔的與渠道等寬的泄水閘，已知閘前水深H=4m，閘門開度e=1m，閘下游水深?=2m，閘門寬度b=2m，（閘門的流速系數(shù)中=0.98，堰流的流量系數(shù)m=0.34，閘孔出流的流量系數(shù)p=0.60-0.18e/H），不計(jì)行進(jìn)流速，試求：（1） 通過水閘的流量，并判別閘下是自由出流還是淹沒出流；（2） 判斷閘下游的水流銜接形式，并判斷閘下是否要建消能工?！端W(xué)》（A）答案（水工04級，2006-07-05）一、 單項(xiàng)選擇題1-C；2-A； 3-C；4-D；5-B；6-A；7-B； 8-D；9-B；10-A二、 填空題40；0.049當(dāng)?shù)?；遷移粘滯；重拋物線；矩下游水深；收縮斷面躍后水深線變形；角變形水力坡度質(zhì)量力有勢92三、 計(jì)算題1解：（1）B點(diǎn)絕對壓強(qiáng)：TOC\o"1-5"\h\zpfB=pa+pg（h+2R）=98+9.8x（2+2x2）=156.8kN/m2 （2，）B點(diǎn)相對壓強(qiáng)：pB=p'B-p=156.8-98=58.8kN/m2（2，）（2）水平分力：Px=PghxAx=pg（h+R）2Rb=9.8x（2+2）x4x2=313.6kN （2，）垂直分力：P=pgV=pg-R2b=9.8x-x22x2=123.15N（2，）z 2 2 ,合力：P=脖：+P；=t'313.62+123.152=336.9kN（1，）方向：與X方向的夾角為

P123.15(1’)0=arctgp=arctg313&=arctg0.393=(1’)X作用點(diǎn)距水箱底部距離:e=R-Rsin0=2(1-sin21.44。)=2(1-0.3655)=1.269m (2’)或距水面e，=h+2R-e=6-1.269=4.731m2解：（1）列上下游水池?cái)嗝娴哪芰糠匠蹋ɑ鶞?zhǔn)面取下游水池水面）:+&出+&出出_ 10V2 _V2=(0.5+1.0+0.02x)——=3.5——0.12g 2g(3’)所以有V2=1，即V=4.43m/s，則Q=-d2V=314x0.12x4.43=0.0348m3/s（2’）2g 4 4（2）列測壓管斷面和下游水池?cái)嗝娴哪芰糠匠蹋ɑ鶞?zhǔn)面取下游水池水面）：V!+庭人上

2V!+庭人上

2g d2g(3’)所以h=0.5人4—=0.5x0.02 -x1=1m(2’)d2g 0.1⑴v1Qbh1=1⑴v1Qbh1=1m/s（1’）；V2Q= 6bh2—3x(2-0.1-0.3)=1.25m/s(1’)列出上下游斷面的能量方程（基準(zhǔn)面取為上游河底）：（1’）(2’)P」%匕2 p2 a2V(2’)TOC\o"1-5"\h\zZ[+~1+11=二。+~2+-^2+h1y2g2y 2g ^所以h=(7+p+烏^2)-乙+*+a2V2^=(2+0+上)-(1.9+0+^252)=0.1-0.0287=0.0713mw1y 2g 2y2g 19.6 19.6(2’)(2)取1-1和2-2斷面間水體受力分析，取水流方向?yàn)閤方向，列x方向動(dòng)量方程：(1’)P-P-R=pQ(pV-pV) (1’)1 2 22 11 ()P=1pgH2b=0.5x9.8x22x3=58.8kN (1’)1 2 2 、/P=2pgh2b=0.5x9.8x(2-0.1-0.3)2x3=37.632kN(1’)R=P-P-pQ(p2V2-p1V1)=58.8-37.632-6(1.25-1)=19.668kN (2’)水流對坎的沖擊力與R大小相等，方向相反。(1’)

解：（1）竺+4=T+1=0 所以存在流函數(shù)不清（2’）exoydw=udy-udx=(y-x)dy-(y+x)dx=d(y2/2-x2/2-xy)(2’)(1’)1OuOu、 1,八⑵①乙=2（M一帶）=2（1-1）=0 所以為無旋流（2，）d^=udx+udy=(y-x)dx+(y+x)dy=d(-x2/2+y2/2+xy)(2’)(1’)解由矩形明渠臨界水深公式h(1’)所以：解由矩形明渠臨界水深公式h(1’)所以：q=\gh3=氣；9.8x53=35m3/simk水力最優(yōu)斷面時(shí)(b=2h)，面積A=bh=2h2Abh 2hxh水力半徑R=—= = x b+2h2h+2h均勻流公式Q=1AR5/2(1’)n(1’)(1’)h2(1’), — 1_h.即bq=2hq=2h, — 1_h.即bq=2hq=2h2()2/3i1/2 (1’)n2所以h=(22/3叢)3/5=(22/30.02x35)3/5=111.123/5=16.88mi1/2 V0.0001b=2h=2x16.884=33.77m (1’)(2’)Q=bq=33.77x35=1182m3/s (1’)6解：e/H=1/4=0.25<0.65 所以是閘孔出流 (1’)P=0.60—0.18e/H=0.60—0.18x0.25=0.555由于忽略行近流速，所以H=H0假定自由出流(1’)Q=pbe^gH=0.555x2x1xv19.6x4=9.83m3/s (2’)單寬流量q=Q/b=單寬流量q=Q/b=9.83/2=4.914m2/s/m(1’)收縮水深公式:7 4.912=h+ c19.6x0.982h2c=h+1283ch2c(1’)迭代公式：■1.283 .'1.283h=' =■ c\H-hc*4-hc得：h=0—h =0.566m—h=0.611m—h =0.615m—h =0.616mTOC\o"1-5"\h\zc(0) c(1) c(2) c(3) c(4)取h=0.616m (2’)c7〃h' 8q2八0.616/、 8x4.912昨苛(廣箕—D 91^7-1)=2%6m (2’)\ c由于h：=2.576m<h.=2m （1’）所以是遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接 （1’），也驗(yàn)證了是自由出流，所以假設(shè)正確 （1’）需設(shè)置消能工 （1’）下列物理量中，單位可能為N/m2的物理量為（）。運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)（運(yùn)動(dòng)粘度）；B?體積模量；C.流量模數(shù)； D.單位質(zhì)量力斷面面積相同的圓形和正方爽有壓管道，圓形和方形管道的水力半徑之為（ ）A.M/2 B./2C.兀/2 D.1下列論述錯(cuò)誤的為（ ）靜止液體中任一點(diǎn)處各個(gè)方向的靜水壓強(qiáng)大小都相等；靜水壓力只存在于液體和與之相接觸的固體邊壁之間；實(shí)際液體的動(dòng)水壓強(qiáng)特性與理想液體不同；質(zhì)量力只有重力的液體，其等壓面為水平面。某棱柱體渠道，臨界水深為1.0m，正常水深為1.5m，當(dāng)實(shí)際水深為1.3m時(shí)所發(fā)生的水面曲線為（ ）A.a1 B.a2C.b1 D.b2在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸一定時(shí)，隨底坡的增大，臨界水深將（）A.增大 B.減小C.不變 D.以上都有可能有兩條梯形斷面渠道1和2，已知其底坡、邊坡系數(shù)、流量和底寬相同，但糙率勺>理，則其均勻流水深h]和h2的關(guān)系為（）A.h]>h2 B.h]Vh2C.h1=h2 D.無法確定突然完全關(guān)閉管道末端閥門發(fā)生直接水擊，已知水擊波速a=980m/s,水擊壓強(qiáng)水頭△H=250m,則管中原來的流速V0為A.1.5m/sB.2.0m/sC.2.5m/sD.3.0m/sTOC\o"1-5"\h\z8.恒定漸變滲流的流速分布為（ ）A.三角形直線分布；B.矩形分布 C.拋物形分布 D.對數(shù)分布兩糙率相同長度相同的并聯(lián)圓形管道，已知d〔=2d2，則流量之比Q:%為（）A.1:2B.1:22.5 C.1:28/3 D.1:216/3阻力平方區(qū)的紊流的沿程阻力系數(shù)（ ）A.僅與雷諾數(shù)有關(guān) B.僅與相對粗糙度有關(guān)C.與雷諾數(shù)及相對粗糙度有關(guān) D.是常數(shù)1.液體的粘滯性隨溫度的升高而 。斷面比能的沿程變化規(guī)律dE^/ds=0,則該水流為流。斷面單位總水頭的沿程變化規(guī)律dH/ds=0,則該液體為液體.寬頂堰上的閘孔的淹沒條件為 。5.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)。水躍函數(shù)相等的兩個(gè)不同水深稱為 。若正常水深正好等于該流量下的，相應(yīng)的渠道底坡稱為臨界底坡。當(dāng)?shù)灼?、粗糙系?shù)和斷面面積一定時(shí)，使的斷面形狀，稱為水力最優(yōu)斷面。當(dāng)堰頂厚度與堰上水頭的比值介于0.67與2.5之間時(shí)，這種堰稱為。真實(shí)滲流的流滲流模型的流速。處于相對平衡的液體中，等壓面與 力正交。紊流中粘性底層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而 。流中只有沿程阻力系數(shù)。動(dòng)能修正系數(shù)的大小取決于 。并聯(lián)管道的相等。（本小題12分）有一矩形平面閘門與水平方向成。=450，寬度b=2m（垂直于紙面方向），兩邊承受水壓力，如圖所示。已知R=4m，h2=2m。求（1）A點(diǎn)的相對壓強(qiáng)及絕對壓強(qiáng)；（2）閘門上靜水總壓力的大小及其作用點(diǎn)的位置。（本小題10分）有一長度為L的有壓管道連結(jié)兩水池（不計(jì)水池中流速），管徑d=0.1m,兩水池水位差Z=3.5m，在L/2處裝一測壓管，其水面高出管軸線h=1m已知管道進(jìn)口和出口的局部阻力系數(shù)分別為0.5和1.0,求管道中通過的流量。寧 T-H_二▽（本小題14分）用螺栓將噴嘴固定在圓管上，如圖所示。已知管徑及噴嘴出口直徑分別為D]=6cm,和D2=2cm。噴嘴的局部水頭損失系數(shù)Z=0.08（對應(yīng)于噴嘴出口流速），噴嘴出口流速V2=20m/s。求螺栓所受的拉力。（取動(dòng)能校正系數(shù)及動(dòng)量校正系數(shù)均為1）。6.（本小題14分）在矩形斷面河道上，有一單孔的與渠道等寬的曲線形實(shí)用堰，上下游堰高均為七=P2=7m，堰上水頭為H=1.5m，堰寬8=10m，下游水深h「=2m（堰流的流量系數(shù)m=0.502，流速系數(shù)中=0.95），不計(jì)行進(jìn)流速，試求：（1） 通過堰的流量，并判別閘下是自由出流還是淹沒出流；（2） 判斷堰下游的水流銜接形式，并判斷閘下是否要建消能工。水力學(xué)》（B）答案

（水工04級補(bǔ)考用）一、單項(xiàng)選擇題9-D；10-B1-B；2-B； 3-B；4-C；5-C；6-B；7-C；8-B；二、1填空題降低2均勻流3理想4hs/H0>0.85時(shí)間6共軛水深710臨界水深大于811流量最大質(zhì)量912實(shí)用堰減小13均勻流14流速分布15沿程水頭損失三、計(jì)算題1解：pA=pg?-Pgh2=19.6kN/m2 （4’）左邊水壓力：P=pghA=9.8x2x―4—x2=221.75kN （1’）1 c11 sin45o作用點(diǎn)距底部（沿閘門方向）1y=—xa31y=—xa3sin45（1’）——=1.886m（1’）03sin45。右邊水壓力:P=pghA=9.8x1x—2—x2=55.44kN（1’）2c22 sin45o i'作用點(diǎn)距底部（沿閘門方向）1h2=—X 2—= 3sin45。 3sin45°=0.943m(1’)合力：P=P-P=221.75-55.44=166.31kN （1’）作用點(diǎn)距底部（沿閘門方向）221.75x1.886—55.44x0.943166.31=2.20m(2’)相應(yīng)水深（左邊）hD=h-ysin45°=4-2.20xsin45°=2.444m (1’)2解：列測壓管斷面和下游水池?cái)嗝娴哪芰糠匠蹋ɑ鶞?zhǔn)面取下游水池水面）：,V2 V2hh+京=&出京=（3’）所以hf=2h=2m （2’）列水箱斷面和出口斷面的能量方程（基準(zhǔn)面取下游水池水面），得：尸V2尸V2 V2U1京U2京=2*L5集=(3’)V2/2g=(Z-2)/1.5=1m (1’)即V=4.43m/s，則Q=-d2V=3,144X0.12X4.43=0.0348m3/s (1’)解連續(xù)方程：v1q（2分）對1-1，2-2斷面列能量方程av2 pav2廠v2*一%*福+或*2g(部)2 202+ 9 =0+0+ +0.08Pg2X9.81 2X9.81202X 2x9.81p1=2.13x105N/m2Q=v2A2=4X3.14X0.022X20=6.28x10-3m3/s（5分）（1分）（1分）P1=p1.A]=2.13x105x4x3.14x0.062=6.02x10（1分）P2=0 (1分)對所取坐標(biāo)系列動(dòng)量方程：P-P-R=ppQ(v-v)6.02x102-0-R=1.0x103x6.28x10-3x(20-1x20)6.02x102-R=1.12x102TOC\o"1-5"\h\zR=490N (3分)..?螺栓所受的拉力為490N。 (1分)4解：(1)u=—=2xy(2’)x dxu=——=x2-y2 (2’)y 8y（2）du 3udx dy所以存在流函數(shù) （3’）dx=2xydx-(y2—x2)dy=d(-y3/3+x2yV==-y3/3+x2y+C(3’)(1’)(1’)解：(1)R=bh0 =3.2(1’)(1’)b+2h0 3.2+2x1.6C=1R1/6=^^x0.81/6=38.54m0.5/sn0.025(1’)A=bh=5.12(1’)0TOC\o"1-5"\h\zV=Q/A=6/5.12=1.17m/s (1’)— v2 1.172 ,、v=SRJ,J=——= =0.00115 (2’)C2R38542x08hf=Jl=0.00115x500=0.576m (1’)V1.17 _(2)Fr=-^==9816=0.295 (2，)_：(hV)2=‘a(chǎn)6*1.17)2=0.71m\ 9.8(2’)… …P7^_h解:(1)因?yàn)閊2=V2且sV0,所以是自由出流(2’)H1.5HQ=mb鼻H3/2=0.502x10x、頑x1.51.5=40.8m3/s(3’)(2)單寬流量q=Q/b=40.8/10=4.08m3/s/m (1’)收縮水深公式:q2 . 4.082H+P=h+ =h+ =h2c2g中2h2 c 19.6x0.952h2 'cc0.941+ h2c(1’)迭代公式:7 '__0.941h= c\IH+P-h:0.941］：8.5—hc得：h(0)=0—h⑴=0.333m—h⑵=0.339m—h⑶=0.340m—h⑴0.340m取h=0.34mc(2’)h 8q2 0.34h=了*i菲-1)c8x4.082 一1)=2.996m9.8x0.343(2’)由于h〃=2.996mVh=2m （1’）所以是遠(yuǎn)驅(qū)式水躍銜接 （1’），需設(shè)置消能工（1’）水力學(xué)模擬試題及答案（一）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)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2，則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為a、 1kN/m2 b、2kN/m2 c、5kN/m2 d、10kN/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值d/R=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（6） 已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)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(dòng)屬于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，則管道中原來的流速v0為a、1.54mb、2.0ma、1.54mb、2.0m、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;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；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，長度比尺七二100,則原型中對應(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：d模型中水深為0.1米，2、判斷題：(每小題2分)誤(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)確(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：正誤(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流()答案：錯(cuò)確(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比6=2。()答案：正誤(8)斷面比能沿流程總是減小的。()答案：錯(cuò)(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 錯(cuò)誤確(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3、填空題：(每小題2?4分)牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 和。答案：層流運(yùn)動(dòng)，牛頓液體液體中某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為kN/m2，真空度為。答案：2,不存在.只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。答案：水平面。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。水流在明渠中的流態(tài)為緩流時(shí)，其水深hhk，弗汝德數(shù)Fr1。(填寫＜、=、〉符號)答案：〉， ＜。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。答案：大。根據(jù)管道水頭損失計(jì)算方法的不同，管道可以分為和。答案：短管，長管。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的水擊稱為水擊。答案;直接，間接。氣型水面曲線是發(fā)生在坡上的流(指急流或緩流)的水面線，這時(shí)弗汝德數(shù)Fr沿程(指增大、減小或不變)答案：陡坡，緩流，減小。溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的次方成正比。答案：3/2。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hc的共軛水深h「，ht(ht為下游河道的水深，填寫＜、=、〉符號)答案：填寫＜、=、、〉符號按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的溢流壩水力模型，長度比尺入「25,當(dāng)模型中某點(diǎn)的流速為v「o.8m/s，則原型中對應(yīng)點(diǎn)的流速為vp=m/s。答案：4m/s。4、問答題：(每小題3?4分)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。這是水力學(xué)重要的研究方法?！熬鶆蛄饕欢ㄊ呛愣鳌?，這種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯(cuò)誤的。均勻是相對于空間分布而言，恒定是相對于時(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。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=f(Re)；過渡區(qū)入=f(Re，白)；粗糙區(qū)入=f3(R)，紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。 R為什么舍齊公式v=C.JR只適用于阻力平方區(qū)？答案：舍齊公式是根據(jù)明渠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绷鞯母蓴_不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游，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=kJ。5、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）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(jì)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(gè)30。緩流緩流疽k-N11Li>緩流緩流疽k-N11Li>i3K__N° b2 急流■■■*''-*,_KN3折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為Zi=0.2,Z2=0.5,Z3=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，對上下游渠道內(nèi)的計(jì)算斷面建立能量方程V2H=h廣（*猥+E&）公 （5分）計(jì)算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)R=—=0.2m, ￡&=0.2x2+0.5+1.0=1.9X將參數(shù)代入上式計(jì)算，可以求解得到v=4.16m/s,Q=vA=2.662m3/s （5分）即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.662m￥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(qiáng)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(dòng)能校正系數(shù)和動(dòng)量校正系數(shù)均為1。（15分）

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1—1和噴嘴出口斷面2—2的能量方程V2H+0+0=0+0+土+0.5 （5分）2g求得噴嘴出口流速和流量為 v2=0gx5=9.9m/Q=v2A2=0.000314m3/ （1.5分）橡膠管道內(nèi)的流速為v3=Q=0.706嘆 （1分）3對于噴嘴建立X方向的動(dòng)量方程pA-R=PpQ