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2022年广工水力学试题 全国 2001 年 10 月高等教化自学考试 水力学试题 课程代码:02444 第一部分 选择题(共 20 分) 一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项就是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1、某流体的运动粘度 v=3×10 -6 m 2 /s,密度 ρ=800kg/m 3 ,其动力粘度 μ 为( ) A、3、75×10 -9 Pas B、2、4×10 -3 Pas C、2、4×10 5 Pas D、2、4×10 9 Pas 2、图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面就是 A、1-1 断面与 2-2 断面 B、2-2 断面与 3-3 断面 C、1-1 断面与 3-3 断面 D、3-3 断面与 4-4 断面 3、如图所示,孔板上各孔口的大小形态相同,则各孔口的出流量就是( ) A、Q A >Q B B、Q A =Q B C、Q A <Q B D、不能确定 4、并联管道 A、B,两管材料、直径相同,长度 l B =2 l A ,两管的水头损失关系为( ) A、 h fB = h fA B、 h fB =2 h fA C、 h fB =1、41 h fA D、 h fB =4 h fA 5、如图所示,水泵的扬程就是( ) A、 z 1 B、 z 2 C、 z 1 + z 2 D、 z 1 + z 2 + h w 6、在已知通过流量 Q、渠道底坡 i、边坡系数 m 及粗糙系数 n 的条件下,计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能就是( ) A、给定水深 h,求底宽 b B、给定宽深比 β,求水深 h 与底宽 b C、给定最大允许流速v max ,求水底 h 与底宽 b D、给定水力坡度 J,求水深 h 与底宽 b 7、断面单位能量 e 随水深 h 的改变规律就是( ) A、 e 存在极大值 B、 e 存在微小值 C、 e 随 h 增加而单调增加 D、 e 随 h 增加而单调削减 8、下列各型水面曲线中,表现为上凸型的水面曲线就是( ) A、M 3 型 B、C 3 型 C、S 3 型 D、H 3 型 9、依据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( ) A、宽顶堰、好用堰与薄壁堰 B、自由溢流堰、沉没溢流堰与侧收缩堰 C、三角堰、梯形堰与矩形堰 D、溢流堰、曲线型好用堰与折线型好用堰 10、速度 v、长度 l、运动粘度 v 的无量纲组合就是( ) A、vlv2 B、v lv2 C、v lv2 2 D、vlv 其次部分 非选择题(共 80 分) 二、填空题(本大题共 10 空,每空 1 分,共 10 分) 不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11、潜体所受浮力的大小与其所在液体的_成正比。 12、恒定流就是各空间点上的运动参数都不随_改变的流淌。 13、圆管流的临界雷诺数 Re c 为_。 14、水由孔口干脆流入另一水体中,称为_出流。 15、在相同的作用水头作用下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量_。 16、渠道中的水深 h 大于临界水深 h c 时,水流流态为_。 17、水跃函数相等的两个不同水深称为_。 18、自由出流宽顶堰堰上水流流态为_。 19、达西定律适用于_渗流。 20、具有自由液面的水流模型试验,一般选用_准则设计模型。 三、名词说明题(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分) 21、粘性 22、断面平均流速 23、粘性底层 24、短管 25、临界底坡 四、简答题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 26、试述液体静力学的基本方程zpgC + =r及其各项的物理意义。 27、如图所示,一倒置 U形管,上部为油,其密度ρ oil =800kg/m 3 ,用来测定水管中的 A 点流速 u A ,若读数 h=200mm,求该点流速 μ A 。 28、如何判别圆管与非圆管有压流中的流态? 29、试依据棱柱形渠道非匀称渐变流微分方程分析 M 2 型水面曲线的改变趋势。 五、计算题(本大题共 4 小题,每小题 10 分,共 40 分) 30、如图所示,一矩形平板闸门AB,宽b=2m,与水平面夹角α=30°,其自重G=19、6kN,并铰接于 A 点。水面通过 A 点,水深 h=2、1m,试求打开闸门的最大铅直拉力 T。 31、如图所示,文丘里流量计管道直径 d 1 =200mm,喉管直径 d 2 =101mm,水银差压计读数 y=20mm,水银密度 ρ m =13、6×10 3 kg/m 3 ,忽视管中水头损失,试求管道输水流量 Q。 32、有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长 l=500m,底宽 b=3、2m,渠中水深 h 0 =1、6m,粗糙系数 n=0、025,通过的流量 Q=6m 3 /s,试求沿程水头损失。 33、水塔经图示管道系统供水。已知供水流量 Q=0、1m 3 /s,各段管长 l 1 =l 2 =101m,l 2 =50m,l 3 =200m,各段管道直径d 1 =d 4 =200mm(比阻 a 1 =a 4 =9、029s 2 /m 6 ),d 2 =d 3 =150mm(比阻a 2 =a 3 =41、85s 2 /m 6 ), 试求:(1)各并联管段的流量 Q 2 ,Q 3 ; (2)水塔水面高度 H。 全国 2001 年 10 月高等教化自学考试 水力学试题参考答案 课程代码:02444 一、单项选择题(本大题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分) 1、B 2、C 3、B 4、A 5、D 6、D 7、B 8、C 9、A 10、D 二、填空题(本大题共 10 空,每空 1 分,共 10 分) 11、密度 12、时间 13、2300 或 2000 14、沉没 15、大 16、缓流 17、共轭水深 18、急流 19、匀称 20、弗劳德 三、名词说明题(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分) 21、相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性;或者答粘性就是流体阻抗剪切变形速度的特性;或者答粘性就是流体的内摩擦特性均可。 22、设想过流断面上速度 v 匀称分布,通过的流量等于实际流量,此速度 v 定义为该断面的平均流速,即vQA= 23、紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起限制作用的薄层。 24、水头损失中,沿程水头损失与局部水头损失都占相当比重,两者都不行忽视的管道。 25、正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。 四、简答题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分) 26、物理意义: z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能,简称位能。 pg r:单位重量液体具有的压强势能,简称压能。 Z+pg r:单位重量液体具有的总势能。 Z+pg r=C:静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 27、解:依据元流伯努利方程,如图,有: pgpAgA Bgrmr+ =22 mrA B Ap p = -2( ) p p g g hB A o i l- = - ( ) r r D =(1-0、8) ´ ´ ´ 10 101 023. . =392Pa m A =´ 2 3921010 =0、885m/s 答:A 点流速为 0、885m/s。 28、用临界雷诺数作为流态的判别标准 对于管流: 若 Re Re = < =vdvc2300 或 2000,流淌为层流 若 Re Re = > =vdvc2300 或 2000,流淌为紊流 对于非圆管道,特征长度为水力半径 R,雷诺数 Re=vRv ,此时,相应的临界雷诺数为 575 与 500 Re Re = < =vRvc575或 500,流淌为层流 Re Re = > =vRvc575或 500,流淌为紊流 若特征长度取为当量直径,则 Re c 仍为 2300 或 2000。 29.dhdsi JFr=- 12 水深小于正常水深,但大于临界水深,流淌为缓流 分子:h<h 0 , J>i, IJ<0 分母:h>h c , Fr<1, iFr 2 >0 分式:dh/ds<0, M 2 型降水曲线 五、计算题(本大题共 4 小题,每小题 10 分,共 40 分) 30.闸门 AB 上的水压力 P= rghlb lc ×,表示闸门 AB 的长度。 lhh =°=sin302 hhc=2 P ghh b gh b = × × × = = r r22 86442.KN 作用点 D,AD=2343lh= 重力 G 作用点 C,AC=12 =h M Tl p h GlA= - °+ × + × °=å0 3043 230 0 cos cos T=12324332hp h G h×× + × ( ) =76、34kN 打开闸门的最小铅直拉力为 76、34kN 31、解:列 1-1,2-2 断面的总流伯努利方程 zpga vgzpgvg11 1 1222 2 222 2+ + = + +r ra 取 aa1 2=1,有 v vgzpgzpgzpgzpgyvdvdm22121122112211222221 02524 4-= + - + - + = - =( ) ( )( ) ( ) ( ) .r rr rrrp pm v vddv v1 22122220222025 = = = ( ) (.) . 将(2)、(3)代入(1),得 v 2 =2、295m/s Q=vd222 242295314 014p= ´´. .=0、018m2 /s 32、R=bhb h00232 1632 2 16 +=´+ ´=. . .0、8m C=1 10125081 6 1 6nR/ /. = ´=38、54m0、5 /s A=bh 0 =5、12m2 vQA=6512 .=1、17m/s v c RJ JvC R= = =´,. .22221173854 08 =0、00115 h Jlf= = ´ = 000115 500 0576 . .m 33、(1)h hf f 2 3= a l Q a l QQQll2 2 223 3 32232 324= = ( ) QQ232 = Q 2 +Q 3 =0、1m3 /s 得 Q 3 =0、033m3 /s Q 2 =0、067m3 /s (2)H=h h hf f f 1 2 4+ + = a l Qa l Q a l Q1 1 122 2 224 4 42+ +=27、45m 第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页
