南昌工程学院水力学 试题及答案.docx

南昌工程学院水力学 试题及答案水力学B>h B、h<h C、h=h D、无法确定A、hl21212题号一二三四五总分统分 人13、断面面积相同的圆形和正方形有压管道，圆形和方形管道的水力半径之为 (B )题号题分 20 20 5 15 40 100 A( B( ,/2,/2 得分 C( D(1 ,/2一、选择题(每题2分，共20分)得分| |阅卷人| 14、下列论述错误的为 (B )A、静止液体中任一点处各个方向的静水压强大小都相等；1、同一管道中，当 流速不变，温度上升时，则雷诺数(A ) B、静水压力只存在于液体和与之相接触的 固体边壁之间；A、增大B、减小C、不变D、不一定C、实际液体的动水压强特 性与理想液体不同；2、平衡液体的等压面必为(D ) D、质量力只有重力的液体， 其等压面为水平面。A、水平面B、斜平面C、旋转抛物面D、与质量力正交的面 15、阻力平方区的紊流的沿程阻力系数(B ) 3、缓坡明渠中的均匀流是(A )。 A、仅与雷诺数有关B、仅与相对光滑度有关A、缓流B、急流C、临界流D、可 以是急流或缓流C、与雷诺数及相对光滑度有关D、是常数4、液体动力粘滞系数 P的单位是(D ) 16、在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增。+。+甘户29> tfl2。,2-6 »I20* O 08 x “S 1pt 2.13*1O,V/mJ$打Q 、 4_ 13 14 M O 0220 - C 28 -» IO 1 rw* / < l 分)4片 . A . 2.i3r io2 - - - j 14 -co.oe- - o02 io- Ar < t ?r >Pz-o1 1 纣)对所即j*际孕如khjlt rut 门/, H6 02 1O2 -<)-/?-1 0 -10, 6 2« IO - (20 - : 2G>K = 490A（3 分）螺栓所受的拉力为490N。（1分）4、有一梯形渠道，底宽b =10 m,正常水深为h=3 m,边坡系数m=l.0,糙率 n = 0. 014, 0底坡i=0.001,求通过的流量Q。、从水箱接一橡胶管道及喷嘴。橡胶管直径，喷嘴出口直径。水3D=7.5cmd=2.0cm头。由水箱至喷嘴的水头损失。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头H =5. 5mh = 0. 5mw解：计算渠道断面水力要素，/过流断面面积A = bh + mh' = 39nT湿周x = b + 2jl + a% = 18,9 m水力半径J? = - = 2.11 mX舍齐系数C=3&%=80-90mM/sn通过的流里Q-AC奥餐=144.93 m%2处的压强，如用手握住喷嘴，需要多大的水平力（行近流速）。p=4. 9N, cmRv=O解，（1）水力城优断网时, M h-2in （I1）则水力半衿h4悬=盘r®（r）°吧，产' 0脑八（：） 0.02Q = VA = Vbh »05x8»4m' /r(T)二 o 1 ! 3V| 02 =。4加19 8x25、有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500ni,底宽b=3.2m，渠中水 深 h=l. 6m, 03粗糙系数n=0.025,通过的流量Q=6m/s，试求弗劳德数及临界水深。32. 1.6b+2hq - 32 + 2 ”.6xO.81 6 =38.54*3$（r»cri & =_!_0.025A = b% =5.12m:V = Q A = 6 5.12 = 1.17m;sU、一xO. 00115-000115x500-0576®F117（2）Fr= = .，= 0295（2，）ygh j98xL6=0.71m7、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014,底宽b, 1.5m,槽长L, 120m。进 口处槽底局程Z=52. 16m,出口槽底高程Z, 52. 04m,当槽中均匀流水深h=l. 7m时， 120试求渡槽底坡i和通过的流量Qo解：i= Z-乙） =0.001j=bh = 2.55 m2工=b + 2h = 4.9 mSR = = 0.52 mC = - R 6 = 64.06 m ,"s ni'=C(RiY 5 = 1.46m sQ= vA=3.72ms so6、已知一矩形渠道糙率n=0. 02,底坡iR.OOOi,底宽b=4m,在发生均匀流 时，过水断面形状满足水力最佳断面(b=2h) o求均匀流时弗劳德数及临界水深。大，临界水深将（C ） 222A、m/s B、（N） s） /m C、N/m D、Pa/s A、增大 B、减小 5、一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时在水流都处于紊流粗糙区 时，沿C、不变D、以上都有可能程水损失是原来的（D）倍。）17、在下列底坡 渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（aA、1 B、C、2 D、4 2A、平坡B、缓坡C、陡坡D、临界坡6、粘性底层厚度8随雷诺数Re的增 大而（C ）。18、某变径管的雷诺数之比Re?Re=l?2,则其管径之比d?d为（A ）。 1212A.增大 B.不变 C.减小 D.不定 A、2?1 B、1?1 C、1?2 D、1?4 7、一管径从 大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（A ） 19、平衡液体的等压面必为（D ）A、水平面B、斜平面C、旋转抛物面D、与质量力正交的面、增大B、减小 C、不变D、不一定A20、断面单位能量E随水深h的变化规律是（B ）o s8、下 列论述正确的为（C ） A、E存在极大值B、E存在极小值ssA、液体的粘度随温度 的减小而减小C、E随h增加而单调增加D、E随h增加而单调减少ss2K有两条 梯形断面渠道1和2,已知其底坡、边坡系数、糙率和底宽相同，但流量B、静水 压力属于质量力Q>Q,则其均匀流水深h和h的关系为（A ） 1212C、相对平衡液体中的等压面 可以是倾斜平面或曲面A、h>h B、h<h C、h=h D、无法确定121212D.急变流过 水断面上的测压管水头相等22、层流的沿程阻力系数（A ）、水流在等直径管中 作恒定流动时，其测压管水头线沿程（A ）o 9A、仅与雷诺数有关B、仅与相对粗 糙度有关水力学B C、与雷诺数及相对粗糙度有关D、是常数A、下降B、不变 C、上升D、可上升，亦可下降23、阻力平方区的紊流的沿程阻力系数（B ） 10、 静止液体中某点的真空压强水头为1m,则该点的绝对压强为（B ）。A、仅与雷诺 数有关B、仅与相对粗糙度有关2222 A、107. 8kN/m B、88. 2kN/m C、9. 8kN/m D、-9.8kN/mC、与雷诺数及相对粗糙度有关D、是常数11、下列情况中，总水头 线与测压管水头线重合的是（B） 24、在水力学中，单位质量力是指（C ） A、实际液体B、理想液体C、长管D、短管A、单位面积液体受到的质量力B、单位体积液体受到的质量力12、有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数和底坡相同，糙率n>n, 12C、单位质量液体受到的质量力D、单位重量液体受到的质量力则其均匀流水深h和h的关系为(A) 125、液体的粘滞性随温度的升高而减小。25、已知液体流动的沿程水力摩擦 系数,与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即36、矩形断面渠道，水深h=lm, 单宽流量,则该水流的佛汝德数Fr= 0. 32 q, lm/s可以判断该液体流动属于(C).水 力学B m。A、层流区B、紊流光滑区C、紊流过渡粗糙区D、紊流粗糙区8、 理想液体流动时，切应力t=0。226、液体中某点的绝对压强为100kN/m,则该 点的相对压强为(B )o 10、牛顿内摩擦定律适用的条件是一层流运动 和_牛顿液体 o 2222三、判断题(每题1分，共5分)得分| |阅卷人| A、1kN/m B、 2 kN/m C、 5 kN/m D、 10 kN/m()1、紊流实际上是非恒定流。二、填空题(每题2分，共20分)得分| |阅 卷人I()2、液体的粘性是引起水头损失的外因。1、直径为1m的管道中的水流， 其水力半径为0.25 m o()3、水跃只能发生于平底明渠中。2、有一堰流，堰坎厚度为10m,堰上水 头为2m,则该堰流属于宽顶堰流。()4、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。3、当液流 为恒定流流时，流线与迹线重合。()5、在短管的水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重，两 者4、雷诺数的物理意义是表示惯性力和 粘滞力之比;而弗劳德数的物理意义都不可忽略。是表示惯性力和重力之比。5、在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越大。()1、速度越大，液体的内摩擦力越大。6、理想液体与实际液体最主要的区别在于是否存在粘滞性。()2、静水总 压力的压力中心就是受压面的形心。7、层流时，沿程水头损失h与断面平均流速的1次方成正比。()3、管壁 光滑的管一定是水力光滑管。f8、当圆管中水流的Re=1780时，其人=_0.036。 ()4、弗劳德数可以 反映液体的惯性力与重力之比。9、两条梯形断面渠道，其边坡系数m、底坡i及 底宽b均相等，但粗糙系数n > n, ( )5、明渠非恒定流一定是非均匀流。12在通过相等流量时，其均匀流水深(即正常水深)的相对大小为hho()6、压强水头的大小与基准面的选取无关。121/2C, 100m/sl0,已知谢才系数， 则沿程阻力系数，:0. 00784 o (对)7、矩形断面最佳断面的宽深比8=2。()8、恒定流时的流线和迹线二者重合。2、有一堰流，堰坎厚度为1m,堰上 水头为2m,则该堰流属于实用堰流。()9、水流总是从能量大的地方向能量小 的地方流动。匕 / /7(> > 0. 8()10、陡坡上可以出现均匀的缓流。3、宽顶堰的淹没条件为（错）4、水力粗糙管是表示管道的边壁比较的粗糙。4、在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越大，则水跃的跃后水深越大。（）5、谢才系数C的单位是m。35、有一明渠均匀流，通过流量，底坡，则其流量模数K=Q,55m/si, 0.0004四、画图题（每题5分，共15分）得分| |阅卷人| 2750立方米每秒。6、有一管径d=0.4m的管道，其糙率n=0.025,则水力半径为0.1 m,其流量模数1、画出下图所示受压面上的静水压强分布图。3K= 1.083 m/so8、断面比能的沿程变化规律，则该水流为均匀流。9、紊流中粘性底层的厚度随雷诺数的增大而减小。1/2C, 40m/sl0,已知谢齐系数，则沿程阻力系数,=0.049 。1、静水压强的特性为方向垂直指向作用面、同一点不同方向上的静水压强大小相等。3、描述液体运动的两种方法分别为拉格朗日法、欧拉法。4、渠道中的水深h大于临界水深h时，水流流态为 缓流。k、«、« IIj r。ir 1水力学水力学BBAIhi ilki i22khC 3h五、计算题（每题10分，共40分）得分| |阅卷人| D1、某半圆柱面挡水 建筑物，半径R二2nb宽度b=2m,距自由液面h=2m的上端A与一挡水板相连，求求曲面下端B的绝对压强和相对压强；（2）试计算 曲2、画出下图中曲面上的压力体图。A面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。hBAROC1、画出下图所示受压面上的静水压强分布图。BA1、图示圆弧形闸门AB（l/4圆），A点以上的水深H,l.2nb闸门宽B=4m,圆弧 形闸lh门半径R=lm,水面为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力。2hBH2、画出下图中曲面上的压力体图。A0ARDBB：1、有一矩形平面闸门与水平方向成，宽度b=2m（垂直于纸面方向），两边,，45 承受水压力，如图所示。已知，。求闸门上静水总压力的大小及h,2mh, 4nle21 其作用点的位置。3、定性画出下图中水面曲线。、«七“1、/ j:r” iu 2 y1 lx h2h2"a K、 E% 1 o CiArTV E， 稣 MJ -KHi 上一21 75AA-，：一.*".-4, - Q * k > M 力 住“|小，样酬(启kri in(i >. ，一. T* i *. -T, I K 1，n949*c，Aom + je> *9 ,W7Aj -211一1 巳 、一% 4 2Z fl win 4、作用4即因包口 c石l*”力el、.一 一 .*, 0 BY i( I >力，一巴 ，一工二 1a 力一 iccn i&zK： E =（4,4尸婷, Q=禺4 =0.031W I （1 分）一以过口断面中心的坪面平基准此 写出M fn1-2断面肓漫Hi；：为丁寸7 7亏取,g-3> !0 - 5。 , , 1 - 10 x &m30' - J+ -， r r“6y 19 6j*p, 了-二刀:水柱.即：_9£>44,343354'百而我gsxso-xar* 3取1/和f 淅面向水体力脱主体，假设百孽对水体的作用力为&和4,。裕防 向为工地，与军流方向垂直为y轴）.X方向X的动量方程一PA& -GsinJ。' 是-PQISM -年；）取用一。1-1，R、.乃4-p»± -Gi® -p（r： ）1*-400x6.0314-4333x0.00785-2 >:03-100&*00314（4-l） 1000二1，93-"-1-0.9 a109rV、,方向的遁帚：Z& GcoiW0 -2x0 866 - I 73rr病V咕里的作用力与&和&大小柑等，万向相反。，解：作用点目底部（沿冏门方向）Y抬 22175x1 886-55.44x0 943 ）.匕=乙/即 P16631相应水深（左边）% = 一Ksin45o = 4_Z20xSin45）= 2.44M（r）,6cm2、用螺栓将喷嘴固定在圆管上，如图所示。已知管径及喷嘴出口直径分 别为D1和D,2cm。喷嘴的局部水头损失系数,，0.08（对应于喷嘴出口流速），喷嘴出口 2流速V=20m/s。求螺栓所受的拉力。（取动能校正系数及动量校正系数均为Do 2、如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角。0?，渐变段长，渐变 2=3L=10m段中水体重量，进水管直径，流速，形心点相对压强水头G二2KNd=0. 2mv=lm/spllY水柱高，出水管直径，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用/=50md=0. Im2力和。RR xy鲜：工二二项嘴中心的水平面为基.准面，列水箱渐变法断面1一1,璃璃出口断 面2-2的能量方程，H + 0 + 0=0+0 +上+ 0.52发京理缭墙出口流速和流最为京理缭墙出口流速和流最为/7名=9.9%Q =0000314 班;梅胶管道内的流速为均=§ = 0广06刃:对于绿墙建立x方向的动景方程”p出-R = ppQ（y - vjx）R = py4 -0Q（y： -v） = 187.79N水流对吟嘴冲击力为R' = _R即为手握唱嘴阚需N力。