2022年水力学期末考试复习题及答案 .pdf
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1、学而不思则惘,思而不学则殆水力学期末考试复习题及答案1、选择题:(每小题 2 分)(1)在水力学中,单位质量力是指(c )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;c、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。(2)在平衡液体中,质量力与等压面(d )a、重合;b、平行c、相交;d、正交。(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为b a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 (4)水力学中的一维流动是指(d )a、恒定流动;b、均匀流动;c、层流运动;d、运动要素只与一个坐标有关的流动。(5)有压管道的管径
2、d 与管流水力半径的比值d /R=( b )a、8;b、4;c、2;d、1。(6)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,即可以判断该液体流动属于c a、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区(7)突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s,水击压强水头 H = 250m,则管道中原来的流速v0为 c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m (8)在明渠中不可以发生的流动是(c )a、恒定均匀流;b、恒定非均匀流;c、非恒定均匀流;d、非恒定非均匀流。(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是(
3、b ) 。a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。(10)底宽 b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某处水深 h = 0.4m,则该处水流的流态为b a、缓流; b、急流;c、临界流;(11)闸孔出流的流量Q 与闸前水头的 H(d )成正比。a、1 次方b、2 次方c、3/2 次方d、1/2 次方(12)渗流研究的对象是(a )的运动规律。a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有b a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰(14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺L=100,模型中水深为 0.
4、1米,则原型中对应点水深为和流量比尺为d a、1 米,Q =1000;b、10 米,Q =100;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页学而不思则惘,思而不学则殆c、1 米,Q =100000;d、10 米,Q=100000。2、判断题:(每小题 2 分)(1) 任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。( x )(2) 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。(x )(3) 水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。( x )(4) 粘滞性是液体产生水头损失的内因。(T )(5) 同样条件下直接水击比间接水击更不
5、安全。(T )(6) 在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。(X )(7) 矩形断面水力最佳断面的宽深比=2。(T )(8) 断面比能沿流程总是减小的。(X )(9)在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深也越大。( X )(10) 渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流,并且无渗透变形。( T ) 3、填空题:(每小题 2 4 分)(1) 牛顿内摩擦定律适用的条件是和。答案:层流运动,牛顿液体(2) 液 体 中 某 点 的 绝 对 压 强 为100kN/m2, 则 该 点 的 相 对 压 强 为kN/m2,真空度为。答案:2, 不存在 . (3) 只受重力作用,静止液体中的等压
6、面是。答案:水平面。(4) 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是,。答案:液体存在粘滞性和边界的影响。(5) 水流在明渠中的流态为缓流时,其水深hhk,弗汝德数 Fr1。(填写、 符号)答案:,。(6) 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。答案:大。(7) 根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为和。答案:短管,长管。(8) 在水击计算中阀门关闭的时间Ts水击相长 Tr的水击,称为水击,把 Ts Tr的水击称为水击。答案:直接,间接。(9)a2型水面曲线是发生在坡上的流(指急流或缓流)的水面线,这时弗汝德数Fr 沿程(指增大、减小或不变)答案:陡坡,缓流,
7、减小。(10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的次方成正比。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页学而不思则惘,思而不学则殆答案: 3/2 。(11) 泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深hc的共轭水深hcht(ht为下游河道的水深,填写、 符号) 答案:填写、 符号(12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型,长度比尺L=25,当模型中某点的流速为 v m= o.8m/s,则原型中对应点的流速为vp=m/s 。答案: 4m/s 。4、问答题:(每小题 3 4 分)(1)什么是理想液体?为什么要引入理想液体的概念
8、?答案:理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性, 在液体流动时会引起能量损失,给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论, 我们引入了理想液体的概念,忽略液体的粘滞性,分析其运动规律, 然后再考虑粘滞性影响进行修正,可以得到实际水流的运动规律,用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。(2) “均匀流一定是恒定流” ,这种说法是否正确?为什么?答案:这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言,恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时,虽然是恒定流,但它不是均匀流。(3)简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数的变化规律。答案:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中仅是雷
9、诺数Re 的函数并与Re成反比;在层流到紊流过渡区, 仅是 Re的函数;在紊流光滑区 =f1(Re) ; 过渡区=f2(Re,) ;粗糙区 =f3() ,紊流粗糙区又称为阻力平方区。(4)为什么舍齐公式只适用于阻力平方区?答案:舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式,自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区,因此该公式只适用于紊流阻力平方区。(5)流动相似的含义是什么?答案:流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提,动力相似是保证,才能实现流动相似。(6)从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案:均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流
10、运动总要消耗能量,因此从能量方程来分析,只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。(7)分析水面曲线时,如何寻找急流和缓流的控制断面?答案:急流的控制断面在上游, 因为外界对急流的干扰不能向上游传播;缓流的控制断面在下游,其原因与急流正好相反。(8)在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别?答案:达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ,其适用于恒定均匀层流渗流;而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于 v= kJ。RRiRCv精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 24
11、页学而不思则惘,思而不学则殆5、作图题:(1) 定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。(5 分) 解:(2)定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长,各段糙率相同) (5分) 解:6、计算题:(1) 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为A=0.64 m2,长 l =50 m,两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1=0.2,2=0.5,3=1.0,沿程水力摩擦系数 =0.024,上下游水位差H=3m。求通过的流量Q ? ( 10分)v0=0 测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=0 KKi i1Ki i3KKi i3Ki (34)
12、d,mH90;D. D.l hc02(3) ht 1,则A、B 两测压管中的液面必为(2) (1) B 管高于A 管;(2) A 管高于B 管;(3) AB 两管同高。22、紊流的断面流速分布规律符合(1) 1 对数分布; 2 椭圆分布; 3 抛物线分布; 4 直线分布。23 平底棱柱形明渠发生水跃,其水跃函数J (h1)与 J (h2)的关系是(1) 1 J(h1)= J(h2) 2 J(h1)J(h2) 3 J(h1) pb(2) pa pb(3) pa = pb(4) 无法确定25、层流断面流速分布规律符合(3) 1 对数分布; 2 直线分布; 3 抛物线分布; 4 椭圆分布。26、佛汝
13、德数Fr 是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(1) 1 急流和缓流; 2 均匀流和非均匀流; 3 层流和紊流; 4 恒定流和非恒定流。27、紊 流中粘滞底层厚度比绝对粗糙高度大得多的壁面称为(1)(1)光滑面 2 过渡粗糙面(3)粗糙面(4)以上答案均不对三、填空题 (在空格中填写正确答案) 1、水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。2、明渠的断面和流量不变时,水跃的跃前水深越大,则跃后水深越小。3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3 种形式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 24
14、页学而不思则惘,思而不学则殆4测量明槽流量的主要工具有_堰_ 、_量水槽 _ 。5、根据管道计算方法的不同,管道可分类为长管和短管。6、渗流的达西公式是_v=kJ_。7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。8、计算明渠均匀流的公式是iRACQ。9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系,水击可分类为(1) 直接水击和 (2) 间接水击。10、底流式消力池中产生的水跃,要求是_微淹没 _形式的水跃消能率高且稳定。11、按重力相似准则设计的模型中,几何比尺为64,则流速比尺为8 。12、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体,层流运动13、理想液体与实际液体的主要区别是_是否存在
15、液体的拈滞性_ 14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是液体的粘滞性,外因是边界条件的影响。15、 水跃是水流从 _急_流过渡到缓 流的局部水力现象;当流量一定, 跃前水深增大时,则跃后水深是减小。16、三种液体盛有容器中,如图所示的四条水平面,其中为等压面的是BB 四、问答题1 什么是液体的可压缩性?什么情况下需要考虑液体的可压缩性?解: 可压缩性是: 当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。液体可压缩性一般情况下可以不必考虑,但是当外界压强变化较大,如发生水击现象时必须予以考虑。2有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确?为什么?解:这种说法是错误的,均匀流不一定是恒
16、定流。因均匀流是相对于空间而言,即运动要素沿流程不变, 而恒定流是相对于时间而言,即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。3什么是相对压强和绝对压强?4。写出水力半径R 的表达式。5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 24 页学而不思则惘,思而不学则殆6、明渠的底坡可以分为哪些类型?7、如何用临界水深hk与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态?8、根据边界条件的不同,水头损失可以分为哪两类?9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。10 明渠均匀流产生的条件是什么?六、根据题
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