2022年水力学期末考试复习题及答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆水力学期末考试复习题及答案1、挑选题：（每道题 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；c、单位质量液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力；名师归纳总结 （2）在平稳液体中,质量力与等压面（d ）第 1 页,共 24 页a、重合；b、平行c、相交；d、正交；（3）液体中某点的肯定压强为100kN/m2,就该点的相对压强为b a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 （4）水力学中的一维流淌是指（d ）a、恒定流

2、淌；b、匀称流淌；c、层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流淌；（5）有压管道的管径d 与管流水力半径的比值d /R=（ b ）a、8；b、4；c、2；d、1；（6）已知液体流淌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,即可以判定该液体流淌属于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,就管道中原先的流速v0 为 c a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不行以发生的流淌是（c ）a、恒定匀称流；b、

3、恒定非匀称流；c、非恒定匀称流；d、非恒定非匀称流；（9）在缓坡明渠中不行以发生的流淌是（b ）；a、匀称缓流；b、匀称急流；c、非匀称缓流；d、非匀称急流；（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,就该处水流的流态为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）渗流争论的对象是（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

4、管d、薄壁堰（14）按重力相像准就设计的水力学模型,长度比尺L=100,模型中水深为 0.1米,就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 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆c、1 米, Q =100000；d、10 米,Q=100000；2、判定题：（每道题 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淌；（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缺失的内因

5、；（T ）（5）同样条件下直接水击比间接水击更担心全；（T ）（6）在正坡非棱柱渠道内可以形成匀称流；（X ）（7）矩形断面水力正确断面的宽深比 =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肯定的条件下（ X ）,跃前水深越大,跃后水深也越大；（10）渗流达西定律适用的条件是恒定匀称层流渗流,并且无渗透变形； T 3、填空题：（每道题 2 4 分）（1） 牛顿内摩擦定律适用的条件是100kN/m和；答案：层流运动,牛顿液体2 , 就 该 点 的 相 对 压 强 为（2） 液 体 中 某 点 的 绝 对 压 强 为kN/m2,真空度为；答案： 2, 不存在

6、. （3） 只受重力作用,静止液体中的等压面是；答案：水平面；（4） 实际液体在流淌时产生水头缺失的两个主要缘由是,；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,就水跃的跃后水深越答案：大；（7） 依据管道水头缺失运算方法的不同,管道可以分为和；答案：短管,长管；名师归纳总结 （8） 在水击运算中阀门关闭的时间Ts水击相长 Tr 的水击,称为第 2 页,共 24 页水击,把 Ts Tr 的水击称为水击；坡上的流（指急流或缓流）答案：直接,间接；9a2型水面曲线是发

7、生在（指增大、减小或不变）的水面线,这时弗汝德数Fr 沿程答案：陡坡,缓流, 减小；次方成正比；10 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆答案： 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L=25,当模型中某m/s ；hchtht 为下游河道的水深,填写、 符号 答案：填写、 符号12 按重力相像准就设计的溢流坝水力模型,长度比尺点的流速为 v m= o.8m/s,就原型中对应点的流速为vp=答案： 4m/s ；4、问答题：（每道题 3 4 分）（1）什么是抱负

8、液体？为什么要引入抱负液体的概念？答案：抱负液体是指没有粘滞性的液体；实际液体都具有粘滞性, 在液体流淌时会引起能量缺失,给分析液体运动带来很大困难； 为了简化液体运动的争论, 我们引入了抱负液体的概念,忽视液体的粘滞性,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；这是水力学重要的争论方法；（2）“ 匀称流肯定是恒定流”,这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的；匀称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,但它不是匀称流；（3）简述尼古拉兹试验中沿程水力摩擦系数 的变化规律；答案：通过尼

9、古拉兹试验可以发觉：在层流中 仅是雷诺数 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 R 渡区 =f2（Re,）；粗糙区 =f 3（）,紊流粗糙区又称为阻力平方区；R（4）为什么舍齐公式 v C R i 只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是依据明渠匀称流的大量观看资料总结的公式,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）流淌相像的含义是什么？答案：流淌相像包括几何相像、运动相像和动力相像；其中几何相像是前提,动 力相像是保证,才能实现流淌相像；（6）从力学意义上说明明渠匀称流只能在正坡渠

10、道中产生的缘由；答案：匀称流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流运动总要消耗能量,因此从能量方程来分析,只能消耗位能来克服水流阻力；所以匀称流只能产 生在正坡渠道中；（7）分析水面曲线时,如何查找急流和缓流的掌握断面？答案：急流的掌握断面在上游, 由于外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的 掌握断面在下游,其缘由与急流正好相反；（8）在渗流运算中达西定律与杜比公式有何区分？答案：达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ,其适用于恒定匀称层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非匀称渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于 v= kJ；名师归纳总结 - - - - - - -第 3

11、页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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 v0=0 测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=0 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 5Ki iKi iKK分 解：6、运算题：（ 1） 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为 30；折角、进口和出口的局部水头缺失系数分别为A=0.64 m2,长 l =50 m,两个 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；

12、求通过的流量Q . （ 10N 1缓流a1N 1缓流b1急流Ki iKi iKK N 3分）名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆解 ： 按短管运算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的运算断面建立能量方程Hh wlv25 分 4R2g运算方形管道断面的水力半径和局部水头缺失系数RA02.m,02.20.510.1 .9将参数代入上式运算,可以求解得到v4 . 16 m/s,QvA.2 662 m3/s5 分 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m 3/s ；（ 2） 从水箱接一橡胶管道及喷嘴如

13、图 ；橡胶管直径 D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm；水头 H =5.5 m；由水箱至喷嘴的水头缺失 hw = 0.5m；用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N cm2；如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R , 行 近 流 速v0=0 , 取 动 能 校 正 系 数 和 动 量 校 正 系 数 均 为1 ；（ 15 分）解： 以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面 11 和喷嘴出口断面 22 的能量方程3s2g59 9 . ms5 分 H0000v 220 52g求得喷嘴出口流速和流量为v 21.5 分 Qv2A20. 000314m橡胶管道内的流速为名师归纳总结

14、v3Q0.7 0 6 ms1 分 第 5 页,共 24 页A 3- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆对于喷嘴建立 x 方向的动量方程Rp 3A 3RQ v2xv 3x1 分 p 3A 3Q v2v3187 .79N 6.5 分 水流对喷嘴冲击力为RR 即为手握喷嘴所需之力；（ 3） 有一梯形渠道,底宽b =10 m,水深 h = 3 m,边坡为 1:1,糙率 n = 0.014,底坡 i=0.001；如流淌在紊流粗糙区,求通过的流量 Q；9 分解： 运算渠道断面水力要素,过流断面面积xAbhmh239 m2 1.5 分 湿周b2

15、1m 2 h18 .49m1.5 分 水力半径1 分 RA2 11m x舍齐系数C1R1680.90m12/s2 分 n通过的流量3 分 Q = AC R i 0.5 = 144.93 m 3/s （ 4）某矩形断面渠道中筑有一溢流坝；已知渠宽B18m,流量 Q265m 3/s,坝下收缩断面处水深hc=1.1m,当坝下游水深 ht=4.7m 时,问： 12 分 1）坝下游是否发生水跃？（4 分）2）如发生水跃,属于何种形式的水跃？（4 分）3 是否需要修建消能工？如需要修建消能工,估算消力池深；（4 分）解： 1运算临界水深 hk,判定收缩断面和下游水流流态,q = Q/B =265/18 =

16、14.72 m 3/sm hk3q23214 . 722 .81m ht=4.7m hk 为缓流,g9 8.由于收缩断面水深hc =1.1 m hk 为急流,下游水深所以溢流坝下游必定发生水跃；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆2）运算收缩断面处水深 hc 的共軛水深 hchc hc18q231 2gh c.1 11814 . 72215.81m 29 8.11 3由于hcht ,该水跃为远驱水跃；3）溢流坝下游发生远驱水跃,需要修建消力池；估算消力池深 d,取水跃埋没系数 j 1.05

17、就池深约为 d = j hc - ht =1.05 5.81 4.7 = 1.40 m水力学模拟题 2；一、挑选题（每道题 1 分,共 5 分）1、明渠匀称流可能发生在： （）A、平坡棱柱形渠道；B、顺坡棱柱形渠道；C、逆坡棱柱形渠道；D、都有可能；2、某水库水深为 10m处的肯定压强为：（）A. 10kPa ；B. 98kPa ；C. 147kPa ；D. 196kPa；A.3、在圆管流中,层流的断面流速分布符合： A 、匀称规律；B、直线变化规律； C 、抛物线规律； D、对数曲线规律；4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（）A. A.l34）d,H09m；B. B.l34） d ,H09

18、m；C. C.l 34 d,H09 m；D. D.l h c02 3 h t 1,就 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 Jh1= Jh2 2 Jh1Jh2 3 Jh1 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）名师归纳总结 1 对数分布； 2 直线分布；第 14 页,共 24 页 3 抛物线分布； 4 椭圆分布；26、佛汝德数Fr 是判别以下哪种流态的重要的无量纲数（1） 1 急流和缓流； 2 匀称流和非匀称流； 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肯定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、水力模型的重力相像准就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,就跃后水深越小；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 - - - - -