2023年水力学形成性考核册及参考超详细解析答案.pdf
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1、优秀学习资料 欢迎下载 水力学 一、单项选择题(每小题 3 分,共计 12 分)1.静止液体中同一点各方向的静水压强 (a)a、大小相等 b、大小不等 c、仅水平方向数值相等;d、铅直方向数值为最大 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.液体只受重力作用,则静止液体中的等压面是 (b)a、任意曲面;b、水平面 c、斜平面;d、旋转抛物面。4.液体中某点的绝对压强为 88kN/m2,则该点的相对压强为 (b)a、10 kN/m2 b、-10kN/m2 c、12 kN/m2 d、-12 kN/m2 5.过水断面是指(b)与流线平行的断面;b、与流线正交
2、的横断面 c、与流线斜交的横断面;d、与迹线正交的横断面。6、紊流粗糙区的水头损失与流速成 (b )a、一次方关系;b、二次方关系;c、1.75 2.0 次方关系;d、不能确定 7、已知液体流动的沿程水头损失系数与边壁粗糙度和雷诺数 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 8、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 9、已知突扩前后有压管道的直径之比 d1/d2=1:2,则突扩前后断面的雷诺数之比为 (a )a、2 b、1 c、0.5 d、0.25 10、层流断面流速分布规律符
3、合 (c)a、对数分布;b 直线分布;c、抛物线分布;d、椭圆分布 11.根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为(a)a、长管,短管;b、复杂管道,简单管道;c、并联管道,串联管道;12、矩形水力最佳断面的宽深比=(b)a、1;b、2;c、3;d、4 13、在缓坡明渠中不可以发生的流动是 (b)a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。14、长管的总水头线与测压管水头线 (b)b、重合;b、相平行的直线;c、相平行呈阶梯状。15、水流在明渠中的流态为缓流时,其水深h h k,弗汝德数Fr1。(c)优秀学习资料 欢迎下载 a、,;b、,;c、,;d、,。闸孔出流的流量与闸
4、前水头的(d )成正比。a、1 次方 b、2 次方 c、3/2 次方 d、1/2 次方 16、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的(c )次方成正比。a、1 次方 b、2 次方 c、3/2 次方 d、1/2 次方 17、底流式消能池中产生的水跃应该是 (a )a、远离式水跃,b、临界水跃,c、强淹没水跃,d、淹没系数为 1.05 1.1 的弱淹没水跃 18、对于底坎为平顶堰的闸孔,相对开度 e/H(a )时的水流运动为堰流。a、0.65 b、0.67 c、0.75 d、2.5 19、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。20、按重力相似准则设计的水力学模型
5、,长度比尺L=100,模型中水深为 0.1 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;c、1 米,Q=100000;d、10 米,Q=100000。21、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 22、泄水建筑物下游发生远驱水跃,下游收缩断面水深hc的共轭水深hc 下游河道的水深h t。(c)a、,b、,c、。二、填空题 三、1.牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿流体。2.液体中某点的相对压强值为 20kN/m2,则该点的绝对压强值为 118 kN/m2,真空度为 不存在 。3.当压力
6、体与受压面位于同一侧,则铅垂方向作用力的方向是向 下。4、恒定流时流线与迹线 重合。5、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 。6、雷诺试验揭示了液体存在_层流_和_紊流 _ 两种流态,并可用 临界雷诺数 来判别液流的流态。7、在等直径长直管道中,液体的温度不变,当流量逐渐增大,管道内的雷诺数Re将逐渐 增大 。8、在水击计算中阀门关闭的时间Ts Tr水击相长的水击,称为 直接 水击,把Ts Tr的水击称为 间接 水击。9、a2型水面曲线是发生在 陡 坡上的 急 流(指急流或缓流)的水面线,这时弗汝德数 Fr 沿程 减小 (指增大、减小或不变)堰、闸出流都
7、属于 急变流 流,它们的主要区别在于 流堰上部没有受到闸门控制,水面是连续的,而闸孔出流受到闸门控制,水面是不连续的,因而过流能力不同。10溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。3/2 止液体中的等压面是任意曲面水平面斜平面旋转抛物面液体中某点的绝次方关系二次方关系次方关系不能确定已知液体流动的沿程水头损失系压管道的直径之比则突扩前后断面的雷诺数之比为流断面流速分布规律优秀学习资料 欢迎下载 11当堰顶厚度=5m,堰为宽顶堰的堰上水头范围是 。0.5mH 2m 12泄水建筑物下游发生远驱水跃,下游收缩断面水深hc的共轭水深hc h t。(ht为下游河道的水深,填写 、符号)。13工程中应用
8、 WES 实用堰与其它实用堰型相比具有下列优点 便于施工控制,节省工程量 。三、判断题 1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。()2.图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点 C重合。()3.静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。()4、根据连续性方程,流速与过流断面面积成正比。()5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。()6、只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 ()7、均匀流与渐变流一定是恒定流,急变流一定是非恒定流。()8、判别圆管水流是层流或紊流流态的临界雷诺数 Re为 2000。()9、层流一定是均匀流,紊流一定是非均匀流。()10、根据达西公式hf
9、=gvRl242,层流沿程水头损失与流速平方成正比。()11、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。()12、水泵的扬程就是指提水的高程。()13、同样条件下直接水击比间接水击更不安全。()14、在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。()15、在流量和渠道断面形状一定的条件下,水跃的跃后水深随跃前水深的增大而增大。()16、断面比能沿流程总是减小的。()17、陡坡渠道中产生均匀流必定是急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。()18、其它条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。()19、影响 WES 实用堰流量系数的两个因素是:实际水头H与设计水头Hd之比,上游堰高P与设计水头Hd之比。(
10、)20、底流消能消力池深度是以通过的最大流量作为设计流量的。()21、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。()22、两个液流只要在相应点的速度和加速度的大小成比例,则两个液流就是运动相似的。()止液体中的等压面是任意曲面水平面斜平面旋转抛物面液体中某点的绝次方关系二次方关系次方关系不能确定已知液体流动的沿程水头损失系压管道的直径之比则突扩前后断面的雷诺数之比为流断面流速分布规律优秀学习资料 欢迎下载 23、棱柱体明渠恒定渐变流的水面曲线有 12 条,而地下河槽无压渗流的浸润曲线只有 4条。()四、问答题 1.液体的基本特征是什么?答:液体的基本特征是易流动、不易被压缩、均
11、匀等向的连续介质。2.什么是液体的粘滞性?它对液体运动有什么影响?答:对于流动的液体,如果液体内部的质点之间存在相对运动,那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生,我们把液体的这种特性称为粘滞性;由于粘滞性的存在,液体在运动过程中要克服粘滞助力作功而消耗能量,所以粘滞性是液体在流动过程中产生能量损失的根源。3.有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确?为什么?答:这种说法是错误的,均匀流不一定是恒定流。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。4.根据尼古拉兹实验,简单叙述沿程水头损失系数在不同流态的
12、变化规律。答:通过尼古拉兹实验可以发现: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);过渡区=f2(Re,/d);粗糙区=f3(/d),紊流粗糙区又称为阻力平方区。5.总水头线、测压管水头线的关系和沿程变化的特点是什么?答案:均匀的总水头线和测压管水头线是相互平行的直线。6.简述明渠均匀流的特征。过流断面的形状、尺寸和水深沿流程不变;过流断面上的流速和流速分布沿流程不变,所以流速水头沿程不变;总水头线、测压管水头线(既水面线)和渠底线三者互相平行。7.渠水流的流态有哪几种方法?答:有四种方法:(1)用弗德德数判别(2)用微波波
13、速判别(3)用临界水深判别(4)用临界流速判别 8.简述堰的分类和相应的水流运动特征。薄壁堰流。当/H0.67 时,过堰的水舌形状受堰顶厚度的影响,水舌下缘与堰顶呈线接触,而且堰顶常做成锐缘形,水面为单一的降落曲线;实用堰流。当 0.67/H2.5 时,过堰水流受到堰顶的约束和顶托,水舌与堰顶呈面接触,但水面仍有单一的降落曲线;宽顶堰流。当 2.5/H10 时,堰顶厚度对水流的顶托作用更为明显,水流在堰顶进口处出现第一次跌落后,形成与堰顶近乎平行的渐变流段,然后出现第二次跌落(下游水位较低时)。9、简述泄水建筑物下游有哪几种消能形式和它们的特点。底流消能与衔接。底能消能多用于中、低水头及地质条
14、件较差的泄水建筑物下游;挑能消能与衔接。多用于高水头、下游河床地质条件好的建筑物末端的消能;面流消能与衔接。在底部旋滚和表层主流扩散的过程中实现的 10、建立渗流模型应遵循哪些原则?(1)通过渗流模型的流量必须和实际渗流的流量相等。止液体中的等压面是任意曲面水平面斜平面旋转抛物面液体中某点的绝次方关系二次方关系次方关系不能确定已知液体流动的沿程水头损失系压管道的直径之比则突扩前后断面的雷诺数之比为流断面流速分布规律优秀学习资料 欢迎下载 AB0.5m0.2m0.3m0.6m0.4m油水银C D E C D E(2)对同一作用面,从渗流模型得出的动水压力,应当和真实渗流动水压力相等。(3)渗流模
15、型的阻力和实际渗流应相等,也就是说水头损失应该相等。五、作图题 1.试绘制图中AB面上的静水压强分布图 2.试绘制图中曲面ABC上的水平方向静水压强分布图及压力体图 题 5 1 题 5-2 六、计算题 1.如图所示,平板在水面上作水平运动,速度为u=10cm/s,平板与下部固定底板的距离为=1mm,平板带动水流运动速度呈直线分布,水温为 20C,试求:作用平板单位面积上的摩擦力。(12 分)解:因为水流运动速度呈直线分布,则流速梯度为常数,即:du/dy=0.1/0.001=100 查表 1-1,温度为 20时水的动力粘滞系数为:=1.002 10-3Ns/m2 根据牛顿内摩擦定律,平板单位面
16、积上的摩擦力为:=(du/dy)=1.002 10-3100=0.1002N 2.图示为复式比压计,各点的高度如图所示,已知油的密度为 油=800kg/m3,水银的密度为水的密度 13.6 倍,求A,B两点的压强差。(12 分)解:图中等压面为 C-C,D-D,E-E。计算如下:PC=PA+水g0.5 pgh1 pg(h1+h2)pg(h1+h2+h3)pg(h1+h2)pg(R1+R2)止液体中的等压面是任意曲面水平面斜平面旋转抛物面液体中某点的绝次方关系二次方关系次方关系不能确定已知液体流动的沿程水头损失系压管道的直径之比则突扩前后断面的雷诺数之比为流断面流速分布规律优秀学习资料 欢迎下载
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