水力学期末考试复习题及-修订编选

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1、1 水力学期末考试复习题及答案水力学期末考试复习题及答案 1、选择题：、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/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、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；

2、 d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （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

3、； 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（ 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

4、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 0.1 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； 2 c、1 米，Q =100000； d、10 米，Q =100000。 2、判断题：、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

5、失的内因。 （ T ） （5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 （ 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：、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

6、空度为 。 答案：2， 不存在. （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 h hk，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。 3 （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。 (

7、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， 减小。 (10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。 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 hc ht(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：、问答题：（每小题 3 4 分） （1）什

8、么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？ 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

9、规律。 答案：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， ） ；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

10、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，但水流运动总要消耗能 R R iRCv 4 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。 5、

11、作图题：、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：、计算题： v0=0 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 K K i i 1K i i 3K K i i 3 K i (34) d, mH9 0 ； 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

12、（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、紊流中粘滞底

13、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 15 三、填空题三、填空题(在空格中填写正确答案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。 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。

14、 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：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：解：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