《2021年水力学试卷及答案qw》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021年水力学试卷及答案qw(9页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、优秀学习资料欢迎下载水力学试卷班级:姓名:学号:成果:一、 单项挑选题(填写唯独正确答案的编号)(本大题共10 小题,每道题 2 分,共 20 分)1. 以下物理量中,有量纲的数为()a) A 佛汝德数 FrB. 沿程阻力系数b) C渗流系数 kD. 堰流流量系数m2. 缓坡明渠中的匀称流是()a) A 缓流B. 急流C. 临界流D. 可以是急流或缓流3. 管流的负压区是指测压管水头线()A 在基准面以下的部分B.在下游自由水面以下的部分C 在管轴线以下的部分D.在基准面以上的部分4. 有两条梯形断面渠道1 和 2,已知其流量、 边坡系数、 糙率和底坡相同, 但底坡 i 1i 2, 就其匀称流
2、水深h1 和 h2 的关系为()A h1h 2B.h1 h2C.h1=h2D. 无法确定5. 对于并联长管道,每根管道的()相等;A 流量B. 切应力C. 沿程水头缺失D.水力坡度6. 平稳液体的等压面必为()A 水平面B.斜平面C. 旋转抛物面D.与质量力正交的面7. 抱负液体恒定有势流淌,当质量力只有重力时,()A 整个流场内各点的总水头 zp /u 2 / 2 g 相等B 只有位于同一流线上的点,总水头 zp /u2 / 2 g 相等C 沿流线总水头 zp /D 沿流线总水头 zp /2u / 2g2u / 2g沿程减小沿程增加8. 有一溢流堰,堰顶厚度为2m,堰上水头为2m,就该堰流属
3、于()A 薄壁堰流B.宽顶堰流C. 有用堰流D. 明渠水流9. 同一管道中,当流速不变,温度上升时,就雷诺数()A 增大B. 减小C. 不变D.不肯定10. 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,沿程水缺失是原先的()倍A 1B.2C. 2D. 4二、 填空题(在空格中填写正确答案)3(本大题共8 小题,每空格 2 分,共 16 分)1. 有一明渠匀称流,通过流量Q55m / s ,底坡 i0.0004 ,就其流量模数 K =.2. 水泵进口真空计的读数为pk24.5KN/ m ,就该处的相对压强水头为m23. 矩形断面渠道,水深h=1m,单宽流量
4、q1m 3 / s ,就该水流的佛汝德数Fr =;4. 宽顶堰的总水头 H 0=2m, 下游水位超过堰顶的高度hs=1.4m ,此时堰流为出流;5. 渗流杜比公式说明,在渐变渗流中过水断面的流速分布为;6. 已知谢才系数C100m1 / 2 / s ,就沿程阻力系数=;7. 当液流为流时,流线与迹线重合;8. 直径为 1m 的管道中的水流,其水力半径为;三、 作图题(本大题分3 小题,每道题 4 分,共 12 分)1. 画出如图示曲面ABC 上的水平压强分布图与压力体图;2. 画出如图短管上的总水头线与测压管水头线;V上0V下03. 有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连,每段都很长,且断面外形、
5、尺度及糙率均相同;试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式;Ki1=ici 2i c四、 运算题(本大题分 5 小题,共 52 分)1(本小题 10 分)如下列图,一个封闭水箱,下面有一1/4 园柱曲面 AB ,宽为 1m(垂直于纸面方向) ,半径 R=1m, h1方向和作用点;2m , h23m ,运算曲面 AB 所受静水总压力的大小、p0h2h1R2(本小题 10 分)有一长度为L 的有压管道,管径d=0.1m ,作用水头H=3m ,在 L/2处装一测压管,已知测压管水面高于管轴1m,不计行进流速,求管道中通过的流量;L/2H1mL3(本小题12 分)如图示管路渐变段,已知管轴线与水平面
6、夹角30o ,渐变段长L=10m ,渐变段中水体重量G=2KN ,进水管直径 d10.2m ,流速 V11m / s ,形心点相对压强水头p1 /50m 水柱高,出水管直径d20.1m ,不计水头缺失,试求固定段管路所受的作用力Rx 和 Ry ;2y1x21L4(本小题 10 分) 在矩形断面河道上, 有一单孔的与渠道等宽的泄水闸,已知闸前水深H8m ,闸门开度 e2.5m ,闸下游水深ht4.5m ,闸门宽度b8m ,(闸门垂向收缩系数20.625 ,堰流的流量系数m0.34 ,闸孔出流的流量系数0.600.18e/ H ),不计行进流速,试求:( 1) 通过水闸的流量;( 2) 判定闸下游
7、的水流连接形式,并判定闸下是否要建消能工;Heht5. (本小题 10 分)对于流淌ux2xy , u yx2y2 的平面流淌,要求:( 1) 判定是否是不行压缩流体的流淌?如流淌存在,求流函数;( 2) 判别是无旋流仍是有旋流?如为无旋流,确定其速度势函数;答案:一、单项挑选题(20 分)1.C2. A3.C4.B5. C6.D7.B8.C9.A10.D二、填空题( 16 分)1.2750m 3/s2.2.5m3.0.32m4. 自由出流5. 矩形 /或匀称分布6 0.007847.恒定流8. 0.25m三、作图题V上0V下0i1=ici 2i c四、运算题1 ( 10 分)画出水平方向压强
8、分布图(1 分);画出垂直方向压力体图(1 分);水平方向静水总压力:Pxhc A9.82.51124.5KN ( 2 分)PP垂直方向静水总压力:PzV9.831112 / 421.71KN ( 2 分)总静水总压力: P2224.5221.71232.73KN( 1 分)xz与水平方向的夹角:tg 1Pztg Px1 21.7124.541.5o(1 分)距底部 B 点的垂直距离:eRsin1 sin41.5o0.663m( 2 分)2( 10 分)以管道轴线为基准面,列测压管断面和处口断面的能量方程:得 h f / 21m( 4 分)列水箱和出口断面能量方程得,32V 2 / 2gV 2
9、 / 2g (0.5 )所以 V=4 g / 33.615m( 5 分)QVA3.6150.10.1/ 40.0284m3 / s28 .4l / s( 1 分)3( 12 分)V2d1 / d2 2V14m/ s ,QV1A10.0 3 1m43 / s( 1 分)以过 1-1 断面中心的水平面为基准面,写出1-1 和 2-2 断面能量方程:z1p105021V12 g12z2p210sin 30o22V2取 1212g2p24,( 3 分)得 p2 /19.644.23m 水柱,即 p219 .69.844.232433 .5KN / m( 2 分)而 p19.850490KN/ m 2
10、,取 1-1 和 2-2 断面间水体为脱离体,假设管壁对水体的作用力为向为 x 轴,与水流方向垂直为y 轴)x 方向大的动量方程:Rx 和 Ry ,(水流方p1 A1p2 A2G sin 300RxQ 2V21V1取 121Rxp1A1p2 A2G sin 30oQV2V14900.0314433.50.0078520.510000.031441 /100015.933.410.910.9KN( 3 分)y 方向的动量方程:RyG cos30 0RyG cos 300020.8661.73KN(2 分)水流对管壁的作用力与Rx 和 Ry 大小相等,方向相反;( 1 分)4 10 分( 1)由于
11、 e/H=2.5/8=0.31250.65 ,所以为闸孔出流( 1 分) 假定为自由出流(1 分)Qbe2 gH0.60.180.312582.519.68136.2m3 / s ( 2 分)hc2e0.6252.51.563mqQ / bhc317.03m / smq21.563817.0317.03hc 12831 1ghc29.81.563315.42m由于 hthc ,所以闸孔为自由出流,假设正确;( 2 分)( 2)hk3q 2 / g3 117.032 / 9.83.09m( 1 分)由于 hchk,所以出闸水流为急流,又hthk ,所以下游河道为缓流( 1 分)就下游水流连接形式为远驱式水跃(1 分) 要设消能工;(1 分)5( 10 分)( 1) 由于 uxxu