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1、水力学模拟试题及答案1、选择题：（每小题 2 分）（1）在水力学中，单位质量力是指（）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。 答案：c（2）在平衡液体中，质量力与等压面（）a、重合；b、平行 c、相交；d、正交。答案： d（3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为a、 1 kN/m2b、 2 kN/m2c、 5 kN/m2d、 10 kN/m2答案： b（4） 水力学中的一维流动是指（）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。答案： d（5）有压管道的管
2、径 d 与管流水力半径的比值 d /R=（）a、 8；b、 4；c、 2；d、 1 。答案： b（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a层流区；b、紊流光滑区；c、紊流过渡粗糙区；d、紊流粗糙区答案： c（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,贝U管道中原来的流速V0为a、 1.54m b 、 2.0m c 、 2.45m d、 3.22m 答案： c（8） 在明渠中不可以发生的流动是（）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。
3、答案： c（9） 在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。a、均匀缓流；b、均匀急流；c、非均匀缓流；d、非均匀急流。 答案： b（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a缓流；b、急流；c、临界流；答案：b(11) 闸孔出流的流量Q与闸前水头的H ()成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方 d、1/2次方答案：d(12) 渗流研究的对象是()的运动规律。a、重力水；b、毛细水；c、气态水；d、薄膜水。答案：a(13) 测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管 d、薄壁堰答案：b(14) 按
4、重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺入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a、1 米，入 Q =1000;b、10 米，入 Q =100;c、1 米，入 Q =100000;d、10 米，入 Q=100000。答案：d2、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。()答案：错误(2) 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。()答案：错误(3) 水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。()答案：错误(4) 粘滞性是液体产生水头损失的内因。()答案：正确(5) 同样条件下直接水击比间接水击更不安全。()答案：正确(6) 在正
5、坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。()答案：错误(7) 矩形断面水力最佳断面的宽深比B =2。()答案：正确(8) 断面比能沿流程总是减小的。()答案：错误(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。()答案：错误(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。()答案：正确3、填空题：(每小题24分)(1) 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和。(2)(3)(4)答案：层流运动，牛顿液体液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相 kN/m2，真空度为_答案：2，不存在.只受重力作用，静止液体中的等压面是答案：水平面。实际液体在流动时产生水头损失的
6、两个主要原因是对压强为(5)(6)(7)(8)(9)0答案：液体存在粘滞性和边界的影响。水流在明渠中的流态为缓流时，其水深 hhk，弗汝德数Fr（填写、符号）答案：，。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。根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为答案：短管，长管。在水击计算中阀门关闭的时间把Ts Tr的水击称为答案：直接，间接。a2型水面曲线是发生在这时弗汝德数Fr沿程答案：陡坡，缓流，Ts 水击相长Tr的水击，称为 水击。1。水击,坡上的流（指急流或缓流）的水面线,（指增大、减小或不变）减小。溢流堰的过堰流量与堰顶水头的答案：3/2（11）泄水建筑物下游发
7、生远驱水跃时，下游收缩断面水深heht（ht为下游河道的水深，填写、答案：填写、符号（12）按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺入 流速为v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为 vp=答案：4m/s(10)次方成正比。he的共轭水深 符号）l=25，当模型中某点的m/s 。4、问答题：（每小题34分）（1）什么是理想液体？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，
8、 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入的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中入仅是雷诺数Re的函数并与Re成反 比；在层流到紊流过渡区，入仅是 Re的函数；在紊流光滑区入=fi (Re); 过渡区入R=f2 (Re，)粗糙区入=f3 ()，紊流粗糙区又称为阻力平方区。(4) 为什么舍齐公式v C Ri只适用于阻
9、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
10、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= kJo5、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)K6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 1=50 m,两个 30。折角、进口和出口的局
11、部水头损失系数分别为Z1=0.2,Z 2=0.5,Z 3=1.0,沿程水力摩擦系数入=0.024,上下游水位差H=3m。求通过的流量 Q ?（10 分）解：面建立能量方程lv2H hw ()4R2g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数AR0.2m ,（5分）0.2 20.51.01.9按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断将参数代入上式计算，可以求解得到（5分）v 4.16m/s , Q vA 2.662m 3/s即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s(2)从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。
12、由水箱至喷嘴的水头损失 hw = 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9Ncm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力 R,行近流速vo=O，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 嘴出口断面22的能量方程2511和喷H 00000.52g求得喷嘴出口流速和流量为v2v2 g 5 9.9叹（5分）Q v2A20.000314mS（1.5 分）橡胶管道内的流速为A3 70咳V3（1分）F；对于喷嘴建立x方向的动量方程p3 A3RQ（V2x V3x）R P3A3Q（V2 V3） 187.79 N（6.5 分）水流对喷嘴冲击
13、力为 RR即为手握喷嘴所需之力（1分）(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。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。(9分)解：计算渠道断面水力要素,过流断面面积2 2A bh mh 39m2（1.5 分）湿周水力半径舍齐系数通过的流量hk14.7223. 9.82.81 m（1.5 分）（1分）（2分）（3分）流量 Q= 265m3/s，坝 （12 分）（4分）（4分）（4分）x b 2 1 m2 h 18.49 mAR 2.11 mxC -R1680.90m12 /snQ = AC (Ri)5 = 144.93
14、m3/s（4）某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽 B= 18m,下收缩断面处水深hc=1.1m，当坝下游水深ht=4.7m时，问：1）坝下游是否发生水跃？2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？3）是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。解：1）计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，q = Q/B =265/18 =14.72 m3/smhk为缓流,因为收缩断面水深hc =1.1 m hk为急流，下游水深ht=4.7m所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hcII hc =82 q ghc31.11)28冲9.8 1.131) = 5.81m因为 h
