一、单项选择题 (每小题3分,共计12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/m 2,则该点的相对压强为 ( b ) a 、10 kN/m 2b 、-10kN/m 2c 、12 kN/m 2d 、-12 kN/m 2二、填空题 (每小题3分,共计12分)1.牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。
2.理想液体的概念是指 。
没有粘滞性的液体3.液体中某点的相对压强值为20kN/m 2,则该点的绝对压强值为 kN/m 2,真空度为 。
118、0 4.当压力体与受压面在同一侧,铅垂方向的作用力的方向是向 。
下 三、判断题 (每小题3分,共计6分)1.作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。
(×) 2.均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。
(√) 四、问答题 (每小题4分,共计8分) 1.液体的基本特征是什么?答案:易流动的、不意被压缩的、均匀等向的连续介质。
2.什么是液体的粘滞性?它对液体运动有什么影响?答案: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,我们把液体这种相对运动的发生,我们把液体的这种特性称为粘滞性;黏滞性是液体在流动中产生能量损失的根源五、作图题(每小题4分,共计12分) 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3.容器内充满了液体,测压管液面如图所示,试绘制图中曲面ABC 上的压力体图 六、计算题 (共4题,计50分)1. 如图所示,平板在水面上作水平运动,速度为v=10cm/s ,平板与下部固定底板的距离为δ=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。
(10分)解:2. 图示为复式比压计,已知油的比重为0.8,水银的比重为13.6,求A ,B 两点的压强差。
(12分) 解:3. 如图所示矩形平板闸门AB 宽b =3m ,门重G =9800N ,α=60,h 1 =1m ,h 2=1。
73m 。
试求:(1)下游无水时启门力T , (24. 图示为溢流坝上的弧型闸门。
已知2)静水总压力作用点的位置。
(4分)一、单项选择题 (每小题2分,共计1.过水断面是指 (b )a 、 与流线平行的断面;b 、与流线正交的横断面c 、与流线斜交的横断面;d 、与迹线正交的横断面。
2.已知液体流动的沿程水力摩擦系数λ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3.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 4.已知突扩前后有压管道的直径之比d 1/d 2 =1:2,则突扩前后断面的雷诺数之比为(a )a 、2b 、1c 、0.5d 、0.25 5.层流断面流速分布规律符合 ( c )a 、对数分布;b 直线分布;c 、抛物线分布;d 、 椭圆分布 。
二、填空题 (每小题2分,共计12分) 1.恒定流时流线与迹线⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
重合2.恒定渐变流过水断面动水压强的分布特性为⎽⎽其过水断面上各点的测压管水头近似相等⎽。
3.实际液体在流动时产生水头损失的内因是⎽液体具有粘滞性⎽,外因是⎽边界条件的影响 。
4.某种液体流经两根长度相等但粗糙度不同的等直径长直管道,当雷诺数相等时,它们的水头损失在⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽流态与流区内相等。
层流、紊流光滑区5.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⎽。
6.判断明渠水流层流或紊流的临界雷诺数Re 的数值是⎽500⎽。
三、判断题 (每小题2分,共计12分)1.水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
(×) 2.只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 ( × ) 3.均匀流与渐变流一定是恒定流,急变流一定是非恒定流。
( × ) 4.根据达西公式h f =λgv R l 242,层流沿程水头损失与流速平方成正比。
(×)5.紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。
( × ) 6.园管中层流的雷诺数必然大于3000。
( × ) 四、问答题 (每小题5分,共计10分)1.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。
2.根据尼古拉兹实验,简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。
答案:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re 的函数;在紊流光滑区λ=f1(Re ); 过渡区λ =f2(Re , );粗糙区λ=f3( ),紊流粗糙区又称为阻力平方区。
五、计算题 (共5题,计56分)1.管道直径 d = 10 mm ,通过流量 Q = 20 cm 3/s ,运动粘度ν = 0.0101 cm 2/s 。
问管中水流流态属层流还是紊流?若将直径改为 d = 30 mm ,水温、流量不变,问管中水流属何种流态?2.图示水箱一侧有一向上开口的短管,箱内水位恒定,水通过管嘴向上喷射。
若管嘴出口至水箱水面的高度h =5 m ,管嘴局部水头损失系数 =0.2,取动能校正系数 =1。
求管嘴的出流速度v 及此射流达到的高度z 。
( 12分) 解:3.已知如图所示的文丘里管,管路中通过流量Q = 10 l /s ,d 1 =5 cm , p 1 =78.4 Pa ,如果使2断面产生真空压强为6.37kPa ,问d 2应为多少?(不计水头损失) (12分)解:R∆R ∆4.矩形断面渠道中有一平板闸门,渠宽b=3m。
闸前水深H=4m,闸下收缩断面水深h c=0.8m,已知渠道流量Q=18m3/s。
取动能和动量校正系数均为1。
求水流作用于闸门上的作用力,并与按静水压强分布计算作用于闸门上的作用力相比较。
(12分)Array解:5.有一浆砌块石的矩形断面渠道,宽b = 6m,当Q = 14.0m3/s时,渠中均匀水深h = 2m,糙率n = 0.025,试求500m长渠道中的沿程水头损失。
(12分)解:一、单项选择题(每小题2分,共计6分)1.矩形水力最佳断面的宽深比β= (b )a、1;b、2;c、3;d、42.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。
3.长管的总水头线与测压管水头线( a )a、重合;b、相平行的直线;c、相平行呈阶梯状。
二、填空题(每小题2分,共计10分)1.根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
长管、短管2.在水击计算中阀门关闭的时间T s<水击相长T r的水击,称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽水击,把T s >T r的水击称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽水击。
直接、间接3.水流在明渠中的流态为缓流时,其水深h⎽>⎽h k,弗汝德数Fr⎽<⎽1。
(填写<、=、>符号)4.a2型水面曲线是发生在⎽⎽陡⎽坡上的⎽⎽⎽缓⎽⎽⎽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)5.已知底宽为b = 6m的矩形渠道中,临界水深为h k =1.37m,则渠道内通过的流量Q=⎽5.02⎽m3/s。
三、判断题(每小题2分,共计10分)1.水泵的扬程就是指提水的高程。
(×)2.在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。
(×)3.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。
(×)4.断面比能沿流程总是减小的。
(×)5.陡坡渠道中产生均匀流必定是急流。
(√)四、问答题(每小题4分,共计8分)1.简述明渠均匀流的特征。
答案:①过流断面的形状、尺寸和水深沿流程不变;②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;③总水头线、测压管水头线(既水面线)和渠底线三者互相平行。
2.判别明渠水流的流态有哪几种方法?答案:①用弗汝德数判别砂;②用微波波速判别;③用临界水深判别;④用临界流速判别。
五、作图题 (共2题,计8分)1.定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)1.图示用直径d = 0.4m 的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌溉渠道引水,河道水位为120m ,灌溉渠道水位118m ,虹吸管各段长度为l 1 = 10m ,l 2 =5m , l 3 =12m ,虹吸管进口安装无底阀的滤网(ζ= 2.5),管道有两个60o的折角弯管(ζ=0.55)。
(12分) 求:(1)通过虹吸管的流量。
(2)当虹吸管内最大允许真空值h v =7.0m 时,虹吸管最大安装高度。
解:2.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v 0为多少? (7分)3.底宽b = 1.5 m 的矩形明渠,通过的流量为Q = 1.5 m 3/s ,已知渠中的水深h = 0.4m ,则该处水流的流态为 解:4.有一混凝土护面的梯形渠道,底宽b =10 m ,正常水深 h = 3 m ,边坡为 1:1,底坡 i =0.001,糙率 n = 0.014。
如流动在紊流粗糙区 ,求谢才系数C 和均匀流流量。
解:5.有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014),底宽b=1.5m,槽长L=116.5m。
进口处槽底高程▽=52.06m,当通过设计流量Q =7.65m3/s时,槽中均匀流水深h0=1.7m,试求渡槽出口的底高程▽2?(10分)解:6.在矩形断面水平渠道中设一平板闸门,如图所示,闸门与渠道同为宽度b = 4m,闸孔出流量Q = 12m3/s,闸下收缩断面水深h c =0.4m,产生水跃与下游水流衔接,下游水深h t =1.4m,求跃前水深并判别水跃发生的位置。
(12分)解:Array一、单项选择题(每小题2分,共计6分)1.闸孔出流的流量与闸前水头的(d)成正比。