河北工程大学水力学习题

'1-1单项选择题⑴水力学中■单位质量力是指作用在单位（）液休上的质量力°①面积②体积③质虽©Sfi（2）下面关于流体粘性的说法中，不正确的足（）c①牯性是流体的固有属性。③粘性是6：运功状态下，讹体具有抵抗剪切变形速率能力的量度，③惋体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性C④紀体的粘性随着潟度的升克而增大Q1-2填空題（1）已知某液体的容fty=8339N/m其运动粘性系数八3.39x10"tn/,则该液体的动力粘性系数//=（）N•s/iu20（2）一盛水封闭容器从空中自由下落•则器内水依质点所受单位质萤力）＜（3）某液体的密度变化卒"也二-0.5%,W；该液体的体积变化率竽二（py1-3已知液体中的流速分芍“一厂如测）-3图中所示三种情况：（“）均匀分布；（厂线性分布；（£）施物线形分布。试定性画岀各种悄况卜的切应力分布T—V图°f)y1・4一底面枳为40cmx45cm.高为1cm的木块■质量为5kg,沿着涂有润營恋的斜面向卜•作等速运动，如测1-4图所示。已知木块运动速度（7=1m/s,油层厚度^=1mm・由木块所带动的油层运动速庚呈盲线分布，试求油的动力粘性系数测1・4图 2・1填空题(0-密闭贮水箱.其水面的绝対压强他=58.8kN/m2.水面下2m处招对压强是(〉，真空值为〈九(2)棊点的真空值为0.4kgf/cm2.则该处的相对圧孫为()N/rr?,该处的真空度为(JiriHjOc(3)相对压强为19600Pa的点，其絶对压强是(“0A痔，又为()米水柱。(4)作用在平面上的静水总压力.其大小等于受压面面积(九其方向足()o2・2测2・2图示中的.4、B点的相对压强各为多少？(单位分剔用N/n?和^0表示)73已知测2-3图中z=lm,A=2m,试求A点的相对压强’0严;•测Z2圈2U测2・4图为倾斜水管上测定压養的装置丄知X二20cm送圧计液面之差AA二15cm,求当：①7,=9.00kN/m3的油时;②儿为空气BtM、B两点的压差分別为多少??|测丄4围1-5有一圆柱形容然(见测2-5图)，半径恥200mm•原盛水深度li=04m,将容器以角逹度^=16.7阍人绕中心轴少旋转•试求运动稳定后容器中心及边壁处的水深(九和2・6如测2-6图所示的挡水闸板叮绕/V轴转动，求为使闸板关紧所需施加给转轴多大的力矩°已知闸板宽度为6=1.2m,/i,=2.8mrh2=].6mQ «25图Af乙7已知测2・7图示平面矽的宽6二1.()叫傾角型=45・，水深h=3m,试求支杆的支撑力。2・8钗形闸门的外形由1/4岡弧构成(见测2・8图)，半径1.5mo具重心位置如图中的G点。当水位与门顶丰齐时.求作用十闸门的总压力、作用点位豈及开门所需的力矩;闸门长3m,闸门质量为6000kg。R 31多項选择题（1）对于如测3-1图所示分叉管路，则有（①a二0十Qscosa；②4=)o（2）为液流为恒定均匀流时，必有（）为零。①当地加速度②迁移加速度③水力坡度J④测压管坡度人⑤丿-人1-2填空题如测3-2图所示三种形式的叶片•受淤量为Q流速为j的射流冲击，试问叶片上嗫冲力最大的是（），最小杲（沢（6）测丄2图3・3试判1K4B3-3图中所示四根符逍轴线上动水压强沿流向如何变化（堆大，诫小?）设管中液体为理想液体「 测3-4a3-4如测3-4图所示，已知画管过水析面上的波速分布为式中，“为半径为r处所对应的点流速；Mg为管轴线卜•的侃速；心为圆營半徑c试求斷面平均流速tro3-5某河段过水断面近似为矩形您R二lOOni^r时用困坡将原有河床缩年-¥（如测3・5图所示）,设缩窄处水位与下游河段水位相同，水头损失为缩窒处流速水头的_•半当下游水棵"3m时,通过流fitQ=300m"/s,试求上游壅水水深H。3・6如测3・6图所示为嵌人支座内的衣角弯段等径输水管，其直径d二250mm,流量0=O.I2m3^,支座前的压强厂=176.4kPa（相对压強），曾道中匕均在同一水平面上•试求支座所受的水平力匕可不计水头损失c测$5图St3-6S3-7设空间不可压缩液体的两个分速为血=ax1+6y2+czxuy--（dxy+erz+^%）式中*a、b、f、cl、©J皆为常数。若当z=0=0,试求分速勺。 41填空题⑴模型实验的比尺Ct=10,模塑律按瞬汝德堆则模型漁动时何=则原劈流动时间^=()o(2)若同时海足雷诺准则和佛汝徳准则，则派体迄动粘性系数的比尺与长度比尺的关系为(人⑶若已知密度比尺Cd=t,»p=10m/氛vm=2.5m/s,模型压强pn,=1450Pa,则pp-()o(4)雷诺数的物理意文杲反映了惯性力勺()之比，而Fr数则#()之比。⑸1、I・、T是基本()廊密度卩、管衿乩速厦。是基本()。(6)水深肛液休密度卩、()是独立变SU42简答题(1)瀝动相似包含哪几个方面？(2)什么是虽纲？米5)、牛顿(2)、力(F)、面积(.4),秒(s),哪些足蚩纲。(3)时间⑺、速度Q〉、加速度(°)及质量S)是否是基本物理童?为什么?(4)说明无量纲兀数杲如何组织出来的j4-3选择题(1)满足雷诺准卿时，其流盘比尺偽的表达式是()c①Cq二G・Cf②Cq二G・C,(2)满足Fr准则吋，原型的功率耳可按((3)下列三组，足无量纲组合数的足().③5=G)来计算。①严”定运动粘性系数：d拦管径;g是重力加速度;,U是淹速1g是重力加速度；人是水深;③学，3是压差；"是流速*是液体密度「vP3-4油的运动粘性系数为0.43cn?f8,用于粘性阻力和重力都起重要作用的流动中•若模型几何比尺G=5,试求模型液体所应有的运动站性系数值。*5有一宜径为100mm的水平输掖管道,油的运动粘性系数为0.157em2/s,现用水做实验,水温为10兀，凑型管径与原型住径相等，实验测得：当通过流It为1.5"s时.4m长的实笑管段上测压管水头降为0.5cm,试求：①原型的疣量;②原电输油管100m长的水头扭失。3-6一矩形斷面过水涵洞■宽6-3.2m■髙W-4.5肌・最大过流水深人=3m,最大流速为2,0m/划现用线性比尺G=15的模型进行试验，试确定複型的尺寸仁、比八£及试验流>Q,3-7将下列物理倉整理成无量纲的量：①3，卩2②p^,vtF③山“④.4(面积)，Q(淀量)，《>(角速度)1-8从器壁岡形小孔泄岀的流量Q与水头R及孔口直径d以及重力加速度g仃关。应用量纲分析方法求Q的基本关系式匸 1-1选择题（1}圆管流动的F临界雷诺数甌为（①300②1200③3600④2300⑤545（2）圆管均匀流中，过流断面上的切应力分布{见测5-L2图）为（）0（3）水在等直径垂直管道中流动（见测5-1.3图）时，相距I的两断面间的水头损失九为）o①=h②h：二k+I^5）hr=h-—I④hi=I—hS・2填空题（I）雷诺试验揭示了流体内部存在着（町用（），它反映『（）力与（（）o（2>圆管层流运动过流断面上流速为{）和（）两种不同的漁态.尺判别）力的对比关系，其裘达式为）分布•其表达式执=（）・断面平均流速"是最大流速禺“的（）o岡借层流中沿程阻力系数人与雷诺数金的关系式为7（）。（3）以甫数形式表示沿稈阻力系数A的影响丙素，层眾区A二（A=（）;素流过渡区入=（”素流胡糙区;1=（}o）;舍流光滑区⑷层流时,沿程水头损失屁与断曲平均流速r的（）成止比庶流时，沿程水头损失居与断面平均流速〃的（）成正比。3-3水匪过100m长的俘道，水头损失为6.1m・要保待管壁上切应力为30N/m，耸道直径应多大？3-4如测5・4图所示，水箱中的水经管道出流，巴知管一厂•孕l道直径显=20mm♦长2=5m,沿?BS1力系数A=0.02,zK位H=13m,试求管壁切应力rOo553-5測管和正方形管的新面面积、长度、沿程臥力系数j都相等•且沿程水头损失也相等，试分析两种形状管道的流|：量之比Q方。|!915-4BB5-6输水作道长度为人均匀流动，沿程阻力系数2•定，试分折当管道两端压差保持不变，直径滅小1%时，流量减少百分之几?5-7如测5・7图所示，水经两段管道由水箱流入大气，水箱上压力表读数=98kN/nf,水位H=2m,管长人=1012=20m.直径d}=100mmd2=200mm,沿程阻力系数A=0.33,求流量口5・8—直径d}=15cm的水管突然赦丈成直径心=30<^（如测5・8图所示），管内过水 流匱（1=0.22卅人,求接在两管段上的水银烹压计读数叽值。 测G70B 6-1选择題（I）已和一水箱外接一长I的短借，自由出流吋如测6-1.1（a）图所示•其滋量为0;淹枚出板时如测6・1.1。）图所示，其流量为0，则Q与G关系为（）。①Q、二Q,②Q、讥③④关系不定测6-1.1图（2）孔口，管變若作用水头和直径d栢同吋、下列哪些是正确的（）。①"%③Q化>Q.“礼〉％④>V*m心，其它条件均相同，问两渠遒的均匀流水涙关系为()。7-3简述题(1)试从能量观点分析，在和/<0的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流？为什么在/>0的梭柱形渠道中的流动总趋向于均匀流？(2)试论证明渠均匀流的水力坡度与底坡相等c3-4为实测某小河的粗糙系数，二测站控制的河段长度为800m,测得流量Q=25m3/$时，二测站水位分別为&=177.5m和①=177.3m;过流断面面积分别为右=27.2in2和册=%24・0n?,起周分别为力=H.7rn和也二10・6m。试估算该河段粗糙系数/)值。7-5一引水浅槽•断面为矩形.儕宽h=1.5m,槽长I=]16.5m,进口处槽底禺程为52.06m,壁面粗糙系数n=0.011,水流在槽中作均匀流动，当通过设计流蜃—7.65m"/s时，梢中^A=L7m,求出口处槽底髙程？7-6一梯形斷面樂道，底宽b二1.5卬,边坡系数m=l.O9通过流量(/=1n?/s・粗糙系数“0.(3,当按最大不冲流速(T=0.8庇设《■时•其正常水深及底玻各为多少？ 8-1多项选择题（1）在平坡和逆坡棱柱形渠道中（>c①兽汕②先V0®J-=o④器⑤会<1En-.<0ds（2）对于正坡（i>0）明渠非均匀流，当水深hr时，（)o①欝T②譬f8◎豊-8④:M⑤水面趋于水平弘2填空题①§^=0时为（）"沁当杀=0时为（当普“时为（）流；卅F—1时为（陆当^=1时为（②明渠临界水探足指（）:临界坡度是指（）0③佛汝徳数Fr的运动学意文是（>;动力学童义是（）；憊量意义是（）.④有〜梭柱形变糙率渠道（流量及其它条件均相同），已知n.>衍.00②h召1.3竝③人》虹④Hq⑤A^0.8hY3-3—直侑三角堰W二鲁“迟号护），若顶角测星的误差为2。,则计興流量前和对误差是多少？3-4如测9・4图所示宽顶堰流，设忽龜水头损失，且动能修止系数a=1.0,堰前作用水头汕二常数，试址明：①当堰顶水深时通过能力最大；②宽W&Xffifi系数心=0.385o9-5试设计一矩形断面小桥孔径3,已知设计流凰0厂12赤仏桥下游水深人"・0叽桥前允许壅水水深^=1.2m,桥下铺砌的允许流速/=3.5m3,选定小桥进口形式话知£=0.85,95=0.95,0=0.80.取动能修疋系数a=1.0r. 101填空题①有一管状均匀港流，淄流段长度"10m,两爼糖用管水头羞为1.8m,樓流系数A=0.006曲你则在该均匀潑流区域内任一点的渗渝流速u为（〕。断面半均渗流流速0为（人②均匀渗锻的流速为0.001mi/“沿程$-100山的渗流水头按失Aw=3m时的渗流系数&为（）c③渐变渗流中，某一过水断面上的平均沅速t也等于（），这是（）公式°④从集水廊道取水时，浸润曲线沿严（）。3-2简答题①渗流中的水头损失如何计算？是否也分为沿稈水头损失和局部水头损失？为什么？②在塗流理论中，达西渗汛定律xkj是很重耍的基本定律，是否说明涯流的水久播失一定是和流速的一次方成正比？③对于潜水含水层内的土壤.如何用现场方法测定湧流系数k?（说明方法及仔关计算公式）C163用如测10・3图所不的装竇测定土壤的渗流系数*,装填土壤的国管直径4=.Wnm,长度Z=2mc当实验流筑Q二51A心时」：下游水位董"保持在0.6叫试求该匕壤的渗流系数。3-4如测10-4图所示，一座兼有公路的上见具渗流系aA=O.（XX}5cm/s,Z=40m,坝上下游水深山=3m,h?=0.8me①试推导平坡i=0时浸润曲线方桎；②计算土坝的单宽滲流流量q（Md・m）0测W-3图mo-4a測103图10-5有一长度为100m的集水廊道，含水层犀度H=3叫渗流系数A=O.2O8m/h,觀响范围L=80m,^道水深h二1.5叽求廊逍两侧的渗水量r46—完全潜水井，井半径0.20m,潜水层犀度15m,渎流系数"0.001m如影响半袴R*250叫求并F水位降深s二4」n时的产水量。10-7一承压含水层，含水层序度/-12m,渗流系数6=0.0002m/s,现打一井通卫含水层直到不透水层•井半径rv=0.10m,当抽水星e=32.4ra?/h,井中水位降落$=5叫试求影响半径。10-8试用达西谑流宁律推导潜水渗水井的计莫公式（参见测148图）。'