水利类专业水力学试题

'第三章水动力学基础1、渐变流与急变流均屈非均匀流。(2、急变流不可能是怛定流。(3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。(4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。(5、扩散管道屮的水流一定是菲恒定流。(6、恒定流•-定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。(7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。(8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。(9、总流连续方程v0i=1护2对恒定流和非恒定流均适用。(10、渐变流过水断而上动水压强随水深的变化呈线性关系。(11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。(恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则对以上升、下降或水平。(液流流线和迹线总是重合的O(用毕托管测得的点流速是时均流速。(测压管水头线可高于总水头线。(管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。(12、13、14、15、16、)))))))))))))))17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。(18、恒定总流的能量方程Z]+〃1/g+"I?/2g=乙2+〃2/g+咗/2g+"wl-2,式中各项代表((I)单位体积液体所具有的能量；(2)单位质虽液体所具有的能虽；⑶单位重量液体所具有的能量：(4)以上答案都不对。19、图示抽水机吸水管断ffiiA—A动水压强随抽水机安装离度h的坍人而(3)不变(4)不定20、在明渠恒定均匀流过水断而上1、2两点安装两根测丿七管，如图所示，则两测压管高度们与力2的关系为()(3)/?i=A2⑷无法确定⑵力1不计水头损失。求水流喷射最人高度H及该处水股直径（动能校正系数为1）(H=1.875m；d2=14.14cm)46、某贮液容器遮底部用四只螺钉固接-直径为d，长度为厶的管道（如图）。贮液容器的而积甚人，液而距离管道进口的高度为h保持恒定。己知液体容in为Pg,沿程水头损失系数为£不计铅直管道进口的水头损失。求每只螺钉所受的拉力（管重不计，不计啊力，动能动量校正系数均为1）。（T二丄pg7^2+h-土丄门）16.八L47、自水箱引出水平管段，长度L=15m,直径D=0.06m,末端接一喷嘴，喷口的直径d二0.02m,如图所示。已知射流作用丁-铅直入置的放置的平板4上的水平力F=31.4N。求水箱水头H.（设管段沿程水头损失系数&0.04喷嘴局部水头损失系数=0.2,管道进口局部水头损失系数2=0.1,各系数均对应于管中流速水头v2/2g,动能动量校正系数均为I）（H=5.75m）48、某输汕管道的直径由d]=15cm,过渡到J2=10cmo（如图）已知石汕重率P^=8500N/m3,渐变段两端水银压差读数△h=15mm,渐变段末端压力表读数p=2.45N/cm20不计渐变段水头损失。取动能动量校正系数均为1。求：（1）管中的石油流量心；（2）渐变管段所受的轴向力。（Q=（）・（）182m?/s；R=253.1N） 49、一•圆柱形管嘴接在一•个水位保持恒定的大水箱上，如图所示。在管嘴收缩断面C-C处产生真空，在真空断面上接-•玻璃管，并插在颜色液体中。已知收缩断面处的断面积役与岀口断面积之比役/店0.64。水流口水箱至收缩断面的水头损失为0.06(yc2/2g),叱为收缩断而流速。水流自水箱流至出口断而的水头损失为0-48(vc2/2g),卩为出口断面流速。管嘴屮心处的水头H=40cm.水箱中的流速水头忽略不计。求颜色液体在玻璃管屮上升的高度几(取动能校正系数为I)(h=0.297m)50、图示为用虹吸管越堤引水。己知管径J=0.2m,/21=2m,/z2=4hk不计水头损失。収动能校正系数为1。问：(1)虹吸管的流屋的为多？⑵设允许最大真空值为0.7m,B点的真空压强是否超过最大允许值?(q=0」97m3/s；直=-4mH2。)Pg51、某输水管道接冇管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径/?=250mm,d=200mim弯角()=60°。若弯管进口压力表读数"1=2.5N/cn?,/々二？。N/cn?。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1)(R=1503.07N；&=51.07°)52、有一水平放置的管道(如图)。管径t/]=10cm,d2=5cnu管中流量qv=lOL/s.断面1处测管高度不计管道收缩段的水头损失。取动能校正系数均为1。求不流作用于收缩段管壁上的力。(Rx=101.31N)clv53.有一倾斜放置的管道，管径山〃i=10cim突然扩大至〃2=20cnK试验时测得测压管1和2屮的水位分别为0.5m和().8m,如图所示。求管道流量血。(取动能校正系数为1，突然扩大局部水头损失系数B=(A2/A1—1)勺如、A2分别为小管和大管的断而而积，E 对应于大管的流速。)(qv=0.0311m3/s) 53.从水箱下部引一管道，管道水平段上有一收缩段。从收缩段引出的玻璃管插入容器4的水中（如图）。已知管径A、B、C各点位置如图所示，求C点的流速u。。（3.325m/s）0.51Tm、7-」力犷8036N/n?A,=0.6nJ2i▽自由水面"l{-11彳尸ir2；叱如图所示，利卅牛顿第：定律证赠力场屮沿流线坐标S方向的欧拉运动微分方程―务器号113、圆管水流如图，已知：dA=0.2m,dH=OAm,pA=6.S6N/cm2,pH=.96NIcm"八$=]m/s.AZ=mo试问（DAB间水流的单位能量损失h“,为多少米水头？（2）水流流动方向是由A到B,还是由B到A?（A到B：4.765m） 114、有一渐变管，与水平面的倾角为45°,其装置如图所示o1-1断Ifi的管径d,=200mm,2-2断血的管径d,=100mm,两断面间距1=2m,若匝度丫，为882()N/m3的油通过该管段，在1—1断面处的流速v.=2m/s,水银测压计中的液位差h=20cmo试求：(1)1—I断面到2-2断血的水头损失hwl_2=?(2)判断液流流向；(3)1—1断面与2—2断而的压强差。((1)-0・24叭(2)从2向1；(3)4.23m汕柱高)115、铅直管如图,直径D=10cm,A,B,C三点的压强。出口直径d=5cm,水流流入人气，其他尺寸如图所示。若不计水头损失，求(Pa=43.3KPa,Pb=82・5KPa,p<=0)3m4m116、溢流坝过水的单宽流量q=29.8n?/s・m,已知1—1断而到C—C断而过坝水流的水头损失此=0.08冷一。 117、图示为一抽水装置。利用喷射水流在喉道断面上造成的负压，可将容器M中积水抽出。已知H、b、h,如不计水头损失，喉道断而而积A,与喷嘴出口断面血积A2Z间应满足什么条件才能使抽水装置开始工作？（気=J（〃+b）/H）118、文透里流量计装置如图，D=5cm,d=2.5cm,流量系数(li=0.95,在水银比压计上读Ah=20cm试求:(1)管中所通过的流量；(2)若文透里管倾斜放置的角喪发生变化时(其他条件均不变)，问通过的流量有无变化？00(0=3.785升/秒,不变)119、水从d,=60cm水管进入一水力机械，其入II压强p,=I47.1kN/nr,出口后流入一个d2=90cm的水管,2此处p.=34.32kN/m2,Q=4501/s,设其间能虽损失hwI,=0.14-^-,求水流供给机械的功率。(治59.9KW)・・2g]d)=0・6m22d/=0・075m125、一炬形渠道宽4m,渠屮设冇薄樂堰，堰顶水深lm,堰讦2m,下游尾水深0.8m,己知通过的流量Q=0.8m3/s,（上、下游河底为平底，河底摩擦阻力可忽略）。（R二153KN）126、不可压缩无粘性的液体从平板闸门卜•缘下泄。液体的密度为p,其它量如图所示，为使闸门AB不致被液流冲走，试确定闸门AB每单位宽度需施加的支撑力R与p,g（重力加速度）、h1?h2的关系式。A127、水箱上装一圆柱形内管嘴，管嘴断面面积为A,经管嘴出流的水股收缩断面面积Ac，贝U收缩系数£=—A（1）证明£=0.5（提示：水箱面积很人，水位不变，沿箱壁压强分布可按静水压强分布考虑，此外，不计水头损尖；（2）水股对水箱的反作用力为多少，方向如何？—寺H128、-水力机械，Q=2.51/s,从轴屮心流入，从4个转臂流;h每个转臂喷嘴的射流直径d=lcm,射流方向与垂直线成30°角，转轮半径为0.3m,如图，试求：（1）保持臂固定的转矩；（2）若忽略机械摩擦，求最大传速，以r/min（每分钟转数计）;（3）如转速为120r/min,求发出的功。（⑴5.17Nm,（2）219.4rpm（3）29.4焦耳） 129、己知圆管层流流速分布为J=^-[ro2—(y2+z2)],uv=0,uz=0,试分析:(1)有无线变形、角变形：(2)是有旋还是无旋流。(无线变形，有角变形；有旋)130、已知圆管紊流流速分布为u,=um(^-)n,uy=0,u7=0,求角速度3「叫，°和角变率sxy,e>,,szx,并问是否ro为有势流动？131、已知流场的流函数i//=ax2-ay(1)证明此流动是无旋的；(2)求出相应的速度势濒数；(2)证明流线与等势线正交。(无旋；巾=-2iixy+c;)132、如图所示为平板闸门下的泄流流网图，闸门开度a=0.3m,上游水深H=()・97m,下游均匀流处水深h=0.187m,试求:(1)过闸单宽流量q；(2)作用在lm宽闸门上的动水总压力。((1)0.747m7sm;(2)2049.2N/m)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11J1.31.41.51.61.71.81.9O9876.5432JObo.CJo.o.oo.o.o.o.6.870987654321・o.oo.o.ooooo.o133、已久1平面不可压缩流动的流速势函数(p=0.04x2+axy2+byx,y单位为m,(p的单位为m2/s,试求:(1)常数a,b；(2)点A(0,0)和B(3,4)间的压强差。设流体的密度p=1000kg/m(a=-0.12,b=0,Ap=4560.2N/m2)134、已知平面流动的流函数为＜P=3x2-xy2+2yt3，试求t=2s时，经过图中园弧AB及直线0A的流量。(QAB=-20m2/(sm),qa=32m2/s) 135、已知粘性流体的速度为u=5x2yi+3xyz/.8xz2Ar(m/s),流体的动力粘度M=3.000x103Ns/m2,在点(L2,3)处的应力p“=-2N/nr，试求该点处其它各应力。(p“=-l.934N/m2,p沪-2.342N/mJ；t沪tyx=0.069N/mtY2=tzy二0.018N/nr,tx2=t2=-0・216/m1)136、已知粘性液体平面流的流速分量为：ux=Ax,uy=-Ay(A为常数)，试求⑴应力⑵假设忽略外力作用，且x=y=()处压强为p°,写出压强分布表达式。((l)pxx=p-2uA,pyy=p+2uA;(2)p=po--^—(x2+y2))137、两块平行平板间有粘性液体，下平板固定，上平板以均匀的速度U向右运动。假设两平板间的距离为h,液体的流动平行丁平板，试求两平板间液体在平板移动方向无压强变化时的速度分布。(U=ux=-y)h138＞两平行的铅直平板，间距为h,中间充满粘性液体，假设流动是恒定的，压强均匀分布，试求：在重力作川下流动中的速度分布。(Uv=仝-X(X-/?))2v 139、在不可压缩液体平面运动小，如果忽略质最力和惯性力的作用，试证明动水压强p和流函数肖需满足下面的微分方程式厂2矿〃&P八"一dx21釧■dx4dx2dy2dy^'