西南交通大学水力学考试题(有答案)

'西南交通大学2008－2009学年第(一)学期考试试卷（A）课程代码2100107课程名称水力学考试时间120分钟题号一二三四五六七八九十总成绩得分密封装订线阅卷教师签字：一、选择题（每题2分，共30分）duduτ=µ名1、牛顿内摩擦定律dy中的dy为运动流体的（D）。A、拉伸变形B、压缩变形C、剪切变形D、剪切变形速率姓2、金属测压计的读数为（B）。A、绝对压强p′B、相对压强pC、真空压强pvD、当地大气压pa3、水力最优梯形断面渠道的水力半径R=（C）。A、h/4B、h/3C、h/2D、h4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是（B）。l=(3~4)d,H>9ml=(3~4)d,H<9mA、0B、0l>(3~4)d,H>9ml<(3~4)d,H<9mC、0D、05、理想流体的切应力τ=（A）。密封装订线du2du2du2du2号µρl()µρl()A、0B、dyC、dyD、dy+dy学6、在工程流体力学中，常取的基本量纲为（A）。A、质量量纲M、长度量纲L、时间量纲TB、流量量纲Q、长度量纲L、时间量纲TC、压强量纲P、长度量纲L、时间量纲TD、压力量纲P、长度量纲L、温度量纲TP=pA=ρghA7、静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力xcxcx，式中（D）ppA、c为受压面形心处的绝对压强B、c为压力中心处的相对压强AAC、x为受压曲面的面积D、x为受压曲面在铅垂面上的投影面积8、工程流体力学中描述流体运动的方法一般采用（A）。A、欧拉法B、普兰特法C、拉格朗日法D、尼古拉兹法u=f(y,z),u=f(x),u=09、已知不可压缩流体的流速场为xyz，则该流动属于（C）。密封装订线级A、一元流B、二元流C、三元流D、非恒定流班10、理想流体是指（D）。A、忽略密度变化的流体B、忽略温度变化的流体C、忽略黏性变化的流体D、忽略黏性的流体A-1 11、影响水银的运动黏度的主要因素为（B）。A、水银的容重B、水银的温度C、当地气压D、水银的流速12、一封闭容器，水表面上气体压强的真空值pv=10kPa，水深2m处的相对压强为（B）A、－10kPaB、9.6kPaC、19.6kPaD、29.6kPa313、底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q=1.5m/s，已知渠中某处水深h=0.4m，则该处水流的流态为（B）A、缓流；B、急流；C、临界流；D、均匀流14、当水流的沿程水头损失系数λ与边界粗糙度及雷诺数有关，可判断该水流属于（C）。A、层流B、紊流光滑区C、紊流过渡区D、紊流粗糙区15、管轴线水平、管径沿流向减小的管道，管轴线的压强沿流向（B）。A、增大B、减小C、不变D、不定二、判断题（10分，每题1分，对的打“√”，错的打“×”，全打“√”或“×”均不得分）1、体积模量K值越小，液体越容易压缩。√2、液体的内摩擦力与液体的速度呈正比。3、15℃时油的粘性比10℃时油的粘性大。4、液体只有在运动状态下才具有粘滞性。5、平面上静水总压力的大小等于压力中心点的压强与受压面面积的乘积。6、静止流体中某点压强的大小，仅与其淹没深度有关。7、流量、温度一定时，圆管水流随管径加大，其雷诺数也加大。8、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径无关。√9、孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。10、恒定流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。三、作图题（每题5分，共15分）1、试画出曲面AB和CD的压力体，并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。A-2 3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)密封装订线名姓四、计算题（共45分）1、（10分）如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最小铅直拉力T。密封装订线号学B32、（10分）今欲开挖一梯形断面土渠。已知：流量Q=10m/s。边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.02，为防止冲刷取最大允许流速v=1.0m/s，试求：按水力最优断面条件设计断面尺寸。3、（10分）有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m,底宽b=3.2m，渠中水深3h=1.6m,粗糙系数n=0.025，通过的流量Q=6m/s，试求沿程水头损失。0密封装订线级班A-3 4、（15分）如图所示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入，自流管管长l1=20m，直径d1=150mm，吸水管管长l2=12m，直径d2=150mm，两管的沿程水头损失系数λ=0.024,河的水面与水泵进口断面中点高差h=2.0m，自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为ξ1=0.2，ξ2=1，ξ3=6，ξ4=0.3，水泵的进口断面的最大真空高度为6.0m，求最大的抽水流量为多少？A-4 参考答案一、选择题（每题2分，共30分）题号12345678910答案DBCBAADACD题号1112131415答案BBBCB二、判断题(每题1分,共10分)题号12345678910答案√××××××√××三、作图题（每题1分,共15分）1、2、3、四、计算题A-5 1、（10分）解：对闸门进行受力分析，如图所示，其中Fp=pc.A=9.8×0.5×2.1×(2×2.1ο)=86.44KN（3分）sin3013×2×4.2Ic12Y=Y+=2.1+=2.8（2分）DcYA2.1×2×4.2cο3e=Y×cos30=2.1×=1.82（1分）c2οa=4.2×cos30=3.64（1分）由∑MA(F)=0得T.a−FP.YD−G.e=0（3分）FP.YD+G.e86.44×2.8+19.6×1.82T===76.29KN（1分）a3.642、（10分）解：当梯形断面为水力最优时，有b22β==2(1+m−m)=2×(1+1.5−1.5)=0.61（4分）hh⇒b=0.6h（1分）2又梯形断面面积：A=h(b+mh)=(0.61h+1.5h)h=2.11h（2分）Q10而Q=Av⇒A===10（1分）v12⇒2.11h=10（1分）⇒h=2.18m故b=0.6h=0.6×2.18=1.33m（1分）3、（10分）2解：A=bh=3.2×1.6=5.12m（1分）02χ=b+2h=2×1.6+3.2=6.4m（1分）0A5.122R===0.8m（1分）χ6.41111C=R6=×(0.8)6=38.54（2分）n0.025Q6v===1.17m/s（1分）密封装订线A5.12A-6名姓密封装订线号学密封装订线级班 22v1.17由谢才公式变形得：h=lJ=l=500×=0.578m（4分）f22RC0.8×38.544、（15分）解：以上游河面为基准面，对1-1、2-2断面列能量方程2lv110+0+∆z=(λ+ξ1+ξ2)(4分)d2g1以下游河面为基准面，对2-2、3-3断面列能量方程2plv3220+0+0=h+∆z++((λ+ξ+ξ)3（4分）γd2g2将上两式相加得：22plvlv311220+0+0=h++(λ+ξ+ξ)+(λ+ξ+ξ)①（2分）1234γd2gd2g12由连续性方程得：vA=vA②（2分）1122联立①②代入数据得：v=2.4m/s（2分）1Q=Av=42.4l/s11A-7'