水力学总复习题+答案.doc

'第1章绪论一、选择题1．按连续介质的概念，流体质点是指（）A.流体的分子；B.流体内的固体颗粒；C.无大小的几何点；D.几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。2．作用在流体的质量力包括（）A.压力；B.摩擦力；C.重力；D.惯性力。3．单位质量力的国际单位是：（）A.N；B.m/s；C.N/kg；D.m/s2。4．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（）Ａ.切应力和压强；B.切应力和剪切变形速率；C.切应力和剪切变形。5．水的粘性随温度的升高而（）A.增大；B.减小；C.不变。6．气体的粘性随温度的升高而（）A.增大；Ｂ.减小；Ｃ.不变。7．流体的运动粘度υ的国际单位是（）Ａ.m2/s；B.N/m2；C.kg/m；D.N·s/ｍ28．理想流体的特征是（）Ａ.粘度是常数；B.不可压缩；C.无粘性；D.符合pV=RT。9．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（）Ａ.；Ｂ.；Ｃ.。10．水力学中，单位质量力是指作用在（）Ａ.单位面积液体上的质量力；Ｂ.单位体积液体上的质量力；Ｃ.单位质量液体上的质量力；Ｄ.单位重量液体上的质量力。11．以下关于流体粘性的说法中不正确的是（）Ａ.粘性是流体的固有属性；Ｂ.粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度Ｃ.流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用；Ｄ.流体的粘性随温度的升高而增大。12．已知液体中的流速分布µ－y如图所示，其切应力分布为（）Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数；Ｃ.τ＝ky(k为常数)。13．以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（）　Ａ.液体微团比液体质点大；Ｂ.液体微团包含有很多液体质点；　Ｃ.液体质点没有大小，没有质量；Ｄ.液体质点又称为液体微团。45 14．液体的汽化压强随温度升高而（）　Ａ.增大；　Ｂ.减小；Ｃ.不变；15．水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（）　Ａ.牛顿液体模型；Ｂ.理想液体模型；Ｃ.不可压缩液体模型；Ｄ.非牛顿液体模型；Ｅ.连续介质模型。16．以下哪几种流体为牛顿流体（）Ａ.空气；Ｂ.清水；Ｃ.血浆；Ｄ.汽油；Ｅ.泥浆。17．以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是（）　Ａ.液体的温度升高则汽化压强增大；Ｂ.液体的温度升高则汽化压强减小；Ｃ.液体的汽化压强随海拔高度而变化；Ｄ.20ºC的水的汽化压强为１atm；Ｅ.100ºC的水的汽化压强为１atm；Ｆ.水在常温下不会沸腾；Ｇ.液体中的压力越大则汽化压强越大。18．以下哪几种流体为非牛顿流体（）Ａ.空气；Ｂ.清水；Ｃ.血液；Ｄ.酒精；Ｅ.泥浆。二、计算题1、平板面积为40×45cm2,厚度为1.0cm，质量m=5kg，沿着涂有厚度=1.0mm油的斜面向下作等速运动，其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布，斜坡角θ=22.62°(见图示)，试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数(油的密度ρ＝950kg/m3)。2、设水的体积弹性模量，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩？3、温度为10℃，体积为2.5m3的水加热至60℃，体积增加了多少？(10℃的水的热胀系数为0.14×10-4℃-1)第2章水静力学一、选择题1．静止液体中存在（）Ａ.压应力；Ｂ.压应力和拉应力；Ｃ.压应力和切应力；Ｄ.压应力、切应力和拉应力；2．相对压强的起量点是（）A.绝对真空；B.1个标准大气压；C.当地大气压；D.液面压强。3．金属压力表的读数是（）45 A.绝对压强；B.相对压强；C.绝对压强加当地大气压强；D.相对压强加当地大气压强。4．绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是（）A.pabs=p+pv；B.p=pabs+pa；C.pv=pa－pabs。5．在密闭的容器上装有U形水银测压计（如图），其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（）A.p1=p2=p3；B.p1>p2>p3；C.p1qvB;(2)qvA＝qvB;(3)qvA方>矩，圆>方>矩；(2)圆<方<矩，圆<方<矩；(3)圆>方>矩，圆<方<矩；(4)圆<方<矩，圆>方>矩。45 10、圆管均匀层流与圆管均匀紊流的()(1)断面流速分布规律相同；(2)断面上切应力分布规律相同；(3)断面上压强平均值相同；(4)水力坡度相同。11、紊流内部结构分区的判别参数是()(1)管壁绝对粗糙度；(2)管壁相对粗糙度；(3)粘滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比；(4)雷诺数。12、图示两管道的管长L、管径d、流量qv及水温均相同，但测压管水面差h1>h2,则两管糙率n1与n2的关系为()(1)n1>n2；(2)n1hfB；(2)hfA=hfB；(3)hfAＱ2；Ｃ．Ｑ1=Ｑ2；Ｄ．不定。4．并联长管１、２两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3L1，通过的流量为（）Ａ．Ｑ1＝Ｑ2；Ｂ．Ｑ1＝1.5Q2；Ｃ．Ｑ1＝1.73Ｑ2；Ｄ．Ｑ1=3Ｑ２5．A、B两节点连接并联管段1、2、3，则A、B两节点间的水头损失为（）Ａ．hfAB=hf1+hf2+hf3;Ｂ．hfAB=hf1+hf2;Ｃ．hfAB=hf2+hf3;Ｄ．hfAB=hf1=hf2=hf3。6．长管并联管道各并联管段的（）A.水头损失相等;B.．水力坡度相等;C．总能量损失相等;D．通过流量相等。7．并联管道（如图）,阀门全开时各管段流量为Q1、Q2、Q3,现关小阀门K,其他条件不变,流量变化为（）A．Q1、Q2、Q3都减小；B.Q1、Q3减小Q2不变;C.．Q1、Q3减小,Q2增大;D.Q1不变,Q2增大,Q3减小。8.长管作用水头H保持不变,出口由自由出流改为淹没出流后,管路流量（）A.减小;B.不变;C．增大;D．不一定。9.长管的水力计算常采用比阻公式Ｈ=ALQ²；与比阻Ａ有关的参数包括（）Ａ．管径d、管长Ｌ、管道摩阻系数λ；Ｂ.管径d、管道的摩阻系数λ；Ｃ．管长Ｌ和管道摩阻系数λ；Ｄ．管径d、管长Ｌ和管道流量Q。10．直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强()A不受来自上游水库反射波的影响;B受来自上游水库反射波的影响C受阀门反射波的影响D不受管道长度的影响45 11．发生间接水击的条件是()ABCD式中Ta为阀门关闭时间，L为管道长度，C为水击波速。12．在水击研究中，必须认为()A液体是可压缩的，管道是刚体B液体是不可压缩的，管道是弹性体C液体和管道都是弹性体D液体是不可压缩的，管道是刚体三、填空题1、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程______________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。2、图示为一串联管段恒定流。各管段流量qv1、qv2、qv3的关系为______________________。各管段流速v1、v2、v3的关系为____________________________________________________________。3、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在_____________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在_______________________，若v2≠0，测压管水头线应_____________________________________________________________下游水面。4当阀门突然关闭时，水击波传播的第二阶段(即L/Ci2,则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01>h02(2)h01b2,则其均匀流水深h01和h02的关系为()(1)h01大于h02(2)h01小于h02(3)相等(4)无法确定10、有两条梯形断面渠道1和2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1>n2，则其均匀流水深h01和h02的关系为()45 (1)h01大于h02(2)h01小于h02(3)相等(4)无法确定11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽b与均匀流水深h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是()(1)b1=4m，h01=1m(2)b2=2m，h02=2m(3)b3=2.83m，h03=1.414m(4)b4=2.67m，h04=1.5m12、矩形明渠水流中，断面单位能量Es与势能h之比值Es/h=1.8时，水流的弗劳德数Fr为()(1)Fr>1.0(2)Fr<1.0(3)Fr=1.0(4)不定二、填空题1、M2型水面曲线发生在____坡上，其水流属于_____流。曲线的特征是___________________________________________________________。2、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同(n1>n2)。它们的正常水深h01___h02;临界水深hc1___hc2。3、水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。4、水跃是水流从_____流过渡到_____流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是____________。5、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量Es沿程增大；发生____型水面曲线时，Es沿程减小。(各举一例)6、若明渠均匀流水深h0=3m，相应流量的临界水深hc=1.5m，则弗劳德数Fr的范围为_________________。若流量不变，糙率n增大，则Fr______。7、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于____流，控制断面应选在上游；对于____流，控制断面应选在下游。8、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同(n1md(3)mm2(2)m1Ｑn；(2)．Ｑ<Ｑn；(3)．Ｑ＝Ｑn（4）不定8．圆柱形外管嘴的正常出流条件是(1)．L=(3-4)d,H0>9m；(2)．L=(3-4)d，H0<9m；(3)．L>(3-4)d,H0>9m　；(4)．L<(3-4)d,H0<9m。三、填空题1、宽顶堰的总水头H0=2m，下游水位超过堰高度ha=1.0m，此种堰流为_______________出流。2、图示4种管嘴出流中，出口流速最大的是________，流量系数最大的是_______。3、影响宽顶堰流量系数m值的主要因素为_________________________和________________________。4、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为_______________的堰流，当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为________________的堰流。5、对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深thc02时，发生_______________水跃；当t=hc02时，发生_________________水跃。6、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是_______________________________________________________________________________________________________________________。四、计算题1．水箱用隔板分A、B两室如图所示，隔板上开一孔口，其直径45 ；在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径，已知，水流恒定出流，试求：（1）；（2）流出水箱的流量。2．沉淀池长，宽，孔口形心处水深，孔口直径（见图示），试问放空（水面降至孔口顶）所需时间。提示：可按小孔口出流计算。3．在矩形断面灌溉渠道上，有一座无侧收缩薄壁堰，堰宽等于渠底宽b=3m,堰高p1=p2=0.8m,堰下游渠道内水深ht=0.65m，过堰流量Q=3m3/s，求堰上水头H。第9章渗流一、判断题1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。()2、达西定律既适用于层流渗流，又适用于紊流渗流。()3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。()4、在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。()5、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。()二、选择题1、在均质各向同性土壤中，渗流系数k()(1)在各点处数值不同；(2)是个常量；(3)数值随方向变化；(4)以上三种答案都不对。2、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关：()(1)上游水位(2)渗流系数(3)上下游水位差(4)边界的几何形状3、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速()(1)加大(2)减小(3)不变(4)不定三、填空题1、达西定律的表达式为_______________。符合达西定律的渗流其沿程水头损失hf与流速v的__________次方成正比。2、完全井与非完全井的区别是____________________________________四、计算题1、如图所示，利用半径r0=10cm的钻井（完全井）左注水试验。当注水量稳定在Q=0.20l/s时，井中水深h0=5m，含水层为细砂构成，含水层水深H=3.5m，试求其渗透系数值。(cm/s)45 2、如图所示，一渠道与一河道相互平行。长l=300m，不透水层的底坡i=0.025，透水层的渗透系数k=2*10-3cm/s。当渠中水深h1=2m，河中水深h2=4m时，求渠道向河道渗流的单宽渗流量，并计算起浸润线。(cm2/d)3．有一完全井如图所示。井半径r0=10cm。含水层原厚度H=8m，渗透系数k=0.003cm/s。抽水时井中水深保持为h0=2m，影响半径R=200m求出水量Q和距离井中心r=100m处的地下水深度h。第1章绪论答案：一、1.D2.C、D3.D4.B5.B6.A7.A8.C9.A10.C11.D12.B13.D14.A15.B、C、E16.A、B、D17.B、C、D、F、G18.C、E1、解：木块重量沿斜坡分力F与切力T平衡时，等速下滑μ=0.1047Pa·s；ν=1.102×10-4m2/s2、（）3、1.75L第2章水静力学答案：一、选择题1.A2.C3.B4.C5.C6.B7.C8.B9．C10.D11.A12.B13.B14.C15.C16、D17、C18、D19、B20、D21、B22、A二、判断题45 1、(´)2、(´)3、(´)4、(´)5、(´)6、(Ö)7、(´)8、(´)9、(´)10、(Ö)三、绘图计算题1、解:NN2、解:取N-N面为等压面,列等压面方程3.解：由液体平衡微分方程在液面上为大气压，将以上关系代入平衡微分方程，得：4．解:hcABα45 5.（1）(2)；总压力：37.06kN；64.97°第3章水动力学基础答案一、判断题1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(×)7、(×)8、(√)9、(×)10、(√)11、(√)12、(√)13、(×)14、(√)15、(×)16、(×)17、(√)18、(Ö)19、(´)20、(´)21、(´)22、(Ö)23、(´)二、选择题1、(3)2、(2)3、(3)4、(1)5、(3)6、(4)7、(1)8、(2)9、(2)10、(4)11、(3)12、(3)13、(1)三、填空题1、其物理意义为作用于液体外力合力等于单位时间内液体动量的变化。2、液流从总流断面1流到断面2时单位重量液体的机械能损失的平均值。其量纲是长度。3、小于；低于。4、总流过水断面上平均单位动能；长度。5、不变；减小。6、1─1与3─3和1─1与2─2；2─2与3─3。7、0.014m。8、pA=pB；pA＞pB。9、渐变流；急变。10、0.008m。11、8.85m／s。12、h2＞h1。13、vA＝vB＝vC＝。45 14、渐变流断面上z+p／ρg＝C；动水压强或动水总压力。15、。16、互相垂直的。17、平移，变形，旋转。18、相等；算术平均值，即;;;;19、液体或微团有无绕自身轴旋转(液体质点流速场是否形成微团转动)；液体或微团不存在绕自身轴旋转的流动(液体质点流速场不形成微团转动的流动)；;或。四、计算题1．解：(1)流线(2)有旋(3)(4)因有旋运动，且A,B不在同一根流线上，所以A,B两点不满足方程2．解：（1）则：（2）因速度只与X，Y有关，所以是二元流动。（3）从（1）中可以看出，时变加速度均为零，则速度随时间不变，为恒定流（4）从（1）中可以看出，位变加速度不为零，为非均匀流。3．解：设与A点在一条流线上的点为M点，且M点距离自由水面高为hm,h1=30cm,则列M点和A点的能量方程而45 所以有：；设与B点在一条流线上的点为N点，且N点距离自由水面高为hN,h2=20cm则列N点和B点的能量方程而N4．解:以喉管2断面为基准面,列1-1,2-2断面的能量方程：（1）由连续性方程：（2）对测压管，设左侧测压管内水银面到2断面处高为z，N-N面为等压面，得45 5．解：水流对弯管的作用力F，可通过弯管对水流的反力R来求，F=-R。设入口为1断面，出口为2断面。根据连续性方程可得：（1）对1-1，2-2断面列能量方程：（2）联立（1）、（2）式，可得：取弯管内的水流为研究对象，列动量方程：得：1405.8N；arctg45.57°45 6．解：平板静止不动以及平板以速度u向右运动的控制体、坐标系及截面上的流动参数分别如图所示。平板受力总是与板的法线同向。计算中不计重力和粘性影响。（1）平板静止不动时，不计重力影响的伯努利方程：控制体的过流截面的压强都等于当地大气压，因此，，再由连续性方程得，考虑总流的动量方程在x和y方向的投影式：x方向：y方向：这样得到平板所受的冲击力为：同时得到过流面积的关系;(2)当平板以速度U向右运动，坐标实际是一个动坐标，，在动坐标上观察到的流动是定常的。可知：射流截面积认为A0，但截面上的速度为v0-u，显然，截面A1和A2上的速度也是v0-u，y方向的动量方程是：第4章相似原理与量纲分析答案：一、选择题：1．D2、D3、D4、D5、A6、C7、C8、D9、B10、B11、A12、C二、判断填空题1．否2、否3、10cm／s。4、0.085m3／s。二、计算题1.解：45 2．解：（1）采用瑞利法量纲分析，设由量纲齐次性原理：（2）用定理推导此题，先设：45 所以3．【解】按长度比例尺，模型闸门前的水深在重力作用下水从闸门下出流，要是流动相似，弗劳德数必须相等，由此可得。于是，原型上的待求量可按有关比例尺计算如下：收缩截面的平均流速流量作用在闸门上的力力矩4、解：首先根据流动性质确定决定性相似准则数，这里选取Re作为决定性相似准则数，Rem=Rep，即CvCl/Cn=1，再根据决定型相似准数相等，确定几个比尺的相互约束关系，这里Cn=1，所以Cv=Cl-1，由于Cl=lp/lm=3/2，那么Cv=vp/vm=1/Cl=2/3最后得到风洞实验段内的气流速度应该是vm=vp/Cv=108/(2/3)=162km/h=45m/s在设计模型时，定下Cn=1Cl=3/2Cv=2/3在相同的流体和相同的温度时，流体密度比例系数Cr=1，那么力比例系数CF=CrCl2CV2CF=1×(3/2)2×(2/3)2=1因此，该轿车在公路上以108km/h的速度行驶所遇到的空气阻力45 Fp=FmCF=1000×1=1000N第5章水头损失答案一、判断题1、(Ö)2、(´)3、(Ö)4、(´)5、(Ö)6、(´)7、(´)8、(Ö)9、(´)10、(´)11、(Ö)12、(Ö)13、(´)14、(´)15、(Ö)16、(´)17、(´)18、(´)19、(Ö)20、(´)21、(Ö)22、(Ö)23、(´)24、(´)25、(Ö)26、(Ö)二、选择题1、（3）2、(1)3、(2)4、(1)5、(4)6、(3)7、(3)8、(2)9、(1)10、(2)11、(3)12、(1)13、(2)14、(3)15、(3)16、(1)17、(2)18、(4)19、（3）20、（3）21、(4)22、（3）23、（3）24、(2)25、(2)26、(1)27、(4)28、(4)29(4)三、填空题1、的符号相反的机率很大，而取正值。2、层流：l＝f(Re)；紊流光滑区：l＝f(Re)；紊流过渡区：l＝f(Re,)；紊流粗糙区：l＝f()3、Rec=;Rec=。4、粘滞底层厚度d比绝对粗糙度D大得多，粘滞底层把壁面粗糙完全掩盖，以致壁面粗糙对水流运动不起影响作用。5、光滑区（);过渡区（)；粗糙区（）。四、计算题1．解：假设圆管内为层流流态，则有2．（Vmax=0.21cm/s）45 3、；=只有一次扩大局部水头损失的一半4、解：5解：45 第6章有压管流答案一、判断题1、(×)2、(√)3、(√)4、(×)5、(×)6、(√)7、(×)二、选择题1、C2、A3、C4、C5、D6、A7、C8、B9、B10、A11、D12、C三、填空题1、上升；下降。2、qv1＝qv2＝qv3;v1＜v2＜v3。3、出口断面中心；下游水面；低于。4、；水库阀门；恢复原状。5、(1)缩短管道长度；(2)延长阀门启动历时；(3)采用合理的阀门关闭方式。四、计算题1、2、45 3、解：（1）由伯努力方程，取下游水面为基准面，列上、下游能量方程有：（2）取上游断面和最大真空断面列能量方程有：4、解：45 5、解;6、解：按铸铁管计算：查表6-1得(29.09m)第七章明槽恒定流一、判断选择题1、(´)2、(´)3、(4)4、(3)5、(4)6、(4)7、(3)8、(2)9、(2)10、(1)11、(3)12、(1)二、填空题13、缓坡；缓流；水深沿流减小的降水曲线，上游以N-N线为渐近线，下游与C-C线垂直。14、>;=。15、缓；急；临界水深。16、急；缓；减小。17、S2；M218、01.0；重力;<1.0三、作图计算题1．45 2．3．解：4.解：5.解：由室外排水设计规范，假设管径在500-900之间，充满度选为0.7进行计算。由课本表7-3可知当充满度为0.7时，过水断面面积为0.5872D2，水力半径为0.2962D,则代入公式：，有：第8章孔口、管嘴出流与堰流答案一、判断题45 1、(√)2、(×)3、(×)4、(√)5、(×)6、(√)二、选择题1、2、(2)3、(1)4、(3)5、(3)6、(3)7、（2）8、（2）三、填空题1、自由。2、(4)；(3)。3、堰的进口型式；堰高与水头之比。4、无侧收缩；有侧收缩。5、远离(驱)式；淹没式；临界式。6、闸孔出流受闸门影响，水面在闸门处不连续；堰流不受闸门影响，水面连续。四、计算题1．解:(1)从A到B的流动为孔口淹没出流，从B的出流为管嘴出流，二者流量相等，则有：（2）水箱得出流量：2．解：由题可知水面降至孔口处时所需时间为以起始水头作用下流出同体积水所需时间的2倍，则有：3．解：第9章渗流答案：一、判断题1．×2、×3、√4、×5、×二、选择题1、(2)2、(4)3、(2)45 三、填空题1、；一。2、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井。四、计算题1、解2、解：45 h/m2.02.22.52.73.03.53.74.0x/m0.084.4147.0176.3212.0259.9276.7300.03、解：45'