四川大学水力学.doc

'一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）（本大题分15小题，每小题1分，共15分）1、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（）2、相对压强可以大于、等于或小于零。（）3、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。（）4、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。（）5、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。（）6、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度。（）7、谢才系数C的单位是m。（）8、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。（）9、局部水头损失系数可用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。（）10、总流连续方程对恒定流和非恒定流均适用。（）11、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。（）12、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。（）13、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（）14、液体流动时流线相互平行，该流动一定为均匀流动。（）15、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（）二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分）1、静止液体中同一点各方向的压强（）（1）数值相等；（2）数值不等；（3）仅水平方向数值相等；（4）铅直方向数值最大。2、公式不能用于（）（1）均匀流；（2）急变流；（3）明渠流；（4）管流。3、图示为两种液体盛于容器中、且密度＞，则A、B两测压管中的液面必为（）（1）B管高于A管；（2）A管高于B管；（3）AB两管同高。 4、图示两管道的管长L、管径d、流量q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）n1＜n2；（3）n1=n2；(4)无法确定。5、图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，则阀门所受静水总压力为（）（1）0.5；（2）；（3）0.5；（4）6、在图示并联管道中，当流量时，则管段1和管段2的水头损失与的关系是（）（1）＞（2）＜（3）＝（4）无法确定 7、长度L＝1000m的有压管道。发生水击时的水击波速a＝1000m/s，则水击相长为（）（1）1.0s（2）2.0s（3）3.0s（4）4.0s8、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是（）（1）相交（2）正交（3）共轭（4）斜交三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分5小题，共10分）1、在流中，流线不随时间变化，流线与线相重合。2、薄平板顺流放置时，其阻力以阻力为主。薄平板垂直于流向放置时，其阻力以为主。3、运动要素随而变化的液流称为非恒定流。4、作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有，质量力有。5、渗流系数k与有关，它的物理意义是。四、作图题（在题图上绘出正确答案）（本大题分4小题，每小题6分，共24分）1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。2、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。 3、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。4、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线。（各渠段均充分长，各段糙率相同）五、根据题目要求解答下列各题（本大题共4小题，总计35分）1、（本小题8分）某输水管道直径d＝100mm，已知水的运动粘度，沿程水头损失系数，流程L＝10m的水头损失，求管壁处切应力，并判别流动是层流还是紊流。2、（本小题11分）从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管直径D＝7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H＝5.5m。由水箱至喷嘴的水头损失hw＝0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p＝4.9N/cm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？（行近流速v0≈0，取动能校正系数均为1） 3、（本小题8分）已知某流场的流速势为式中a为常数，试求（1）ux及uy（2）流函数方程4、（本小题8分）有一铸铁管，直径D＝200mm，管壁厚度，管道末端阀门全开时管中流速v0=3.5m/s。当管道末端阀门瞬时完全关闭，求水击压强。已知铸铁管弹性系数E=9.8×1010N/m2，水的弹性系数K＝19.6×108N/m2。（8分）一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）（本大题分15小题，每小题1分，共15分） 1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。（）2、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。（）3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（）4、谢才系数C的单位是m。（）5、在原条件保持不变的情况下，增加并联支管的条数，可以增大输水总流量。（）6、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。（）7、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（）8、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。（）9、阻力平方区的沿程水头损失系数与断面平均流速v的平方成正比。（）10、渗流中模型流速与真实流速数值相等。（）11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很短。（）12、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。（）13、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。（）14、并联长管道各管段的流量一定不相等。（）15、不可压缩液体连续性微分方程只适用于恒定流。（）二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分8小题，每小题2分，共16分）1、理想液体是（）（1）粘性大的液体；（2）服从牛顿内摩擦定律的液体；（3）没有粘性的液体；（4）具有粘性的不可压缩液体。2、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa和pb。若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（）（1）pa＞pb；（2）pa＜pb; （3）pa=pb；（4）无法确定。3、静水压力的方向（）（1）与受力面平行；（2）与受力面斜交；（3）与受力面外法线方向一致；（4）与受力面内法线方向一致。4、平底棱柱形明渠的水跃函数与的关系是（）（1）＝（2）＞（3）＜（4）无法确定5、缓坡上发生均匀流必定是（）（1）缓流（2）缓变流（3）急流（4）临界流6、有一薄壁圆形孔口。已知孔口直径d＝10cm，则属于小孔口出流的相应水头为（）（1）0.5m（2）0.7m（3）0.9m（4）1.2m7、宽顶堰流量系数m的最大值为（）（1）0.30（2）0.385（3）0.502（4）0.758、流函数（1）在等势面上为常量（2）只有无旋流动中才存在（3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系三、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题分4小题，每空1分，共10分）1、液体不能保持固定的形状，但能保持固定的。 2、液体微团运动的基本形式可分为三种，即。与刚体运动相比，不同之处在于刚体不存在。3、渗流系数k的单位是，它与有关。4、水在土壤中的形态有、、、、。四、作图题（在题图上绘出正确答案）（本大题分4小题，每小题6分，共24分）1、绘出图中二向曲面AB的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图，标出数值及方向。2、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）3、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。4、定性绘出渐变渗流中两个过水断面1－1和2－2上的流速分布。 五、根据题目要求解答下列各题1、（本小题4分）写出图示不透水层上均质土坝渗流区各边界的边界条件。2、（本小题8分）图示为水箱下接一铅垂管道，直径d1＝10cm，出口断面缩小至直径d2=5cm。水流流入大气中。已知h1=3m，h2=2m，h3=3m。若不计水头损失，求出口流速及E点的压强。（取动能校正系数＝1）3、（本小题8分）在矩形断面渠道中有一升坎，坎高a＝0.5m，坎前水头H＝1m，坎上水深h=0.75m，渠宽b=1m，如图所示。水流过坎时的水头损失hw=0.2(v2/2g)(v为坎上流速)。渠道摩阻力不计。求流量qv和坎壁AB上的水流作用力F。（取动能动量校正系数均为1） 4、（本小题15分）已知不可压缩液体在圆管中的流速分布公式为求：（1）是恒定流还是非恒定流动？（2）是均匀流还是非均匀流？（3）是否满足连续性微分方程？（4）有无线变形？（5）是有旋流还是无旋流动？（6）有无剪切变形？'