西安理工大学历年硕士水力学试题(02-11年高清版).pdf

'⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1、设有一铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂轴线与柱心铅垂轴线重合，两者之间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动，（间隙中的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l=0.2m，重量G＝1.96N，内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙厚度δ＝0.0016m，液体的粘度μ=9.8Pa·s。试求圆柱形套管下移速度V（空气阻力很小，可略去不计）。(2002)δlGd第1题图21、如图所示，液面上有一面积A=0.12m的平板，以V=0.5m/s的速度作水平等速直线运动，形成运动平板与静止平板间液体的层流运动。已知平板间的液体分为两层，它们的动力22粘滞系数与厚度分别为：μ1=0.142N·s/m，δ1＝1mm；μ2=0.235N·s/m，δ2＝1.4mm。若每层液体内速度沿铅垂方向呈直线分布，求：(1)定性绘制平板间液体的流速分布；(2)平板所受水平拉力。（空气阻力很小，可略去不计）。(2003,2006a)平板Vμ1h1μ2h2第1题图1、（本题20分）如图所示，上下两个圆盘半径均为R，间隙为δ，其间充满动力粘度为μ的油液。下盘不动，上盘绕中心轴以每分钟n转旋转。若上、下盘间油液流速呈线性分布，求：（1）施加于上盘的阻力矩M的表达式；（2）R＝0.25m，δ=1mm，μ=0.01Pa·s，n=1200转/分。M=?(2004a，2005a,2007b)1 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1、（本题20分）质量为25kg、长为60cm、宽为60cm的平板，以0.3m/s匀速地沿一个边坡系数为2.4（ctgα=2.4）的斜面滑下，如图所示。板与斜面间的油层厚度δ＝1mm，3油的密度为920kg/m，求油的动力粘滞系数μ和运动粘滞系数ν。(2004b)1、（本题20分）图示为一园锥体绕竖直中心轴等速旋转，锥体与固定的外锥体之间的隙缝δ=1mm,其中充满μ=0.1Pa·s的润滑油，已知锥体顶面半径R＝0.3m，锥体高度H=0.5m。当旋转角速度ω=16rad/s时，求所需的旋转力矩M(隙缝中油的速度按直线变化)。（2005b,2007a）1、如图所示，一木块在上层液体表面上以速度v运动。两液层的厚度δ相同，粘度不同，动力粘度分别为μ1和μ2。设液层间的流速按直线分布。试绘制平板间液体的流速分布图和切应力分布图，并求液层交界面上的流速u。（2006b）2、一球形盛水容器，容器由两个半球面用螺栓连接而成，如图所示。已知球径d=4m，水深H=2m，试求作用于螺栓上的拉力(不计容器的自重)。(2002)第2题图Hd2 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2、如图所示一封闭水箱，下端有1/4圆弧的钢板AB，宽度1m，半径为1m。已知：h1=2m，h2=3m。求：(1)试绘制水作用于曲面AB上的压力体图及其铅垂投影面上的压强分布图；(2)水作用于曲面AB上的静水总压力的大小及方向。(2003)p0测h2Ah1压RB管第2题图2、（本题20分）某容器如图所示。AB为1/4的圆柱曲面，半径R＝0.4m，其宽度(垂33直于纸面)b=1.0m。容器内盛有密度1=816kg/m，2=918kg/m的两种不相混合的液体，深度h=0.8m。要求：(1)绘制水作用于曲面AB上的压力体图及铅垂投影面上的压强分布图；(2)求水作用于曲面AB上的静水总压力的大小及方向。(2004a,b;)2、（本题20分）在倾角=45倾斜壁上有一个半径R=0.5m的半圆柱形曲面AB，曲面圆心O点至水面的高度H=2m，曲面宽度b=2m，如图所示。要求：(1)绘制水作用于曲面AB上的压力体图以及铅垂投影面上的压强分布图；(2)求水作用于曲面AB上的静水总压力的大小、方向及作用点的位置。(2005a,2007b)2、（本题20分）圆柱曲面AB的一侧受两种液体的作用，如图。上层液体深度h1=1.5m，33密度1=867kg/m。下层液体深度h2=1m，密度2＝1000kg/m。曲面宽度b=2m。圆弧半径R=1m。要求：(1)绘出曲面上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图；3 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)计算曲面静水总压力P及其方向。（2005b,2007a）3、图示为圆弧曲面AB，已知半径R=2m，宽度b=1m，h=4m，。(1)绘出曲面AB上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图；(2)计算作用于曲面AB上的静水总压力的大小和方向。（2006a）3、图示为盛水容器，其中AB为3/4圆柱曲面，半径R=0.6m，圆心O点以上的水深H=1.2m。垂直于纸面的长度L=3m。(1)绘出曲面AB上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图；(2)计算作用于曲面AB上的静水总压力的大小和方向。（2006b）23、一洒水车，如图所示，以0.98m/s的等加速度向前行驶。设以水面中心点为原点，建立xOz坐标系，试求自由表面与水平面的夹角θ。又自由表面压强p0=98kPa，车壁某点A的坐标为x=-1.5m，z=-1.0m，试求A点的压强。(2002)zxOAθa3、在作等角速度旋转的物体上，装有一U型管式角速度测定仪，如图所示。测得U型管液面高差Δz=0.272m，两支管旋转半径分别为R1=7.5cm，R2=37.5cm。求该物体的旋转角速度ω。(2003)4 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ΔzωR2R1第3题图23、（本题20分）一水箱以水平加速度a=3m/s运动，水箱尺寸如图所示。水箱静止时盛水深度为1.5m。当水箱加速运动时，求：(1)水面与水平面所成夹角；(2)底面最大压强pmax；(3)底面最小压强pmin。(2004a,b)3、（本题20分）如图所示为一长方形水车，长3m，宽1.5m，高1.8m，试求：2（1）当水车以水平加速度a=4.9m/s运动时，将有多少水量溢出？（2）为了使水不溢出，最大允许加速度多大？2（3）当水车以水平加速度a=4.9m/s运动时，水车底板所受的静水总压力为多大？(2005a,b,2007a,b)3mma.8m12.12、有一圆柱形容器，顶部设一通气管，如图所示。已知圆柱半径R=0.5m，圆柱形容器顶部通气管中的水面与容器顶盖齐平。容器以等角速度=2/s绕铅垂中心轴旋转。试推导该容器内液体压强p的计算公式，并求容器顶盖上所受的总压力P。（2006a,b）5 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4、设水流从水箱经过水平串联管路流出，管路末端为收缩的圆锥形喷嘴，在第二段管道中3有一半开的闸阀，如图所示。已知流量Q=0.025m/s，d1=0.15m，l1=25m，d2=0.125m，l2=10m，d3=0.1m；沿程阻力系数和局部阻力系数分别为：ζ1=0.5(进口)，λ1=0.0366，ζ2=0.15(突然缩小),λ2=0.039,ζ3=2.0(阀门),ζ4=0.15(喷嘴)。试求水箱中所需水头H，并定性绘出测压管水头线和总水头线。（水箱水面很大，水箱水面的流速水头可略去不计；所给局部阻力系数都是对局部损失后的平均流速而言）。(2002,2005b,2007a)H阀门喷嘴d2,l2d3d1,l1第4题图4、图示为虹吸管。已知上下游水位差z=4m，管道总长L=20m，管径d=100mm。沿程水头损失系数λ=0.026。进口局部水头损失系数为ζ1=0.8；两转弯处局部水头损失系数均为ζ2=0.15;阀门局部水头损失系数为ζ3=0.2；出口局部水头损失系数ζ4=1。求虹吸管的流量Q，并定性绘出虹吸管的总水头线和测压管水头线。(2003)第4题图4、（本题25分）某输水管如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm；管长L1=20m，L2=10m；沿程水头损失系数λ1=0.02，λ2=0.03。各局部水头损失系数为：进口ζ1=0.5，转弯（A、B两处共计）ζ2=0.6，收缩ζ3=0.4(对应于大管流速)，阀门ζ4=2.06。管道水头H=20m。试求：(1)求通过输水管的流量Q；(2)定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。(2004a,b)4、（本题25分）水泵将水抽至水塔，如图所示，已知水泵功率P=18.37kw，抽水流量Q=100L/s，吸水管长度l1=8m，压水管长度l2=50m，管径D=300mm，沿程水头损失系数λ=0.025。水泵允许真空值hv=6m水柱。水泵总效率η=75%。局部水头损失系数：进口ζ1=6；转弯ζ2=0.4；出口ζ3=1。求：(1)水泵提水高度z；(2)水泵最大安装高度zs。(2005a,2007b)6 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4、一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径d=300mm，管道全长L=90m，沿程水头损失系数λ=0.03，局部水头损失系数：进口ζ1=0.5，转弯ζ2=ζ3=0.3，出口ζ4=1.0。出口中心在下游水面以下深度h2=2.3m。在距出口l=30m处有一水银测压计，其液面高差Δh=0.5m，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5m。试确定：（1）测压计所在断面形心点的压强水头；（2）通过管道的流量Q；（3）两水池的水位差Z；（4）定性绘出测压管水头线和总水头线。（水箱水面很大，水箱水面的流速水头可略去不计）（2006a）Z4、等直径有压管道如图所示。管径d=0.2m，管长l=l=12m，水头H=10m，hs=1m。12沿程水头损失系数λ=0.023。局部水头损失系数：进口ζ1=0.7，转弯ζ2=0.29。取动能校正系数为1.0。求：（1）通过管道的流量Q；（2）管道B断面处的相对压强p；（3）B定性绘出测压管水头线和总水头线。（2006b）5、设水由水箱经管嘴射出，如图所示。已知水头为H（恒定不变），管嘴截面积为A，水箱水面面积很大。若不计能量损失，试求水作用于水箱的水平分力R。(2002)7 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯00H11第5题图5、图示一压力管道的渐变段。水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dBo为15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管轴线之间的夹角θ为60，32如图所示。已知通过的流量为Q=0.1m/s，渐变段A端断面中心处相对压强pA=120kN/m，若不计能量损失，试求水流对弯管AB的作用力。(2003)Aoθ=60dABdB第5题图5、（本题25分）射流以V=19.8m/s的速度从直径d=10cm的喷嘴中射出，打击在对0称的角度为135的圆形曲线叶片上，叶片距喷嘴很近。(1)若叶片固定，求射流对叶片的冲击力；(2)若叶片以速度u=12m/s和喷嘴出口处水流同方向运动求射流对叶片的冲击力。(不计阻力和水重，取动量校正系数为1.0)(2004a,b)5、（本题25分）图示为水平放置的喷嘴，出口直径d=10cm，管道直径D=40cm，喷3射流量Q=0.4m/s，水流喷入大气中，不计喷嘴的水头损失。取动能校正系数及动量校正系数均为1.0，求：（1）螺栓所在断面上的动水压强水头；（2）水流作用于螺栓群上的水平总拉力。(2005a)5、（本题25分）图示为一短管出流，水头H=9m，直径D=100mm，管长L=10m，管轴线水平，进口水头损失系数ζ=0.5，沿程水头损失系数λ=0.02。管道末端为一喷嘴，其出口直径d=50mm，水流喷射在一固定的垂直平板上。忽略喷嘴的局部水头损失和平板的8 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯摩阻力。射流在同一水平面上，不计射流自重。试求：(1)管嘴出口的流速和流量；(2)水流对平板的冲击力。(2005b)o5、水平管道末端接一倾斜向上弯形喷嘴(轴线在同一铅直平内)，转角α=45，断面1-1、2-2直径分别为d=200mm和d=100mm，两断面中心高差Δz=0.2m。出口断面平均流速122v=10m/s(喷入大气)，全喷嘴水头损失hw=0.5v/2g，断面1-1至2-2间水体重21-22W=196.0N。试求：（1）断面1-1中心处的压强；（2）水流作用于喷嘴的力的大小和方向。（2006a）o5、图示为一管段渐变段，管轴与水平面夹角α=30。渐变段长度L=10m，渐变段中水体2重量G=2kN。进口断面面积A1=0.0314m，流速v1=1m/s，压强水头p1/γ=50mmH2O。出口断面面积A22=A1/4。渐变段水头损失为hw=2v2/2g。(v2为出口断面流速)。试求：（1）渐变段出口断面中心处的压强p；（2）固定渐变段镇墩所受的作用力大小及其方向。2（2006b）9 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5、（本题20分）射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的长方形均质等厚度的板上，如图所示，已知板长60cm，平板上缘悬挂在铰上（铰的摩擦力不计），当射流冲击到平板的图示位置后，平板偏转30°，以后平板不再偏转。设喷嘴直径d＝25mm，喷2嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，射流自重不计。求平板的质量m为多少？(2007a,b)铰yx30°压力表60cmod=25mm18cmD6、实验观察与理论分析指出，恒定有压管流的压强损失Δp与管长l、直径d、管壁粗糙度Δ、运动粘滞系数ν、密度ρ、流速V等因素有关。试用π定理求出计算压强损失Δp的公式。(2002,2005a)6、实验研究表明，恒定有压均匀管流中，管道壁面的剪切应力τ0与断面平均流速V、水力半径R、液体密度ρ、液体的动力粘滞系数μ、及管壁表面的粗糙凸起高度Δ有关。试用π定理求出管道壁面剪切应力τ0的计算公式，并由此推出计算沿程水头损失的基本公式——达西(Darcy)公式。(2003,2006a,2006b)6、（本题20分）实验观察与理论分析指出，管道壁面上的切应力τ0与断面平均流速V、管道直径d、液体密度ρ、液体的动力粘滞系数μ、管壁粗糙度Δ等因素有关。试用π定理推导计算切应力τ0的公式。(2004a,b)6、（本题20分）试用π定理分析曲线型实用堰的单宽流量q的表达式。假设单宽流量q与堰上水头H、重力加速度g、流体密度ρ、运动粘滞系数ν、及表面张力系数σ有关。(2005b)7、雷诺实验装置由哪几部分组成？试绘出实验装置示意图，简述实验现象，并指出实验中应注意的问题。(2002)07、试设计一实验装置，以便研究管道系统中90弯头的局部水头损失系数的大小。要求：(1)绘出实验装置示意图；(2)说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述实验原理和实验现象，并指出实验中应注意的问题。(2003,2006a,2006b)7、（本题20分）试设计一实验装置，以便研究管道系统中阀门的局部水头损失系数的大小。10 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯要求：(1)绘出实验装置示意图；(2)说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述实验原理和实验现象，并指出实验中应注意的问题。(2004a,b)7、（本题20分）有一长度为L内径为D的直管道，该管道已经使用多年。试设计一实验装置，以便研究该管道的沿程水头损失系数与雷诺数之间的变化规律。要求：(1)绘出实验装置示意图；(2)说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述试验方法、实验原理以及可能出现的研究结果。(2005a,b)6、（本题20分）有一长度为L内径为D的直管道，该管道已经使用多年。试设计一实验装置，以便研究该管道的沿程水头损失系数与雷诺数之间的变化规律。要求：(1)绘出实验装置示意图；(2)说明实验装置各组成部分的作用；(3)简述试验方法、实验原理以及可能出现的研究结果。(2007a,b)西安理工大学2008年攻读硕士学位研究生入学考试命题纸考试科目水力学使用试题学科、专业水利、环境等专业（共题，答题不得使用铅笔、红色笔、不必抄题，但需标明题号。）11 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（请将正确答案、必要的图示等写在答题纸上，不必抄题，但需标明题号。）一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×”，每题2分,共10分)1、公式=(du/dy)，适用于牛顿液体和非牛顿液体。2、在连续介质假设的条件下，可以不研究液体分子的运动。3、重力与离心惯性力同时作用时，相对静止液体中任一点的压强可用公式p=pγh0计算。1/24、谢才公式U=C(RJ)仅适用于阻力平方区紊流。5、小孔口a和圆柱形外管嘴b的直径及作用水头均相同，则孔口流量Qa小于管嘴流量Qb。二、单项选择题(每题2分,共20分)1、理想液体是（）(1)没有切应力又不变形的液体；(2)没有切应力但可变形的一种假想液体；(3)有切应力而不变形的液体。(4)切应力与剪切变形率成直线关系的液体；2、有一管流，属于紊流粗糙区，若管径不变，欲增大粘滞底层厚度，则可以1增大流速；2减小流量；3减小液体粘度；4升高液体温度。3、两根直径不等的管道，一根输油，一根输水，两管中流速也不同，油和水的下临界雷诺数分别为R和R则它们的关系是（）ec1ec2，(1)Rec1>Rec2；(2)Rec1d2，流量为qv时相应雷诺数为Re1和Re2，则Re1>Re2。()6、流场中某点的速度不随时间变化，则该点的加速度必为零。()二、选择题（每小题2分，共18分）1、牛顿内摩擦定律适用的条件是()(1)理想液体，层流运动；(2)牛顿液体，均匀流；(3)牛顿液体，层流运动；(4)理想液体，恒定流。2、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器AB壁面上的静水压强分布图应为()(1)a(2)b(3)c(4)d16 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第2页共4页题二、2题图3、图示为二根输水管段AB长度L、直径d、高差z、流量qv、糙率n均相等，则二水银压差计中的读数h1与h2的关系为()(1)h1>h2(2)h1LB；(4)无法确定。题二、6题图第3页共4页17 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7、不满足不可压缩液体连续性的流动是()（1）ux4x,uy4y,uz=0（2）ux4y,uy4x,uz=0（3）ux4,uy4,uz=0（4）ux4,uy3x,uz=08、用⊿p（压强差）、ρ（密度）、（l长度）、qv（流量）组成的无量纲数应为()pqvqvlqv(1)(2)(3)(4)2222lplpqvlp9、圆管层流断面的切应力是1壁面处切应力为零，管轴处切应力最大；2沿断面不变；3管轴处为零，随半径按线性增大；4为抛物线分布。三、绘图题（5分）定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号（管径d为常数）。四、计算题（本大题共6小题，计115分）1、（20分）如图所示，上下两个圆盘半径均为R，间隙为δ，其间充满动力粘度为μ的油液。若下盘不动，上盘以每分钟n转旋转。（上、下盘间流速呈线性分布）求：（1）施加于上盘的阻力矩M的表达式；（2）R＝0.25m，δ=1mm，μ=0.01Pa·s，n=1200转/分。M=?计算题四、1题图计算题四、2题图2、(20分)一曲面的形状为3/4个圆柱面，半径R=0.8m，宽度(垂直于纸面)为1m。3圆心位于液面以下h=2.58m，如图所示。容器中盛有密度为1=816kg/m的液体，其3深度h1=0.98m，其下为密度2=1000kg/m的液体。(1)绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。(2)求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。第4页共4页18 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3、(20分)在作等角速度旋转的物体上，装有一U形管式角速度测定器，如图示。测得U形管水面差z=0.272m，二支管旋转半径分别为R1=7.5cm，R2=37.5cm。求该物体的旋转角速度。19 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯西安理工大学2009年攻读硕士学位研究生入学考试命题纸B考试科目水力学基础使用试题学科、专业水利工程、环境工程、农业水土工程等（共四大题，答题不得使用铅笔、红色笔、不必抄题，但需标明题号。）一、判断题（每小题2分，共12分）1、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。()2、图示为一矩形平板AB，左侧挡水。当AB绕其形心轴O转动一个角度后，面板所受的静水总压力大小不变。()题一、2图题一、3图3、液流在等直径的有压弯管中流动，如图示。液流由1－1过水断面流向2－2过水断面，其动量保持不变。()4、图示一长度为L的水平管道。今欲将管道加长⊿L，第一种方式是水平接长⊿L；第二种方式是垂直向下接长⊿L，若不计局部水头损失，则两种方式接长后，管道通过的流量qv应相等。()题一、4图5、流场中某点的速度不随时间变化，则该点的加速度必为零。()6、在同样的边界条件下，层流过水断面上的流速分布比紊流要均匀。二、选择题（每小题2分，共18分）1、图示为两种液体盛于同一容器中，其重度γ1<γ2。在容器侧壁装设一测压管，第2页共4页20 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯则管内液面高度z与(h1+h2)的关系()(1)z>(h1+h2)；(2)z<(h1+h2)；(3)z=(h1+h2)；(4)无法确定。题二、1图题二、2图2、图示管道中两根测压管的水面高差h代表局部水头损失的是1图A；2图B；3图C；4以上答案都不对。3、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。4、管流的负压区是指测压管水头线（）（1）在基准面以下的部分；（2）在下游自由水面以下的部分；（3）在管轴线以下的部分；（4）在基准面以上的部分。5、如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路相连通。已知直径d1=2d2，管长L及沿程水头损失系数均相等。若按长管计算，则两管的流量之比为（）5522（1）q；（4）q。v1/qv2=1；（2）qv1/qv2=2；（3）qv1/qv2=2v1/qv2=2题二、5图1166、谢才系数的曼宁公式CRn1仅适用于明渠均匀流；2适用于所有层流、紊流、明渠流和管流的均匀流；3仅适用于紊流均匀流；4仅适用于粗糙区紊流均匀流。第3页共4页21 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化()1光滑区粗糙区过渡粗糙区；2过渡粗糙区粗糙区光滑区；3粗糙区过渡粗糙区光滑区；4光滑区过渡粗糙区粗糙区。8、不满足不可压缩液体连续性的流动是()（1）ux4x,uy4y,uz=0；（2）ux4y,uy4x,uz=0；（3）ux4,uy4,uz=0；（4）ux4,uy3x,uz=0。9、下列各参数中的无量纲数是()p(qv)p1qv(qv)1(1)2(2)(3)2(4)21p1pqv(p压强差，q流量，1长度，密度)v三、绘图题（5分）定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。四、计算题（本大题共6小题，计115分）21、（20分）图示为一面积A=1200cm的平板在液面上以v=0.5m/s的速度作水平移动，使平板下的液体作层流运动。液体分两层，它们的动力粘度与厚度分别为μ=0.142Pas·，h1=1mm；μ2=0.235Pas·，h2=1.4mm。两液层内的流速均按直线分布。试绘制平板间液体的流速分布图和切应力分布图，并求平板上所受的内摩擦力F。计算题四、1题图计算题四、2题图2、(20分)图示为一由两个四分之一圆弧组成的S型闸门，圆弧半径均为R=2m，闸门宽度b=4m，闸门可绕轴O开启。试问要在门顶施加多大的水平力F才能使闸门开启？3、(20分)图示为一直径D=2m的圆柱形容器，容器内盛有不相混合的两种液体。第4页共4页22 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33已知1=816kg/m，h1=20m，2=1000kg/m，h2=30m。容器以每分钟30转的等角速度绕铅直轴旋转。求容器底部的最大和最小压强。(2011a,b)1、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。()2、在同样的边界条件下，层流过水断面上的流速分布比紊流要均匀。23计算题四、3题图计算题四、4题图 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯题一、3图3、液流在等直径的有压弯管中流动，如图示。液流由1－1过水断面流向2－2过水断面，其动量保持不变。()4、图示一长度为L的水平管道。今欲将管道加长⊿L，第一种方式是水平接长⊿L；第二种方式是垂直向下接长⊿L，若不计局部水头损失，则两种方式接长后，管道通过的流量qv应相等。()题一、4图5、液体的粘滞性只有在流动时才表现出来。()1、若层流流速分布如图所示,则其切应力沿y方向为均匀分布。()题一、1图题一、2题图2、图中沿斜面上A点的静水压强为pn，则A点水平和铅直方向的静水压强分别为px＝pncos和py＝pnsin。()3、流线与迹线是两个不同的概念，所以在何情况下流线与迹线不会重合。()4、在同样的边界条件下，紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。5、输水圆管由直径为d1和d2的两段管路串联而成，且d1>d2，流量为qv时相应雷诺数为R和R，则R。()e1e2e1>Re21、图示为两种液体盛于同一容器中，其重度ρ<ρ。在容器侧壁装设一测压管，则管12内液面高度z与(h1+h2)的关系()(1)z>(h1+h2)；(2)z<(h1+h2)；(3)z=(h1+h2)；(4)无法确定24 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯题二、1图题二、2图2、图示管道中两根测压管的水面高差h代表局部水头损失的是1图A；2图B；3图C；4以上答案都不对。3、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。4、管流的负压区是指测压管水头线（）（1）在基准面以下的部分；（2）在下游自由水面以下的部分；（3）在管轴线以下的部分；（4）在基准面以上的部分。5、如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路相连通。已知直径d=2d，管长L及12沿程水头损失系数均相等。若按长管计算，则两管的流量之比为（）-2.52.5（1）qv1/qv2=1；（2）qv1/qv2=2；（3）qv1/qv2=2；（4）qv1/qv2=2。题二、5图6、平衡液体中的等压面必为()(1)水平面；(2)斜平面；(3)旋转抛物面；(4)与质量力相正交的面。7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化()1光滑区粗糙区过渡粗糙区；2过渡粗糙区粗糙区光滑区；3粗糙区过渡粗糙区光滑区；4光滑区过渡粗糙区粗糙区。8、粘滞底层厚度比绝对粗糙度小得多的壁面称为1光滑面；2过渡粗糙面；3粗糙面；4以上答案均不对。9、下列各参数中的无量纲数是()pqvp1qvqv1(1)(2)(2)(3)(2)(4)21p1pqv(p：压强差，qv：流量，1：长度，：密度)25 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1、圆管层流断面的切应力是1壁面处切应力为零，管轴处切应力最大；2沿断面不变；3管轴处为零，随半径按线性增大；4为抛物线分布。2、图示为两种液体盛于同一容器中，其密度分别为1和2在容器侧壁装设两根测压管A和B，则A、B水面高度ZA和ZB的关系为：()(1)ZAZB；(2)ZAZB；(3)ZA=ZB；(4)无法确定。题二、2图题二、3图3、图示管道中两根测压管的水面高差h代表局部水头损失的是1图A；2图B；3图C；4以上答案都不对。4、一明渠恒定流，断面为矩形，底宽b沿程不变，断面1－1的水深h1大于断面2－2的水深h2，则1Re1=Re2；2Re1Re2；4无法确定。5、管流的负压区是指测压管水头线（）（1）在基准面以下的部分；（2）在下游自由水面以下的部分；（3）在管轴线以下的部分；（4）在基准面以上的部分。6、图示A、B两管的管径及糙率均相同，且水位差h1=h2。若要使流量qvA=qvB，则两管的长度LA与LB的关系为（）(1)LA=LB；(2)LALB；(4)无法确定。题二、6图7、流体静力学基本方程z+p/g=常数，也适用于：()(1)不可压缩流体均匀流场；(2)静止的可压缩流体；(3)不可压缩流体均匀流同一过水断面；(4)以上情况都不适用。26 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8、粘滞底层厚度比绝对粗糙度小得多的壁面称为1光滑面；2过渡粗糙面；3粗糙面；4以上答案均不对。1、绘出图中（下左）AB曲面（3/4圆柱面）上水平方向的压强分布图和垂直分力的压力体图，并标出力的方向。2、定性绘出图示（上右图）管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。1、一平板在平底槽中的静水面上以等速度u运动，使槽中的水近似地作二元均匀层流运动。试证明槽中水流速度沿水深按直线规律分布。uF2设有一铅垂圆柱形套管套在一铅垂立柱上，管心铅垂i=0轴线与柱心铅垂轴线重合，两者之间间隙充以某种液体（油），如图所示。立柱固定，套管在自重的作用下，沿铅垂方向向下作等速直线运动，（间隙中的液体运动速度呈直线分布）。已知套管长度l=0.2m，重量G＝1.96N，内径d=0.05m，套管与立柱径向间隙厚度δ＝0.0016m，液体的粘度μ=9.8Pa·s。试求圆柱形套管下移速度V（空气阻力很小，可略去不计）。27 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯闸门δlHGad3如图所示．一利用静水压力自动开启的矩形翻板闸门。当上游水深超过工作水深H时，闸门即自动绕转轴向顺时针方向倾倒，如不计闸门重量和摩擦力的影响，试求转轴的位置高度a。4、一个直径为d2的圆柱，放置在直径为d1的槽上。如图。圆柱的长度与槽长相等为l单位长度。水的密度为ρ、柱的重量为W，当液体把圆柱刚好顶起，求上下两水面差ΔH等于多少。5、已知不可压缩流场的平面流动为ΔHux4xy22uy8xy。求：(1)在点A(2，uz0d23)的加速度；(2)流动是否满足连续性方程？d16、已知用欧拉法表示液体运动时的uxkx流速分量为uyky。k为uz0不等于0的常数，试确定：(1)该流动是恒定流还是非恒是流；(2)流动是否满足连续性方程；（3）求其加速度（4）写出流线的微分方程并求出流线方程。28 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7、(15分)一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径d=300mm，管道全长L=90m，沿程水头损失系数=0.03.，局部水头损失系数：进口ζ=0.5，转弯ζ=0.3，出口ζ=1.0。出口中心在下游水面以下深度h2=2.3m。在距出口l=30m处有一水银测压计，其液面高差⊿h=0.5m，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5m。试确定：(1)通过高度的流量q；(2)两水池的水位差Z。v8、如图所示，一吸水装置。水箱D的水位不变，而h1、h2、h3的值已知，若不计损失，求喉部断面面积al和喷嘴断面面积a2满足什么关系才能使水从水池E引入管中。9、射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与与射流方向垂直的长方形均质等厚度的板上，已知板长60cm，平板上缘悬挂在铰上（铰的摩擦力不计），当射流冲击到平板上后，平板偏转30，以后平板不再偏转。设喷嘴直径d＝25cm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，求平板的质量m为多少？铰30°压力表60cmd=25cm18cmD10、(20分)水平管道末端接一倾斜向上弯形喷嘴(轴线在同一铅直平内)，转角α=45°，断面29 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1-1、2-2直径分别为d1=200mm和d2=100mm，两断面中心高差⊿z=0.2m。出口断面平均流速v=10.00m/s(喷入大气)，全喷嘴水头损失h=0.5v2/2g，断面1-1至2-2间水体2w1-22重W=196.0N。求水流作用于喷嘴的力的大小和方向。11、底宽与水深均为a的矩形明渠和某边长为a的正方形管，其沿程阻力系数相同水力坡降也相同，试比较其流量。8g212、(本题20分)试证明圆管的沿程水头损失系数λ与糙率n的关系为n1/3(d/4)13、图示为一糙率n=0.013的简单管道，直径d=200mm，管长L=1000m，输送流量Q=40L／s。现欲将其流量增至Q=60L／s，而管道的工作水头H和管道总长L不变，则必需改为串联形式，若改变的一段串联管道直径d1=300mm，其糙率n=0.013，求其长度l1。(按长管计算)d1l114、如图示一矩形长直明渠，已知底宽B=1m，水深h=0.5m，水的粘滞系数ν=10-6m2/s，流量Q=2l/s，单位渠长的沿程水头损失0.0001。8g试求：（1）请证明2。其中g为重力加速度、CC为谢才系数。（2）计算水流雷诺数，并判别流态；并说明此时那种阻力作用较大（粘滞阻力、紊动阻力）（3）计算渠底的切应力τ0；（4）计算距离渠底0.5h处的切应力τ；（5）计算沿程阻力系数λ；30'