水利06级《水力学》试卷B.doc

'扬州大学试题纸(2007－2008学年第二学期)水利学院水利06级班(年)级课程水力学(B)卷题目一二三四五六七八总分得分（提请考生注意：本试卷共6页）一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．宽顶堰闸孔出流时符合闸孔淹没出流的条件是（）。(：下游水深；：临界水跃跃后水深)A．B．C．D．无法确定2．液体动力粘度随液体温度的升高而（）。A．增大B．不变C．减小D．可增大也可减小3．断面面积相同的圆形和正方形有压管道，圆形和方形管道的水力半径之为（）A．B．C．D．14．某棱柱体渠道，临界水深为1.0m，正常水深为1.5m，当实际水深为1.3m时所发生的水面曲线为()A．a1B．a2C．b1D．b25．在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将（）临界水深与流量、断面形状尺寸和糙率有关，与渠道的实际底坡无关A．增大B．减小C．不变D．以上都有可能6．有两条梯形断面渠道1和2，已知其底坡、边坡系数、流量和底宽相同，但糙率n1>n2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（）A．h1>h2B．h10.8。5．恒定流是各空间点上的运动参数都不随_时间_____变化的流动。6．水跃函数相等的两个不同水深称为_共轭水深________。7．若正常水深正好等于该流量下的__临界水深_________，相应的渠道底坡称为临界底坡。8．当底坡、粗糙系数和断面面积一定时，使__流量最大_________的断面形状，称为水力最优断面。9．当堰顶厚度与堰上水头的比值介于0.67与2.5之间时，这种堰称为____实用堰_______。10．真实渗流的流速__大于______渗流模型的流速。11．处于相对平衡的液体中，等压面与质量力正交。12．紊流中粘性底层的厚度随雷诺数的增大而减小。13．均匀流中只有沿程阻力系数。14．动能修正系数的大小取决于流速分布。15．并联管道的沿程水头损失相等。第2页 三、简答题（根据题目要求简要回答问题）（本大题共3小题，每小题3分，共9分）1．作用于液体的力可分成哪两类？请分别举例说明。答：表面力和质量力(1’)。表面力如水压力、内摩擦力等(1’)；质量力如重力、惯性力等(1’)2．为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比?答：沿程水头损失的达西公式：(1’)；圆管层流沿程水头损失系数：(1’)；所以(1’)。3．什么是断面比能？它与断面单位重量液体的总机械能E有什么区别？答：基准面选在渠底所在平面得到的单位能量即为断面比能。(1’)断面比能与单位总机械能之间相差一个渠底到基准面的高度，即(1’)(1’)---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线-----------------------------------------------第3页 四、计算题（本大题分5小题，共56分）1．（本小题12分）有一弧形闸门AB为半径R＝2m的圆柱面的四分之一，闸门宽b＝4m，水深h＝2m，求作用在AB面上的静水总压力。解：求P的大小方向：(3’)铅直分力(3’)总压力（2分）总压力P与水平面的夹角：(2’)压力P的作用点距水面的距离：(2’)2．（本小题10分）图示直径为20mm，长3m的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低13m，已知沿程水头损失系数λ=0.04，进口局部水头损失系数ζ=0.5，（1）按短管计算泄流量Q；（2）按长管计算泄流量Q。1）按短管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）：(2’)所以(2’)(1’)（2）按长管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）：(2’)所以(2’)(1’)第4页 第5页3．（本小题14分）矩形断面的平底渠道，其宽度B=2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，抬高前的水深为2m，抬高后的水面降低0.15m，如忽略边壁和底部阻力，忽略水头损失。试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的推力R。 解：(1)列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：(1’)(2’)所以(2’)(2’)(2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x方向，列x方向动量方程：(1’)(1’)(1’)(1’)(2’)水流对坎的冲击力与R大小相等，方向相反。(1’)---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线----------------------------------------------- 4．（本小题10分）已知某平面流动的流速势，（1）求出该流动的流速分量及。（2）是否存在流函数，如存在求出该流动的流函数。5．（本小题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h0=1.6m,粗糙系数n=0.025，通过的流量Q=6m3/s，试求（1）沿程水头损失；（2）佛汝德数及临界水深。解：(1)(1’)(1’)(1’)(1’)=0.00115(2’)m(1’)（2）(2’)（2’）第6页 《水力学》（B）答案(水利06级补考用)一、单项选择题1-B；2-C；3-B；4-C；5-C；6-B；7-C；8-B；9-A；10-B二、填空题102均匀流3增加45时间6共轭水深7临界水深8流量最大9实用堰10大于11质量12减小13均匀流14流速分布15沿程水头损失三、简答题1．表面力和质量力(1’)。表面力如水压力、内摩擦力等(1’)；质量力如重力、惯性力等(1’)2．沿程水头损失的达西公式：(1’)；圆管层流沿程水头损失系数：(1’)；所以(1’)。3．基准面选在渠底所在平面得到的单位能量即为断面比能。(1’)断面比能与单位总机械能之间相差一个渠底到基准面的高度，即(1’)(1’)四、计算题1解：求P的大小方向：(3’)铅直分力(3’)总压力（2分）(2’)(2’)2解：（1）按短管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）： (2’)所以(2’)(1’)（2）按长管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）：(2’)所以(2’)(1’)3解：(1)列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：(1’)(2’)所以(2’)(2’)(2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x方向，列x方向动量方程：(1’)(1’)(1’)(1’) (2’)水流对坎的冲击力与R大小相等，方向相反。(1’)4解：（1）(2’)(2’)（2）所以存在流函数(3’)(3’)5解：(1)(1’)(1’)(1’)(1’)=0.00115(2’)m(1’)（2）(2’)（2’）第6页'