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水力学最全复习资料.docx

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'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.下列物理量中，有量纲的数为（C）A．佛汝德数FrB.沿程阻力系数lC．渗流系数km/dayD.堰流流量系数m2.缓坡明渠中的均匀流是（A）A．缓流B.急流C.临界流D.可以是急流或缓流3.管流的负压区是指测压管水头线（C）A．在基准面以下的部分B.在下游自由水面以下的部分C．在管轴线以下的部分D.在基准面以上的部分4.有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（B）A．h1>h2B.h1符号）答案：>，<。（5）在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越____。答案：大。（6）根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为_______和________。答案：短管，长管。（7）a2型水面曲线是发生在______坡上的________流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数Fr沿程______（指增大、减小或不变） 答案：陡坡，缓流，减小。（1）什么是理想液体？为什么要引入理想液体的概念？答案：理想液体是指没有粘滞性的液体。实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。这是水力学重要的研究方法。（2）“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法错误的。均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。（3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。答案：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1（Re）；过渡区λ=f2（Re，）；粗糙区λ=f3（），紊流粗糙区又称为阻力平方区。（4）为什么舍齐公式只适用于阻力平方区？答案：舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。（5）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。（6）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？答案：急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。5、作图题：（1）定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。(5分)v0=0 测压管水头线总水头线v0=0解：（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同)(5分)水力学练习题5及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（√） 2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。　　(×)4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。(√)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（×）7、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。(√)8、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。(√)9、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（×）10、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√)11、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。(√)12、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。(×)13、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。(√)14、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（√）15、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。(×)16、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。(√)17、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。(×)18、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（√）19、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。(×)20、缓坡上可以出现均匀的急流。(√)21、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。(√)22、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√) 23、水深相同的静止水面一定是等压面。(√)24、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（×）25、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。(√)26、陡坡上可以出现均匀的缓流。(×)27、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。(√)28、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。(×)29、缓坡上只能出现非均匀流缓流。（×）30、静水压强的大小与受压面的方位无关。(√)31、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。(×)32、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。（×）33、平坡渠道中不可能发生均匀流。(√)34、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。（x）二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)1、作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）(1)大;(2)小；(3)相同；(4)无法确定。2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）(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。3、已知水流的沿程水力摩擦系数l只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（4）(1)层流区；(2)紊流光滑区；(3)紊流过渡粗糙区；(4)紊流粗糙区。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（2）（1）1kN/m2（2）2kN/m2（3）5kN/m2（4）10kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合（1） (1)对数分布；(2)直线分布；(3)抛物线分布；(4)椭圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线（1）（1）相重合；（2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状；（4）以上答案都不对。7、渗流的达西公式只能适用于（1）(1)恒定均匀层流(2)恒定均匀紊流(3)恒定均匀流；(4)非恒定流。8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属（3）(1)层流区；(2)紊流光滑区；(3)紊流过渡粗糙区；(4)紊流粗糙区。9、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为（4）（1）1kN/m2（2）2kN/m2（3）8kN/m2（4）10kN/m210、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）(1)数值相等;(2)数值不等;(3)仅水平方向数值相等。11、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（2）(1)1；(2)2；(3)3；(4)4。12、水泵的扬程是指（2）(1)水泵提水高度；(2)水泵提水高度+吸水管的水头损失；(3)水泵提水高度+吸水管与压水管的水头损失。13、紊流粗糙区的水头损失与流速成（2）(1)一次方关系；(2)二次方关系；(3)1.75～2.0次方关系。14、在平衡液体中，质量力与等压面（3）（1）重合；（2）平行；（3）正交。15、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(3)(1)急流和缓流；(2)均匀流和非均匀流； (3)层流和紊流；(4)恒定流和非恒定流。16、图示容器中有两种液体，密度r2>r1，则A、B两测压管中的液面必为(2)(1)B管高于A管；(2)A管高于B管；(3)AB两管同高。17、紊流的断面流速分布规律符合（1）(1)对数分布；(2)椭圆分布；(3)抛物线分布；(4)直线分布。18、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）(1)pa>pb(2)paiki2iki2hc02(3)htr1，则A、B两测压管中的液面必为(2)(1)B管高于A管；(2)A管高于B管；(3)AB两管同高。 22、紊流的断面流速分布规律符合（1）(1)对数分布；(2)椭圆分布；(3)抛物线分布；(4)直线分布。23平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数J(h1)与J(h2)的关系是（1）(1)J(h1)=J(h2)(2)J(h1)>J(h2)(3)J(h1)pb(2)paiki2iki2hk为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc2hc2＝ ＝＝5.81m因为hc2>ht，该水跃为远驱水跃。3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。13、矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b＝3m。闸前水深H＝4m，闸下收缩断面水深hc=0.8m，已知渠道流量Q=18m3/s。取动能和动量校正系数均为1。求水流作用于闸门上的作用力。14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强=0.5m，=-0.2m，水管的横断面积A1=0.002m2，A2=0.001m2,不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量Q为多少？15、管道直径d=10mm，通过流量Q=20cm3/s，运动粘度n=0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d=30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？16、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000m，管中水流的流速v=2m/s，管道水击波波速C＝1172m/s。由于管道末端阀门在2秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH。 17、某矩形断面河道中建筑有一座WES堰型溢流坝，溢流堰宽b＝10m，在设计水头Hd=2.50m时的流量系数为md=0.502，堰高P1=16m。问：（1）不考虑侧收缩和淹没影响，求通过堰型溢流的流量Q。（2）若坝下收缩断面处水深hc=0.8m，当坝下游水深ht=3.5m时，坝下游是否发生水跃？如发生水跃，属于何种形式的水跃？是否需要修建消能工？18、有一矩形断面渠道底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q。19、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2m，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p1=40kN/m2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q＝0.1m3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。（取动能校正系数和动量修正系数均为1）1122D 20、A求图中圆弧形闸门AB所受静水总压力的大小及方向。已知水深H=4m，板宽B＝2m。HB21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n=0.025，宽b=6m，当Q=14.0m3/s时，渠中均匀水深h=2m，试判断渠道中的明渠水流流态。22、某矩形断面渠道，通过的流量为Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判断渠内水流是急流还是缓流？如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度b＝6m，闸前水深为H=4m，闸孔流量系数μ=0.45，闸门开度e=0.5m，闸底板与渠底齐平。（1）不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。（2）若闸下收缩水深hc＝0.4m，下游水深ht=2.5m，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池？。H䅳ht̨hc 24、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m，门重G=9800N，α=60°，h1=1m，h2=1.73m。试求：下游有水时启门力T，25、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10cm，d2=5cm。管中流量Qv=10L/s。断面1处测管高度H=2m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为1。求水流作用于收缩段管壁上的力。26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n=0.025，宽b=5m，当Q=15.0m3/s时，渠中均匀水深h=2m，试判断渠道中的明渠水流流态。27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽＝3.0m，闸门开度e=0.5m，闸前水深H＝6.0m，闸孔流量系数μ=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。28、水温10。C时水流的运动粘滞系数为n=0.0131cm2/s，水管的直径为10cm，管中流速为100cm/s，试判别水流流态。 29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽b=10m，水深h=3m，糙率n=0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数C和流量Q，并判别是急流还是缓流。30、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10cm，h1=1.5m，h2=3m，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。求断面c－c中心处的压强pc。32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽b＝3.0m，闸门开度e=0.5m，闸前水深H＝6.0m，闸孔流量系数μ=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。33、某单孔WES型实用堰，孔净宽=18.0m，上游堰高P=35m，堰顶水头H=3.2m，已知实用堰的流量系数m=0.502，不考虑侧收缩系数影响。堰下游收缩断面的水深hc=0.5m，收缩断面的宽为54m，下游水位低于堰顶，下游水深ht=3.5m。（1）求通过实用堰的流量Q（2）确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施？ （1）如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求？34、图示直径为20mm，长450m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，求泄流量Q。(按短管计算)35、图示左边为一封闭容器，盛有密度r1＝r2＝1000kg/m3的水，深度h1=3m。容器侧壁装有一测压管，H=0.5m。右边为敞口盛水容器，水深h2=2.2m。求中间隔板A、B、C三点的压强。(10分) 36、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q=10l/s，d1=5cm，p1=78.4Pa，如果使断面产生真空压强为6.37kPa，问d2应为多少？（不计水头损失）（10分)37、有一矩形断面渠道，底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q,并判别是急流还是缓流。38、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽b=18m，流量Q=265m3/s，坝下收缩断面处水深hc=1.1m当坝下游水深ht=4.7m时，问：（1）、坝下游发生何种形式的水跃？（2）、是否需要修建消能工？ '

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