水力学复习题附答案.docx

'水力学复习题附答案一、单选题（在本题的每一小题的备选答案中，只有一个答案是正确的，多选不给分。）1.发生水跃的充分必要条件是4①从层流过渡到紊流②从陡坡过渡到缓坡③从缓流过渡到急流④从急流过渡到缓流2.对于正坡（i＞0）明渠非均匀流，当水深h→∝时4①dh→0dsdh③→∝ds②dh→+∝dsdh→i④ds3.圆管紊流中的上临界雷诺数4①是紊流转变为层流时的雷诺数②是层流和紊流的主要判别参数③等于2300④对流态判别作用不大4.图示A、B两点间有两根并联长管道1和2，设管1的沿程水头损失为hf1，管2沿程水头损失为hf2，则hf1与hf2的关系为2①hf1hf2②hf1=hf2③hf1hf2④无法确定5.粘滞底层厚度δ比绝对粗糙度Δ小得多的壁面称为4①光滑面②过渡粗糙面③粗糙面④以上答案均不对6.管轴高程沿流向增大的等直径管道，其管轴压强沿流向2①增大②减小③不变④不定7.图示为一水平弯管，管中流量不变，在过水断面AA内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为3①h1>h2②h1=h2③h1hk2。它们的正常水深h012.水跃的跃前水深h′越小，其弗劳德数Fr越大，水跃的跃后水深h″越小。=hf2，3.图示为一并联长管道。已知流量Q1＞Q2，则管1与管2的水头损失关系为hf1单位时间内通过的液体总机械能损失关系为γQ1hf1>γQ2hf2。（填＞、＝、＜、≠等）（3题图）（4题图）4.如图所示，两水库水位差为H，其间以两根管路连通，已知直径d1=2d2，管长l及沿程水头损失系数λ均相同，若按长管计算，则两管的流量之比为（2：8。 5.图示两根测压管的水面高差h代表局部水头损失的是图d。6.7.圆管层流实测管轴上流速为4m/s，则断面平均流速为2有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则22断面的形心点压强p2与11断面形心点压强p1的关系为=。m/s。8.在铅直管道中有密度ρ=800kg/m3的煤油流动，管道直径d=20cm，装有两个压力表读数分别为p1=196kPa，2=392kPa，p假设管中流速不变，不计水头损失，的长度应为24mH。（8题图）（9题图）9.图示容器内液面压强p0为Pa。。10.某液体的动力粘度μ=0.005PaS，密度ρ=850Kg/m3，则其运动粘度ν＝11.图示为一密闭容器，上装有一U形水银测压计，其中１、２、３点位于同一水平面上，其压强p1、p2、p3的关系为。v水321汞（11题图）（12题图）12.水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为。 13.在有压管流的管壁上开一小孔，如果没有液体从小孔中流出，且向孔内吸气，这说明孔内液体的相对压强零（填写大于、小于、等于等）。14.圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为。15.如图所示：水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为m3/s。ρ1ρ2vQdAρ1ρ2Aρ1ρ2Aρ1ρ2AqBBBB(a)(b)(c)(d)（15题图）（16题图）16.如图所示，容器中盛有两种不同密度的静止液体，作用在容器AB壁面上的静水压强分布图为。17.明渠均匀流的力学特征是。18.流量模数的单位是。。19.水流在等直径直管中作恒定流动，其测压管 水头线沿程20.在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是。。21.紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布222.水在直径为1cm的圆管中流动，流速v=1m/s，运动粘度ν=0.01cm/s，雷诺数，水流为流。=23.作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为。24.如图所示三种形式的叶片，受流量为Q、流速为v的射流冲击，试问叶片上受冲力最大的是。（24题图）（25题图）25.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，则阀门所受的静水总压力为。26.切应力τ与流速梯度du符合下列关系的液体为dy液体。 dudyτ000.320.640.961.28mm汞柱高。。12327.自由水面以下30m处的静水相对压强等于个工程大气压，等于28.当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是29.如图所示的并联长管段A、之间各支管的水头B，流量关损失关系是hfAB=系是QA=。AB30.在短流程内，明渠水流从小于临界水深的急流状态突然过渡到大于临界水深的缓流状态的局部水力现象称为；从大于临界水深的缓流状态过渡到小于临界水深的急流状态的局部水力现象称为。三、简答题简答题（每题6分）简答题1、流线和迹线的区别和联系是什么？2、简述过水断面上单位重量流体的平均总机械能E（断面总能）与断面比能e的区别与联系。3、何为连续介质模型？水力学研究中引入连续介质模型的可行性和必要性是什么？4、简述明渠均匀流的形成条件和特征。5、简述雷诺数Re、弗劳德数Fr的物理意义。6、何为长管？何为短管？7、正常工作条件下，作用水头、面积相同的孔口和圆柱型外管嘴的出流能力是否相同？为什么？8、何为水跃?何为水跌?四、作图题（每题6分）作图题绘出图示曲面上的压力体图及水平方向的静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。 五、计算题（难度不同，分值不等）计算题1.一条长直的矩形断面明渠，粗糙系数n=0.02，底宽b=5m，当流量Q=40m3/s时，正常水深h0=2m。试分别用hk、ik、Fr及vk来判断水流流态。水泵将水抽至水塔，如图所示。已知水泵功率N=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；每个转弯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。水塔2.Z吸水管压水管水池3.图示一突然扩大的圆管，液流自小断面A1进入大断面A2时，流股脱离固体边界，四周形成旋涡，然后流股逐渐扩大，约经（5~8）d2以后才与大断面吻合。证明在满足下列条件Av2时，其局部水头损失计算公式为hj=212。A2g1条件：（1）不计突然扩大部分的沿程水头损失及边壁切应力；（2）由实验得知，环形断面a-b-b-a上，液流旋涡区的动水压强近似于突然扩大前断面的压强分布；（3）α1＝α2＝1，β1＝β2＝1。24.如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN，并铰接于A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最小铅直拉力T。5.如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头d H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失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。行近流速v0≈0，取动能、动量修正系数均为1。（1）计算通过管道的流量Q；（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？6.如图所示，消防水管直径d1=0.15m，喷嘴出口直径d2=0.03m，设计流量Q=0.03m3/s。喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定。不计水头损失，试求螺栓所受的总拉力。7.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，试求沿程水头损失。8.如图用U形水银测压计测量A点的静水压强，其读数为h，令A点压强保持不变，将U形管下降高度H，则水银测压计读数放大为h+Δh，试证明Δh=H/13.1。9．有一渠道用两根d=1m的混凝土虹吸管n=0.014）（来跨越铁路，渠道上游水位1=100m，下游水位2=99.0m，虹吸管长度l1=8m，l2=12m，l3=15m，中间有60°的折角弯头两个，单个ζ弯=0.365，ζ进口=0.5，ζ出口=10，试确定：.(1)每根虹吸管的输水能力； （2）当虹吸管中的最大允许真空度[hvmax]=7m时，虹吸管的最高安装高程为多少？10.一棱柱形矩形断面变坡渠道，渠道宽度b=6m，糙率n=0.02，底坡i1=0.001,i2=0.0065,上游渠道临界水深hk1=1.37m。要求：（1）计算通过渠道流量Q；（2）求下游渠道的临界水深hk2；（3）判别各渠段均匀流是急流还是缓流；（4）定性绘出渠道的水面曲线，并标明类型。11.水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数=0.98，收缩系数ε=0.62，求孔口出流收缩断面的流速vc、流量Q和水头损失hj。已知：流量Q=10m3/s，底宽b=5m,粗糙系数n=0.017,12.有一浆砌块石矩形断面渠道，底坡i=0.0003，当渠中水流为均匀流时，试用两种方法判别渠中的流动是急流还是缓流。'