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1、水力学复习题水力学复习题一、单项选择题一、单项选择题1、 某流体的运动粘度v=210-6m2/s,密度=800kg/m3,其动力粘度为( ) A、 3.7510-9Pas B、 2.410-3Pas C、 1.610-3Pas D、2.4109Pas2、图 1.1 中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是( ) A、1-1 断面和 2-2 断面 B、2-2 断面和 3-3 断面 C、1-1 断面和 3-3 断面 D、3-3 断面和 4-4 断面图 1.13、 如图 1.2 所示, 孔板上各孔口的大小形状相同, 则各孔口的出流量是( ) A、QAQB B、QA=QB C、QAQB D、不能确定图
2、1.24、图 1.3 所示并联管道 A、B,两管材料、直径相同,通过的流量相同,长度B=2A,两管的水头损失关系为( ) A、hfB=hfAB、hfB=2hfA C、hfB=1.41hfA 0D、hfB=4hfA图 1.35、如图 1.4 所示,水泵的扬程是( ) A、z1B、z2C、z1+z2D、z1+z2+hw图 1.46、在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m 及粗糙系数 n 的条件下,计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( ) A、给定水深 h,求底宽 b B、给定宽深比 ,求水深 h 与底宽 b C、给定最大允许流速vmax,求水底 h 与底宽 b D、给定水力坡度 J,求水
3、深h与底宽b7、断面单位能量e随水深h的变化规律是( ) A、e存在极大值 B、e存在极小值 C、e随h增加而单调增加 D、e随h增加而单调减少8、下列各型水面曲线中,降水的水面曲线是( ) A、a3型 B、c3型 C、c2型 D、b0型9、根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( ) A、自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 B、三角堰、梯形堰和矩形堰 C、宽顶堰、实用堰和薄壁堰 D、溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰10、速度 v、长度 l、运动粘度 v 的无量纲组合是( )2vl A、v2v B、lv22v C、lv D、vlv11、图 1.1 所示一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面下
4、4.2 米处的测压管高度为 2.2m,设当地压强为 98KPa,则容器内液面的绝对压强为( )水柱。 A、2m B、1m C、8m D、-2m图 1.112、理想流体是一种( )的假想流体。 A、动力粘度 为 0 B、速度梯度du为 0dy C、速度 u 为一常数 D、流体没有剪切变形13、断面平均流速 v 与断面上每一点的实际流速 u 的关系是( )。 A、v=u B、vu D、vu 或 vu14、在平衡液体中,质量力与等压面()A、重合15、水力最优的矩形断面渠道,底宽 b 和水深 h 之比 h=b为( )。hB、平行 C、正交D、相交 A、0.5 B、1 C、2 D、2.516、明渠渠首
5、断面的过水断面面积为 10m2,渠尾面积为 15m2。若渠首的流速为3m/s,则渠尾的流速为( )。 A、0.5m/s B、1m/s C、2m/s D、2.5m/s17、在渐变流过流断面上,动压强分布满足( )规律。 A、z+0 B、z+0 C、z+=c D、以上都不是18、水流由水箱流经管径 d1=200mm,d2=50mm 的管路后流入大气中,已知出口处v2=4m/s,则 d1管段的断面平均流速 v1为()A、0.25m/s19、明渠水流由缓流过渡到急流时发生( )的水力现象。 A、水跃 B、水跌 C、壅水 D、都可能20、某变径管的雷诺数之比 Re1Re2=12,则其管径之比 d1d2为
6、()A、21B、211 C、12D、14B、0.5m/s C、1m/sD、2m/sppp二、填空题二、填空题1、潜体所受浮力的大小与其所在液体的_成正比。2、恒定流是各空间点上的运动参数都不随_变化的流动。3、圆管流的临界雷诺数 Rec为_。4、水由孔口直接流入另一水体中,称为_出流。5、在相同的作用水头作用下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量_。6、渠道中的水深 h 大于临界水深 hc时,水流流态为_。7、水跃函数相等的两个不同水深称为_。8、自由出流宽顶堰堰上水流流态为_。9、均质不可压缩流体是指_为常数的流体。10、 比较重力场 (质量力只有重力) 中, 水和酒精所受单位质量力 Z水_
7、Z酒精(填大于,等于或小于) 。11、若正常水深正好等于该流量下的_,相应的渠道底坡称为临界底坡。12、当底坡、粗糙系数和断面面积一定时,使_的断面形状,称为水力最优断面。13、宽顶堰淹没溢流的充分条件是_。14、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_。15、均质不可压缩流体是指_为常数的流体。16、 比较重力场 (质量力只有重力) 中, 水和酒精所受单位质量力 Z水_Z酒精(填大于,等于或小于) 。17、液体中某点的相对压强为-35kPa,当地大气压为 0.1MPa,该点绝对压强为_kPa。18、某水管的直径 d=100mm,断面平均流速 v=0.5m/s
8、,水的运动粘度 v=1.0110-6m2/s,其管中流态为_。19、 根据尼古拉兹实验, 在紊流粗糙区沿程水头损失与断面平均流速的_成正比。20、在恒定流中,流线与迹线_。三、简答题三、简答题1、试述液体静力学的基本方程z p C及其各项的物理意义。g2、如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?3、试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析 a2型水面曲线的变化趋势。四、名词解释题四、名词解释题1、水力坡度2、恒定流3、相对压强4、简单管道5、水跃五、作图题五、作图题1、试画出图 4.1 曲面 AB 和 CD 的压力体,并分别标明方向。图 4.12、.若上游水深大于 hc,试定性绘制图 4.2 所示
9、变坡渠道中的水面曲线,并注明线型。六、计算题六、计算题1、如图 4.1 所示,一矩形平板闸门 AB,宽 b=2m,与水平面夹角 =30,其自重 G=19.6kN,并铰接于 A 点。水面通过 A 点,水深 h=2.1m,试求打开闸门的最大铅直拉力 T。 B图 4.12、如图 4.2 所示,文丘里流量计管道直径 d1=200mm,喉管直径 d2=100mm,水银差压计读数 y=30mm,水银密度m=13.6103kg/m3,忽略管中水头损失,试求管道输水流量 Q。图 4.23、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
10、,通过的流量 Q=6m /s,水流处于湍流粗糙区,求沿程水头损失。4、如图 5.1 中的直径 D=150mm,重量 G=10N 的活塞浸入水中,并在压力 P 作用下平衡(如图示)。若 P=6N,试求与活塞底等高之点 M 处的压强 PM及测压管高度h 。3图 5.15、 设水流由水箱经水平串联管路流入大气,如图 5.2 所示。已知 AB 管段直径d1=0.25m, 沿程损失 hfAB=0.4V1, BC 管段直径 d2=0.15m, 已知损失 hfBC=0.5V2,2g2g22V1进口局部损失 hj1=0.5,突然收缩局部损失 hj2=0.32V2,试求管内流量 Q。2g2 g22图 5.26、
11、有一浆砌块石矩形断面渠道,已知:流量 Q=10m3/s,底宽 b=5m,粗糙系数n=0.017,底坡 i=0.003。当渠中水流为均匀流时,试分别用干扰微波流速法、弗劳德数、临界水深判别渠中的水流流态。参考答案参考答案一、一、 单项选择题单项选择题CCBBDDBDCDCADCCCDABA二、填空题二、填空题1、密度 2、时间 3、2300 或 2000 4、淹没 5、大 6、缓流 7、共轭水深 8、急流 9、密度 10、等于 11、临界水深 12、流量最大h13、s0.8 14、 实用堰 15、 密度 16、 等于 17、 65 18、 湍流 19、H0二次方 20、重合三、简答题三、简答题略
12、四、名词解释题四、名词解释题略五、作图题五、作图题1、试画出图 4.1 中曲面 AB 和 CD 的压力体,并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。图 4.12、.若上游水深大于 hc,试定性绘制图图 4.2 所示变坡渠道中的水面曲线,并注明线型。图 4.2六、计算题六、计算题1、闸门 AB 上的水压力 P=ghclb,l表示闸门 AB 的长度。图 4.1l 2hhh 2hhcP g 2hb gh b 86.44KNsin3022作用点 D,AD=l 234h1重力 G 作用点 C,AC=h3243l2MA 0 Tlcos30ph G cos30 0 T=43 =76.34kN打开闸门的最
13、小铅直拉力为(ph G h)3232h2176.34kN2、解:列1-1,2-2 断面的总流伯努利方程z122p1a1v1p22v2 z2g2 gg2 g取12=1,有22v2 v1pp ( z11) ( z22)gg2 gmp1p2( z1) ( z2) ( 1) y 0.252ggv1d124 v22d24v1 v2(d2201 .) v2()2 0.25v2d10.22d2314. 01 .2将(2) 、 (3)代入(1) ,得 v2=2.295m/s Q=v2 2.29544=0.018m2/s 3、解:R=bh032 . 16 .110.50.8m C=R1/6 08 .1/6=38
14、.54m /sb 2h032 . 2 16 .n0.0252 A=bh0=5.12mv Qv2117.26=1.17m/sv c RJ , J 2A=512.C R3854.2 08 .=0.00115hf Jl 0.00115 500 0.576mM 点压强与活塞底部压强相等即 PM=P G2D46 103.14 0.1524 =906N/m2 h=PM906 =0.09m98004、压力表的测管高度为P39 .2 g9.8 =4.0H20。水箱中水深 H=4+h=4+1=5m5、对水箱水面和出口断面写总流伯努利方程(动能修正系数均取 1.0)3+0+0=0+0+V2 +hw (1)而 hw
15、=0.5V12g222V12V2V2 0.4 0.32 0.52g2g2g2g2(2)因 V1=A2A1V2 (d220.152) V2 () V2 0.36V2d10.252222V22 (0.36 V2)28V21 V2 0.9452g25 2g2 2g2g所以(2)式为 hw=1 (0.36 V2)22g (3)代入(1)式得:3=V222V2V2 0.941.942g2g2g2 V2=2 9.8 31.94=5.51m/s,V1=0.36V2=1.98m/s Q=A1V1=(0.25)21.98=0.097m3/s46、 解对于矩形渠道,均匀流时各水力要素为: A=bh0=5h0 x=b+2h0=5+2h0 R=Ax5h05 2h0 C=1R1/6=n10.017R1/6代入明渠均匀流基本公式:Q=ACRi=5h05h0 ()2 / 30.0175 2h00.0003A2/31/2R i中得 10=n经试算得明渠均匀流的正常水深 h0: h0=1.88m渠中断面平均流速: v=Q10=1.06m/sA51.88 (1)波速法: 在矩形渠道中有h=h0,则干扰微波的波速: c=gh 9.81.88=4.29m/s v=1.06hk,即明渠中水流为缓流 (3)佛汝德数 Fr: Fr=水流为缓流。v21.062gh09.8 1.88 =0.061 Fr1.0, 即明渠中
限制150内