水力學(xué)模擬試題及答案一

水

力

學(xué)

模

擬

試

題

及

答

案（

一）1選擇題（每小題2分）（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（C）a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b單位體積液體受到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d單位重量液體受到的質(zhì)量力（2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（）a、重合；b、平行c、相交；d、正交。答案：d（3）液體中某點的絕對壓強為100kN/m，則該點的相對壓強為a、1kN/m

2

b、2kN/m

2

c、5kN/m

2

d、10kN/m

2答案：b（4）水力學(xué)中的一維流動是指（）a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運動；d、運動要素只與一個坐標(biāo)有關(guān)的流動。答案：d（5）有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/=（）a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b（6）已知液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，即可以判斷該液體流動屬于a、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)答案：c（7）突然完全關(guān)閉管道末端的閥門，產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速=1000m/s，水擊壓強水頭H=，則管道中原來的流速為0a、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m答案：c（8）在明渠中不可以發(fā)生的流動是（）a、恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。答案：c（9）在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是（a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。答案：b（10b=1.5m的矩形明渠的流量3/s渠中某處水深h=，則該處水流的流態(tài)為a、緩流；b、急流；c、臨界流；答案：b（11）閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H（）成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方答案：d（12）滲流研究的對象是（）的運動規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。答案：a（13）測量水槽中某點水流流速的儀器有a、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰答案：b（14）按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的水力學(xué)模型，長度比尺λ=100，模型中水深為0.1L米，則原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為a、1米，λ=1000；b、10米，λ=100；QQc、1米，λ=100000；d、10米，λ=100000。QQ答案：d2判斷題（每小題2分）（1）任意受壓面上的平均壓強等于該受壓面形心處的壓強提：靜止液體中?。ǎ┐鸢福哄e誤水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。（）答案：錯誤水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（）答案：錯誤（4）粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。答案：正確

（）（5）同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全（）答案：正確（6）在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。答案：錯誤

（）矩形斷面水力最佳斷面的寬深比=2。（）答案：正確斷面比能沿流程總是減小的。（）答案：錯誤在流量和渠道斷面形式一定的條件下前水深越大后水深也越大）答案：錯誤滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流，并且無滲透變形()答案：正確3填空題每小題2～4分）

牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是和。答案：層流運動，牛頓液體液體中某點的絕壓100kN/m2，則點的相壓強為

2

，真空度為。

答案：2，不存在.只受重力作用，靜止液體中的等壓面是答案：水平面。頭是答案：液體存在粘滯性和邊界的影響。水流在明渠中的流態(tài)為緩流時，其水深h數(shù)k（填寫、、）答案：，。在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，則水躍的躍后水深越答案：大。根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為答案：短管，長管。在水擊計算中閥門關(guān)閉的時間T水擊相長T水擊為sr把TT水擊稱為sr答案：直接，間接。(9)a水面曲線是發(fā)生在2這時弗汝德數(shù)Fr沿程答案：陡坡，緩流，減小。(10)溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的答案：3/2。（11）泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水躍時，下游收縮斷面水深共軛水深ch’、、)ctt答案：填寫、、(12)

按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計的溢流壩水力模型，長度比尺=25，當(dāng)模型中某點的L流速為v=o.8m/s，則原型中對應(yīng)點的流速為v=mp答案：4m/s。4問答題每小題3～4分）（1）什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？答案：理想液體是指沒有粘滯性的液體。實際液體都具有粘滯性在液體流動時會引起能量損失，給分析液體運動帶來很大困難。為了簡化液體運動的討論們引入了理想液體的概念忽略液體的粘滯性分析其運動規(guī)律然后再考慮粘滯性影響進行修正可以得到實際水流的運動規(guī)律用以1R301R30解決實際工程問題。這是水力學(xué)重要的研究方法。（2均勻流一定是恒定流種說法是否正確？為什么？答案：這種說法錯誤的均勻是相對空間分而言，恒定相對于間而言。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時，雖然是恒定流，但它不是均勻流。（3）簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律。答案通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現(xiàn)：在層流中λ僅是雷諾Re的函數(shù)并與成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，λ僅Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)=f過渡區(qū)λ=f（Re，糙區(qū)λ=f（紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。R

2（4）為什么舍齊公Ci

只適用于阻力平方區(qū)？答案舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式，自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū)，因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。（5）流動相似的含義是什么？答案：流動相似包括幾何相似、運動相似和動力相似。其中幾何相似是前提，動力相似是保證，才能實現(xiàn)流動相似。（6）從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。答案勻流的斷面平均流速水頭和壓強水頭沿程不變水流運動總要消耗能量，因此從能量方程來分析只能消耗位能來克服水流阻力以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。（7）分析水面曲線時，如何尋找急流和緩流的控制斷面？答案：急流的控制斷面在上游，因為外界對急流的干擾不能向上游傳播；緩流的控制斷面在下游，其原因與急流正好相反。（8）在滲流計算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別？答案達(dá)西定律適用于任一點的滲流流速u=其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流過水?dāng)嗝嫔细鼽c的滲流流速都相等且等于v=kJ。5作圖題：（1）定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。(5分)v

=00202測壓管水頭線

總水頭線v

=0解：）定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長，各段糙率相同)(5)Ki<i

K

ii

K

i>i

K

K解：K

bi<i

K

i<i

K

bi>i

K

K

6計算題：）圖示一跨河倒虹吸管方形斷面面積為0.64m長m兩個30

。折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ=0.2，ζ=0.5，ζ=1.0，沿程水力摩擦系數(shù)λ，上下游水位差=3m。求通過的流量Q?（10）2222解按短管計算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能量方程Hw

lv2R2

(5分)計算正方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)

0.2m,

0.51.0將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到4.16m/s,vA3/s

(5分)即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為

/s。）水箱接一橡膠管道及噴(圖。橡膠管直徑=7.5cm，噴嘴出口直徑d=2.0cm。水頭=5.5m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw=0.5m。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強p=4.9N。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力，行近流速v0=0，取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為。）解：以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流1—1和噴嘴出口斷面2—2的能量方程H22g求得噴嘴出口流速和流量為v29.9

(5分)A2

m

3

(1.5分橡膠管道內(nèi)的流速為3

QA3

0.706

(1分)對于噴嘴建立x向的動量方程11h"＝11h"＝p3

2

333

N(6.5)2水流對噴嘴沖擊力為即為手握噴嘴所需之力。(1分)）一梯形渠道底寬

bm水深h3m邊坡為1:1糙率n=0.014底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求通過的流量。(9解：計算渠道斷面水力要素，過流斷面面積

Abhmh

39m

2

(1.5分)濕周

1

h18.49m(1.5分)水力半徑

A

2.11m(1)舍齊系數(shù)

6n

/

(2分)通過的流量

Q=ACRi)

0.5

=144.93m

3

/s(3分)）某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已渠B＝18m，流＝265m

3

/s，壩下收縮斷面處水深h，當(dāng)壩下游水深h時，問：(12分)ct1）壩下游是否發(fā)生水躍？（4分）2）如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？（4分）3)是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。（4分）解：1)計算臨界水h判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，kq=Q/B=14.72m

3

/smh

g

2.81m因為收縮斷面水深

h=1.