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电大 水力学.doc

电大 水力学

心很干净
2017-09-17 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电大 水力学doc》,可适用于IT/计算机领域

电大水力学水力学补修模拟复习题(一)、单项选择题(每小题分)()静止液体中同一点各方向的压强()a、数值相等b、数值不等c、仅水平方向数值相等d、铅直方向数值最大。本题难度:容易。主要考核学生对静水压强特性的理解。答案:a()在平衡液体中质量力与等压面()a、重合b、平行c、斜交d、正交。本题难度:中等。主要考核学生对等压面概念的理解。答案:d()液体只受重力作用则静止液体中的等压面是()a、任意曲面b、水平面c、斜平面d、旋转抛物面。本题难度:容易。主要考核学生对等压面概念的理解。答案:b()液体中某点的绝对压强为kNm则该点的相对压强为()a、kNmb、kNmc、kNmd、kNm本题难度:容易。主要考核学生对静水压强换算的掌握。答案:b()过水断面是指()a、与流线平行的断面b、与流线正交的横断面c、与流线斜交的横断面d、与迹线正交的横断面。本题难度:容易。主要考核学生对过水断面的理解。答案:b()水力学中的一维流动是指()a、恒定流动b、均匀流动c、层流运动d、运动要素只与一个坐标有关的流动。答案:d()作用水头相同时孔口的过流量要比相同直径管咀的过流量()a、大b、小c、相同d、无法确定。答案:b()已知液体流动的沿程水力摩擦系数,与边壁粗糙度和雷诺数Re都有关即可以判断该液体流动属于()a、层流区b、紊流光滑区c、紊流过渡粗糙区d、紊流粗糙区本题难度:中等。主要考核学生对沿程水力摩擦系数,的理解。答案:c()有压管道的管径d与管流水力半径的比值dR=()a、b、c、d、。答案:b()层流断面流速分布规律符合a、对数分布b直线分布c、抛物线分布d、椭圆分布。答案:c()突扩前后有压管道的直径之比dd=:则突扩前后断面的雷诺数之比为()a、:b、:c、:d、:答案:a()紊流粗糙区的水头损失与流速成a、一次方关系b、二次方关系c、,次方关系d、不能确定答案:b()水泵的扬程是指()a、水泵提水高度b、水泵提水高度吸水管的水头损失c、水泵提水高度吸水管与压水管的水头损失d、以上答案都不是。答案:c()从力学角度看雷诺数所表示的两种力的对比关系是a、惯性力与粘滞力b、惯性力与重力c、重力与粘滞力d、压力与粘滞力。答案:a、()紊流的流速分布为()a、呈抛物线分布b、呈线性分布c、比层流分布更均匀d、比层流分布更不均匀答案:c()长管的总水头线与测压管水头线()a、相重合b、相平行呈直线c、相平行呈阶梯状。答案:a()矩形水力最佳断面的宽深比β=()a、b、c、d、答案:b()在明渠中不可以发生的流动是()a、恒定均匀流b、恒定非均匀流c、非恒定均匀流d、非恒定非均匀流。答案:c()在缓坡明渠中不可以发生的流动是()a、均匀缓流b、均匀急流c、非均匀缓流d、非均匀急流。答案:b()底宽b=m的矩形明渠通过的流量Q=ms已知渠中某处水深h=m则该处水流的流态为()a、缓流b、急流c、临界流答案:b()闸孔出流的流量与闸前水头的()成正比。a、次方b、次方c、次方d、次方答案:d()堰流的流量与堰顶水头的成正比。a、次方b、次方c、次方d、次方答案:b()溢流坝下泄水流收缩断面水深h的共轭水深为h下游河道水深为h形成远离水跃的条件cct是()a、h=hb、h,hc、h,hd、无法确定tctctc答案:c()渗流研究的对象是()的运动规律。a、重力水b、毛细水c、气态水d、薄膜水。答案:a()渗流的达西公式只能适用于()a、恒定均匀层流b、恒定均匀紊流c、恒定均匀流d、非恒定流。答案:a()按重力相似准则设计的水力学模型长度比尺λ=模型中水深为m则原型中对应点L水深为()a、mb、mc、md、m。答案:d()、按重力相似准则设计模型若几何比尺为则流速比尺为()a、b、c、d、。答案:b()测量水槽中某点水流流速的仪器有()a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案:b()量测明槽流量的仪器是()a、文丘里计b、电磁流量计c、量水堰d、孔板流量计。答案:c、判断题(每小题分)()理想液体就是不可压缩液体。()答案:错误()作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。()答案:错误()均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。()答案:正确()水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。()答案:错误()渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。()答案:正确()水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。()答案:错误()紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。答案:正确()粘滞性是液体产生水头损失的内因。()答案:正确()园管中层流的雷诺数必然大于。答案:错误()同样条件下直接水击比间接水击更不安全。()答案:正确()矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比为β=。()答案:正确()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。()答案:正确()在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。()答案:错误()缓坡上可以出现非均匀流急流。()答案:错误()陡坡上出现均匀流必为急流缓坡上出现均匀流必为缓流。()答案:正确()明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。()答案:错误()在流量和渠道断面形式一定的条件下跃前水深越大跃后水深也越大。()答案:错误()渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流并且无渗透变形。()答案:正确()两个液流只要在相应点的速度和加速度的大小成比例则两个液流就是运动相似的。()答案:错误、问答题(每小题分)()什么是理想液体,为什么要引入理想液体的概念,本题难度:中等。要求学生掌握理想液体的概念和水流运动分析方法。评分标准:写出定义分原因叙述正确分。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。()“均匀流一定是恒定流”这种说法是否正确,为什么,本题难度:中等。要求学生掌握均匀流和恒定流的概念。评分标准:判断是否正确分原因叙述正确分。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。()简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。本题难度:较难。要求学生掌握沿程水力摩擦系数λ的变化规律以便正确运用。评分标准:λ的变化规律表达正确分说明分。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=f(Re)过渡区λ=f(Re)粗糙区λ=f()紊,,流粗糙区又称为阻力平方区。RR()为什么舍齐公式只适用于阻力平方区,v,CRi本题难度:中等。要求学生能正确运用舍齐公式了解糙率的来源。评分标准:正确叙述舍齐公式的来源分。以下类似答案: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。()为什么工程中希望在压力管道内发生间接水击,控制压力管道内发生间接水击的措施有那些,答案:发生间接水击时反射回来的减压波使阀门处的水击压强降低防止过高的水击压强对管道的。控制压力管道内发生间接水击的措施主要有:延长阀门关闭的时间缩短压力管道的长度必要时设计调压井(塔)等。()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。()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。()在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别,答案:达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ其适用于恒定均匀层流渗流而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。、计算题:()如图所示矩形平板闸门AB宽b=m门重G=Nα=h=mh=m。试求:下游无水时启门力T。δ(分)说明:本题难度中等。要求学生掌握作用在平面上静水总压力计算。题解和评分标准:解:闸门上的静水总压力P=pAcp,ρgh=××(×)=kNm(分)ccP=pA=××sin,kN(分)c静水总压力作用点到转轴距离为m(分)L,,,各力对转轴取力距Thtg,G×htg,PL=(分)T=kN(分)即下游无水时启门力为kN。()水温C时水的运动粘度ν,cms管径为cm管中流速为cms试判别水流流态并求在该管中转变为另一种流态时的流速。(分)说明:本题较容易。要求学生掌握水流流态的判别并会进行雷诺数的计算。题解和评分标准:vd解:Re,,,,管内为紊流。(分),vd,如果要转变为层流则Re,则v,cms(分),d。()图示一跨河倒虹吸管正方形断面面积A=m长l=m两个折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为,=,=,=沿程水力摩擦系数λ=上下游水位差H=m。求通过的流量Q。(分)说明:本题难度中等。要求学生掌握管道输水能力和方管的水力半径的计算。题解和评分标准:lvHh,,(),,解:(分),wRgAR,,,m,,,x(分)?,,,ms,msvqvAv()从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=cm喷嘴出口直径d=cm。水头H=M。由水箱至喷嘴的水头损失h=m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=N,cm。如用手握住喷w嘴需要多大的水平力R行近流速v=取动能校正系数均为。(分)说明:本题难度较难。是能量方程和动量方程的综合应用题要求学生掌握能量方程和动量方程的建立和计算。题解和评分标准:解:列水箱渐变流断面和喷嘴出口断面能量方程vH,(分)gm(分)vg,,svAm(分)v,,sA列X向动量方程,,,()pARqvv,,vxx(分),,,,()NRpAAvvv,即为手握喷嘴所需之力。水流对喷嘴冲击力RR,,,(分)()有一梯形渠道底宽b=m水深h=m边坡为:糙率n=底坡i=。如流动在紊流粗糙区求流量Q。(分)解:m(分)Abhmh,,xbmh,,m(分)A(分)R,,x(分)C,,Rmsv,CRinQ=AC(Ri)=ms(分)()有一梯形渠道底宽b=m水深h=m边坡为:糙率n=底坡i=。如流动在紊流粗糙区求通过的流量Q。(分)。说明:本题难度中等。要求学生掌握明渠均匀流公式、舍齐系数和流量计算。解:m(分)Abhmh,,xbmh,,m(分)A(分)R,,x(分)C,,RmsnQ=AC(RJ)=ms(分)()有一孔WES型实用堰。每孔净宽=m上游堰高P=m堰顶水头H=m已知实用堰的流量系数m=侧受缩系数,=堰下游收缩水深h=m相应宽度m下游水位低于堰顶c下游河道水深h=m。(分)t()求实用堰的流量Q()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,()如采用底流式消能消能池中的水跃应为什么形式水跃,说明:本题难度较难。要求学生掌握堰的流量计算、水跃共轭水深计算、判断水跃的形式和消能池设计。题解和评分标准:解:()PH=,是高堰且为非淹没实用堰的流量ζεmnb,××××=ms(分)Q,gHsq()下游单宽流量q=Q=ms临界水深h=,m(分)kg,,hq"c,,h,,h=m,h,h=m而且,m,h=mckttc,,ghc,,堰下游发生远驱水跃需要修建消力池。(分)()如采用底流式消能消能池中的水跃应为微淹没式水跃水力学补修模拟复习题(二)、选择题:(每小题分)()在水力学中单位质量力是指()a、单位面积液体受到的质量力b、单位体积液体受到的质量力c、单位质量液体受到的质量力d、单位重量液体受到的质量力。答案:c()在平衡液体中质量力与等压面()a、重合b、平行c、相交d、正交。答案:d()液体中某点的绝对压强为kNm则该点的相对压强为a、kNmb、kNmc、kNmd、kNm答案:b()水力学中的一维流动是指()a、恒定流动b、均匀流动c、层流运动d、运动要素只与一个坐标有关的流动。答案:d()有压管道的管径d与管流水力半径的比值dR=()a、b、c、d、。答案:b()已知液体流动的沿程水力摩擦系数,与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关即可以判断该液体流动属于a、层流区b、紊流光滑区c、紊流过渡粗糙区d、紊流粗糙区答案:c()突然完全关闭管道末端的阀门产生直接水击。已知水击波速c=ms水击压强水头H=m则管道中原来的流速v为a、mb、mc、md、m答案:c()在明渠中不可以发生的流动是()a、恒定均匀流b、恒定非均匀流c、非恒定均匀流d、非恒定非均匀流。答案:c()在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。a、均匀缓流b、均匀急流c、非均匀缓流d、非均匀急流。答案:b()底宽b=m的矩形明渠通过的流量Q=ms已知渠中某处水深h=m则该处水流的流态为a、缓流b、急流c、临界流答案:b()闸孔出流的流量Q与闸前水头的H()成正比。a、次方b、次方c、次方d、次方答案:d()渗流研究的对象是()的运动规律。a、重力水b、毛细水c、气态水d、薄膜水。答案:a()测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案:b()按重力相似准则设计的水力学模型长度比尺λ=模型中水深为米则L原型中对应点水深为和流量比尺为b、米λ=b、米λ=QQc、米λ=d、米λ=。QQd答案:、判断题:(每小题分)()任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。()答案:错误()水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。()答案:错误()水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。()答案:错误()粘滞性是液体产生水头损失的内因。()答案:正确()同样条件下直接水击比间接水击更不安全。()答案:正确()在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。()答案:错误()矩形断面水力最佳断面的宽深比β=。()答案:正确()断面比能沿流程总是减小的。()答案:错误()在流量和渠道断面形式一定的条件下跃前水深越大跃后水深也越大。()答案:错误)渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流并且无渗透变形。()(答案:正确、填空题:(每小题,分)()牛顿内摩擦定律适用的条件是和。答案:层流运动牛顿液体()液体中某点的绝对压强为kNm则该点的相对压强为,,,,,,,,,,,,,kNm真空度为。答案:不存在()只受重力作用静止液体中的等压面是,,,,,,,,,,,,,,,,。答案:水平面。()实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,。答案:液体存在粘滞性和边界的影响。()水流在明渠中的流态为缓流时其水深h,,,,h弗汝德数Fr,,,,,。k(填写,、,、,符号)答案:,,。()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。()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。()在水击计算中阀门关闭的时间T,水击相长T的水击称为,,,,,,,,,,水击把srT,T的水击称为,,,,,,,,,,水击。sr答案:直接间接。()a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。()溢流堰的过堰流量与堰顶水头的,,,,,,,,次方成正比。答案:。()泄水建筑物下游发生远驱水跃时下游收缩断面水深h的共轭水深c’’h,,,,,,,,h(h为下游河道的水深填写,、,、,符号)ctt答案:填写,、,、,符号()按重力相似准则设计的溢流坝水力模型长度比尺λ=当模型中某点的流速为Lv=oms则原型中对应点的流速为v=,,,,,,,,ms。mp答案:ms。、问答题:(每小题,分)()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。()“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。()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=f(Re)过渡区λ=f(Re),R粗糙区λ=f()紊流粗糙区又称为阻力平方区。R()为什么舍齐公式只适用于阻力平方区,v,CRi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。()流动相似的含义是什么,答案:流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。其中几何相似是前提动力相似是保证才能实现流动相似。()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。()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。()在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别,答案:达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ其适用于恒定均匀层流渗流而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。、作图题:()定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。(分)v=总水头线测压管水头线v=解:()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)(分)Ki<iKi<iKKi>iK解:、计算题:。()图示一跨河倒虹吸管正方形断面面积为A=m长l=m两个折缓流N缓流abKN急流bNi<iKKi<iKNi>iK角、进口和出口的局部水头损失系数分别为,=,=,=沿程水力摩擦系数λ=上下游水位差H=m。求通过的流量Q(分)解:按短管计算取下游水面为基准面对上下游渠道内的计算断面建立能量方程lvHh(),,,,(分),wRg计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数AR,,m,,,,,,将参数代入上式计算可以求解得到(分)?v,ms,Q,vA,ms即倒虹吸管内通过的流量为ms。()从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=cm喷嘴出口直径d=cm。水头H=m。由水箱至喷嘴的水头损失h=m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压w强p=N,cm。如用手握住喷嘴需要多大的水平力R行近流速v=取动能校正系数和动量校正系数均为。(分)解:以过喷嘴中心的水平面为基准面列水箱渐变流断面和喷嘴出口断面的能量方程vH,(分)gm求得喷嘴出口流速和流量为vg,,sm(分)Q,vA,s橡胶管道内的流速为Qmv,,(分)sA对于喷嘴建立x方向的动量方程pA,R,,,Q(v,v)xxN(分)R,pA,,Q(v,v),水流对喷嘴冲击力为RR,,即为手握喷嘴所需之力。(分),()有一梯形渠道底宽b=m水深h=m边坡为:糙率n=底坡i=。如流动在紊流粗糙区求通过的流量Q。(分)解:计算渠道断面水力要素过流断面面积m(分)Abhmh,,湿周x,bmh,m(分)A水力半径m(分)R,,xC,R,ms舍齐系数(分)n通过的流量Q=AC(Ri)=ms(分)()某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B,m流量Q,ms坝下收缩断面处水深h=m当坝下游水深h=m时问:(分)ct)坝下游是否发生水跃,(分))如发生水跃属于何种形式的水跃,(分))是否需要修建消能工,若需要修建消能工估算消力池深。(分)解:)计算临界水深h判断收缩断面和下游水流流态kq=QB==msmq,mh,,,kg因为收缩断面水深h=m,h为急流下游水深h=m,h为缓流cktk所以溢流坝下游必定发生水跃。")计算收缩断面处水深h的共軛水深hcchqc"(,)h,cghc(,),,m"因为h,h该水跃为远驱水跃。ct)溢流坝下游发生远驱水跃需要修建消力池。估算消力池深d取水跃淹没系数,,j"则池深约为d=,hh=,–=mjct水力学补修模拟复习题(三)一、单项选择题(本大题共小题每小题分共分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的请将正确选项前的字母填在题后的括号内。某流体的运动粘度v=×ms,密度ρ=kgm,其动力粘度μ为()A×PasB×PasC×PasD×Pas图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是A断面和断面B断面和断面C断面和断面D断面和断面如图所示孔板上各孔口的大小形状相同则各孔口的出流量是()AQ>QABBQ=QABCQ<QABD不能确定并联管道A、B两管材料、直径相同长度=两管的水头损失关系为(),,BAA=hhfBfAB=hhfBfAC=hhfBfAD=hhfBfA如图所示水泵的扬程是()AzBzCzzDzzhw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bB给定宽深比β求水深h与底宽bC给定最大允许流速,v,求水底h与底宽bmaxD给定水力坡度J求水深与底宽hb断面单位能量随水深的变化规律是()ehA存在极大值B存在极小值eeC随增加而单调增加D随增加而单调减少eheh下列各型水面曲线中表现为上凸型的水面曲线是()AM型BC型CS型DH型根据堰顶厚度与堰上水头的比值堰可分为()A宽顶堰、实用堰和薄壁堰B自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C三角堰、梯形堰和矩形堰D溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是()vlvlvlvlABCDvvvv二、填空题(本大题共空每空分共分)不写解答过程将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。潜体所受浮力的大小与其所在液体的成正比。恒定流是各空间点上的运动参数都不随变化的流动。圆管流的临界雷诺数Re为。c水由孔口直接流入另一水体中称为出流。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。渠道中的水深h大于临界水深h时水流流态为。c水跃函数相等的两个不同水深称为。自由出流宽顶堰堰上水流流态为。达西定律适用于渗流。具有自由液面的水流模型试验一般选用准则设计模型。三、名词解释题(本大题共小题每小题分共分)粘性断面平均流速粘性底层短管临界底坡四、简答题(本大题共小题每小题分共分)p试述液体静力学的基本方程z,C及其各项的物理意义。,g如图所示一倒置U形管上部为油其密度ρ=kgmoil用来测定水管中的A点流速u若读数h=mm求该点A流速μ。A如何判别圆管和非圆管有压流中的流态试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M型水面曲线的变化趋势。五、计算题(本大题共小题每小题分共分)如图所示一矩形平板闸门AB宽b=m与水平面夹角α=其自重G=kN并铰接于A点。水面通过A点水深h=m试求打开闸门的最大铅直拉力T。如图所示文丘里流量计管道直径d=mm喉管直径d=mm水银差压计读数y=mm水银密度ρ=×kgm忽略管中水头损m失试求管道输水流量Q。有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=m,底宽b=m渠中水深h=m,粗糙系数n=通过的流量Q=ms试求沿程水头损失。水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=ms,各段管长l=l=m,l=m,l=m,各段管道直径d=d=mm(比阻a=a=sm),d=d=mm(比阻a=a=sm),试求:()各并联管段的流量QQ()水塔水面高度H。水力学试题参考答案一、单项选择题(本大题共小题每小题分共分)BCBADDBCAD二、填空题(本大题共空每空分共分)密度时间或淹没大缓流共轭水深急流均匀弗劳德三、名词解释题(本大题共小题每小题分共分)相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性或者答粘性是流体阻抗剪切变形速度的特性或者答粘性是流体的内摩擦特性均可。设想过流断面上速度v均匀分布通过的流量等于实际流量此速度v定义为该断面的平均流速Qv,即A紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。水头损失中沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重两者都不可忽略的管道。正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。四、简答题(本大题共小题每小题分共分)物理意义:z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能简称位能。p:单位重量液体具有的压强势能简称压能。g,pZ:单位重量液体具有的总势能。g,pZ=C:静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。g,解:根据元流伯努利方程如图有:,ppAAB,,,ggg,,,()ppABA,ppggh,,,(),,,BAoil=()=Pa,,A=ms答:A点流速为ms。用临界雷诺数作为流态的判别标准对于管流:vdReRe,,,或流动为层流若cvvdReRe,,,或流动为紊流若cv对于非圆管道特征长度为水力半径R雷诺数vRRe,此时相应的临界雷诺数为和vvRReRe,,,或流动为层流cvvRReRe,,,或流动为紊流cv若特征长度取为当量直径则仍为或。RecdhiJ,(,ds,Fr水深小于正常水深但大于临界水深流动为缓流分子:h<h,J>i,I,J<分母:h>h,Fr<,i,Fr>c分式:dhds<,M型降水曲线五、计算题(本大题共小题每小题分共分)(闸门AB上的水压力P=表示闸门AB的长度。,ghlbl,,chhl,,hh,csin:hPg,,,,,,,,hbghbKNhl,作用点DAD=重力G作用点CAC==hlMTlphG,,:,,:,coscosA,T=()phGh,,h,=kN打开闸门的最小铅直拉力为kN解:列断面的总流伯努利方程,pavpvz,z,,gggg取=有,,,,vvpp,,()()zz,,gggmm,pp()()(),,,,zzy,,,gg,,dd,vvdvvvv,,,()()d将()、()代入()得v=ms,d,Q=v=msbhR=,,mbhR,C==msnA=bh=mQv,==msAvvcRJJ,,,,=CRmhJl,,,f()hh,ffalQalQ,Ql(),,QlQ,QQQ=ms得Q=msQ=ms()H=hhhfff==malQalQalQ水力学补修模拟复习题(四)一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题分共分)一密闭容器内下部为水上部为空气液面下米处的测压管高度为m设当地压强为KPa则容器内液面的绝对压强为()水柱。AmBmCmDm理想流体是一种()的假想流体。duA动力粘度μ为B速度梯度为dyC速度u为一常数D流体没有剪切变形断面平均流速v与断面上每一点的实际流速u的关系是()。Av=uBv<uCv>uDvu或vu在并联管路问题中有()。A流经每一管路的水头损失相加得总水头损失B流经所有管路的流量相同C并联的任一管路的水头损失相同D当总流量已知时可直接解得各管的流量b水力最优的矩形断面渠道底宽b和水深h之比β=为()。hhABCD明渠渠首断面的过水断面面积为m渠尾面积为m。若渠首的流速为ms则渠尾的流速为()。AmsBmsCmsDms在渐变流过流断面上动压强分布满足()规律。pppAz>Bz<Cz=cD以上都不是,,,边界层分离只可能发生在有压强梯度的区域即()的区域。dpdpdpA<B>C=D以上都不是dxdxdx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连续过渡D都可能进行石油输送管路的水力模型试验要实现动力相似应选的相似准则是()。A雷诺准则B弗劳德准则C欧拉准则D以上都不是二、填空题(共分)(本小题分)流体质点加速度由和两部分组成恒定流动加速度为零均匀流动加速度为零。(本小题分)如图相同条件(d=d,h=h)的孔口与管嘴出流问:()vv(用等号或不等号表示)()QQ(用等号或不等号表示)(本小题分)在常温常压范围内每增加一个标准大气压水体积的相对缩小量约为百万分之四十九试计算在此范围内水的平均体积压缩系数K=。(本小题分)真实渗流的流速渗流模型的流速因为。(本小题分)井群的浸润面高度z可根据原理导出即等于各单井浸润面高度的叠加。井群的总产水量(等于、不等于)单井计算出水量的总和。(本小题分)有一直径d=mm的水管流速v=ms水温为时的运动粘度ν=×ms则管中流体的流态为(填层流或紊流)。(本小题分)堰是主要用作测量流量的设备堰则适用于水利工程中的大、中型溢流坝中而小桥孔过流可利用堰流来计算。(本小题分)明渠水流模型试验应采用相似准则。若其长度比尺为则模型流量应为原型流量的。三、简述题(共分)(本小题分)如图所示两种液体盛在同一容器中其中ρ<ρ。试分析下面两个水静力学方程式pp,z()z,g,gpp()z,z,g,g哪个对哪个错说明其原因。(本小题分)何谓长管何谓短管虹吸管、并联管道分别可用哪一种管道(长管还是短管)计算四、作图(共分)绘出(a),(b)两种情况下管道进口前、后一段距离内的总水头线和测压管水头线示意图。(a)v=(b)v五、计算题(共分)(本小题分)()(本小题分)如图(a)中的直径D=mm重量G=N的活塞浸入水中并在压力P作用下平衡(如图示)。若P=N试求与活塞底等高之点M处的压强P及测压管高度h。M()(本小题分)如图(b)中的敞口水箱侧壁装有压力表表的中心至水箱底的高度h=m压力表读数为kPa求水箱中的水深H。(本小题分)V设水流由水箱经水平串联管路流入大气如图所示。已知AB管段直径d=m沿程损失h=fABgVVVBC管段直径d=m已知损失h=进口局部损失h=突然收缩局部损失h=fBCjjggg试求管内流量Q。(本小题分)有一浆砌块石矩形断面渠道已知:流量Q=ms底宽b=m粗糙系数n=底坡i=。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。(本小题分)设在现场用注水法测定潜水含水层土壤的渗透系数k值已知钻孔直径d=cm直达不透水层如图所示注入流量Q=cms井中水深h=m未注水前天然含水层厚度H=m影响半径R=m求渗透系数k值。水力学试题参考答案一、单项选择题(每小题分共分)CADCCCCBBA二、填空题(共分)当地(或时变)加速度、迁移(或位变)加速度当地(或时变)、迁移(或位变)()v>v()Q<Qk=×mN大于因为真实渗流场的孔隙面积小于渗流模型的孔隙面积势流叠加不等于紊流薄壁(堰)曲线型实用(堰)宽顶(堰))弗劳德数三、简述题(分)(本小题分)()错。因为点和点不是同一种液体。()对。因为点和点是同一种液体且连续符合水静力学基本方程适用条件。(本小题分)长管是指管道中的水头损失以沿程损失为主局部损失和流速水头所占的比重很小在计算中可以忽略的管道。短管是指局部水头损失和流速水头与总水头损失相比具有相当数值计算时不能忽略的管道。虹吸管可由短管理论计算并联管道可由长管理论计算。四、作图题(共分)(a)v=(b)v五、计算题(共分)(本小题分)()(本小题分)M点压强与活塞底部压强相等即PGP=,=NmM,DPM,h==m,()(本小题分)P,压力表的测管高度为=H。,g水箱中水深H=h==m(本小题分)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)V=h()wgVVVV而h=()wggggAd因V=V,()V,()V,VAd所以()式为(V)(V)VVV,h=()wgggggVVV,代入()式得:=gggV==ms,V=V=ms,Q=AV=()×=ms(本小题分)解对于矩形渠道均匀流时各水力要素为:A=bh=hx=bh=hhA,R=xhC=R=Rn代入明渠均匀流基本公式:AQ=AC=RiRinhh()中得=h经试算得明渠均匀流的正常水深h:h=m渠中断面平均流速:Q==msv=A()波速法:h在矩形渠道中有=h,则干扰微波的波速:c==msgh,v=<c即渠中水流为缓流。()临界水深h:k在矩形渠道中临界水深:aqaQ,(),()h==mkggbh>h即明渠中水流为缓流k()佛汝德数Fr:v,Fr==ghFr<即明渠中水流为缓流。(本小题分)根据普通完全井的浸润线方程Qrhz=lgkr可得Rlgrk=Qh,Hlg=××,=×ms=cms

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