《水力学》期末模拟题+答案

发布时间:2020-06-18   来源:文档文库   
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2008级给水排水工程《水力学》复习题
一、判断题(每题1分,共10分)(对的打√,错的打×)
1、静止液体有粘滞性,所以有水头损失。 × 2、缓坡上一定产生缓流。 ×
3、堰的应用过程中,通常流量系数mmd × 4、前提条件相同,采用实用堰的过流能力大于宽顶堰。 √) 5、挖深式消力池的出口是折线型实用堰,而消力坎式消力池的出口是宽顶堰。 × 6、水流由急流过渡到缓流时一定会产生水跃。 7、粘滞性和固体边界的影响是液体产生能量损失的内因。 × 8、断面比能沿流程总是减小的。 × 9、测压管水头线总是沿程下降的。 × 10、临界水深和正常水深都与渠道的糙率、底坡有关。 ×
11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。 (√) 12 O(×



13园管中层流的雷诺数必然大于3000 × 14明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当 Fr1为急流。 ( 15水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 (×) 16水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。 (×) 17达西定律适用于所有的渗流。 (×) 18闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。 (√)
18渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 ( 19粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 ( 20直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。 (×) 21层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 22陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。 ( 23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。 (× 24两条明渠的断面形状、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。 (

25直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 (√) 26水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 × 27水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 ( 28牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 (×
29静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 (√) 30明渠过流断面上各点的流速都是相等的。 × 31缓坡上可以出现均匀的急流。 ( 32静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50 kPa ( 34满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 ( 35水深相同的静止水面一定是等压面。 (

36恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。 (×) 37紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 38陡坡上可以出现均匀的缓流。 (× 39满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 ( 40当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。 (× 41缓坡上只能出现非均匀流缓流。 (×) 42、静水压强的大小与受压面的方位无关。 ( 43水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 (× 44、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。 (×) 45平坡渠道中不可能发生均匀流。 ( 46当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。 (√)47水跃只能发生于平底明渠中。 (× 二、选择题(每小题1分,共10分)
1、明渠均匀流可能发生在:B
A、平坡棱柱形渠道;B、顺坡棱柱形渠道; C、逆坡棱柱形渠道;D、都有可能。 2、某水库水深为10m处的绝对压强为: D A. 10kPaB. 98kPaC. 147kPaD. 196kPa
3、在圆管流中,层流的断面流速分布符合:( C
A、均匀规律;B、直线变化规律; C、抛物线规律;D、对数曲线规律。 4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是: B A. l(34dH09m B. l(34dH09m A. C. l > (34 d,H09mD. l < (34 d,H09m 5、粘性液体总水头线沿程的变化是: A

A. 沿程下降;B. 沿程上升;C. 保持不变;D. 前三种情况都有可能。 6、仅受重力时,静止液体的测压管水头线为( A A.水平线;B.斜线;C.平行线;D.铅垂线.
7、稳定水跃时,其跃前断面的佛汝德数Fr1应( C
A. Fr11.7~2.5;B. Fr12.5~4.5C. Fr14.5~9.0
D. Fr19.0

8、测量水槽中某点水流流速时,可采用的仪器是( B A. A. 文丘里计;B. 毕托管;C. 测压管;D. 薄壁堰。
9、挖深式消力池出池水流与宽顶堰流相似,坎式消力池出池水流一般被看作( C A. 无坎宽顶堰流;B. 曲线型实用堰堰流;C. 折线型实用堰流;D. 矩形薄壁堰流。10、圆管紊流过渡区的沿程水水头损失系数与(D )有关。
A.雷诺数;B.管壁相对粗糙度;C.雷诺数和管壁相对粗糙度;D.雷诺数和管道长度。11输水管道在流量和温度一定时,随着管径的减小,水流的雷诺数就( A A加大 B减小 C不变 D不定
12.管道中水流为紊流时,过水断面流速分布符合(D A均匀分布规律 B直线分布规律 C抛物线分布规律 D对数曲线分布规律
13.静水中,某点压强与受压面的关系是( A A垂直指向受压面 B垂直背向受压面 C平行于受压面 D倾斜指向受压面
14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 ; (2 (3相同 (4无法确定


15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 16已知水流的沿程水力摩擦系数 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
17液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为 2
11 kN/m2 22 kN/m2 35 kN/m2 410 kN/m2
18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。
19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。
20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
21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
22堰流的流量与堰顶水头的 2 成正比。
1 1/2次; 2 3/2次方; 3 2次方; 4 1次方
23溢流坝下泄水流收缩断面水深 hc0 的跃后水深为 hc02 形成远离水跃衔接的条 3
(1 ht = hc02 (2 ht > hc02 (3 ht < hc02 (4 无法确定 24按重力相似准则设计模型,若几何比尺为100,则流速比尺为 2
1100 210 320 450
25液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为 4
11 kN/m2 22 kN/m2 38 kN/m2 410 kN/m2
26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
27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 28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。 29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 ~次方关系 30在平衡液体中,质量力与等压面 3 1)重合; 2)平行 3)正交。 31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。

32闸孔出流的流量与闸前水头 3 成正比
1 1次方 2 2次方 3 0. 5次方 33共轭水深是指 ( 1 (1 水跃的跃前水深与跃后水深 (2 溢流坝下游水流收缩断面水深 (3 均匀流水深 4)临界水深
34图示容器中有两种液体,密度2 > 1 ,则 AB 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。

35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

36平底棱柱形明渠发生水跃,其水跃函数 J (h1 J (h2的关系是 1
1 J(h1= J(h2 2 J(h1>J(h2 3 J(h1< J(h2 37盛水容器 a b 的测压管水面位置如图 (a(b 所示,其底部压强分别为 pa pb若两容器内水深相等, papb的关系为 1
( 1 pa > pb (2 pa < pb (3 pa = pb (4 无法确定


38层流断面流速分布规律符合 3
1 对数分布 2 直线分布 3 抛物线分布 4 椭圆分布
39佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 1
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。

40、紊流中粘滞底层厚度 比绝对粗糙高度 大得多的壁面称为 1 1)光滑面
2 过渡粗糙面 3)粗糙面 4)以上答案均不对
三、作图题(每小题5分,共10
1、作出标有字母的平面压强分布图并注明各点相对压强的大小(5分)






2、请定性作出下图总水头线与测压管水头线(两段均为缓坡)5分)




3、例图

四、简答题(每小题5分,共20
1、试分别说明雷诺数Re,佛汝德数Fr的物理意义及其在水力学中的主要用途 5分) 答:1雷诺数Re的物理意义:它表征液流惯性力与粘滞力的对比关系,Revd/v在水力学中主要用它来判别液流的型态是层流还是紊流。佛汝德数Fr的物理意义:它表征液流惯性力与重力两种作用力的对比关系。其能量意义是表示过水断面单位重量液v22gFr2h在水力学中主要用它判别体平均动能与平均势能之比的二倍开平方,水流的流态是缓流、临界流或急流。

2、什么是水击减小水击压强的措施有那些(5分)
答:压力管道中,由于管中流速突然变化,引起管中压强急剧增高(或降低),从而使管道断面上发生压强交替升降的现象,称为水击。
工程上常常采取以下措施来减小水击压强: (一)延长阀门(或导叶)的启闭时间T (二)缩短压力水管的长度 (三)修建调压室
(四)减小压力管道中的水流流速v0

3. 总流能量方程的物理意义是什么试说明方程中各项的物理意义
答:总流的能量方程表述为: 它的物理意义是:水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方。各项物理意义如下: Z─总流过水断面上单位重量液体所具有的位能,简称为单位位能;
Z1p1
v122g=Z2p22v22ghw12p1─总流过水断面上单位重量液体所具有的压能,简称为单位压能;
Zp1─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均势能,简称为单位势能;
v22g─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均动能;
pv2HZ2g─总流过水断面上单位重量液体所具有的总能量,即总机械能;
4. 什么叫总水头线和测压管水头线什么是水力坡度和测压管坡度
HZ答:连接各断面的总水头(p
v22g)得到的线,即总水头线;连接
)得到的线,即为测压管水头线。
dhdHJwll;测压管水头线的坡度即测压水力坡度就是总水头线的坡度,用J表示,d(Zp/各断面的测压管水头(管坡度,用Jp表示,ZpJpdl
5 输水管的流量,水温一定,随管径加大,雷诺数如何变化为什么 答: 输水管流量,水温一定随管径加大,雷诺数变小;因为

d加大,雷诺数变小。
6. “恒定流与非恒定流”“均匀流与非均匀流”“渐变流与急变流”是如何定义的
答:(1液体运动时,若任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变,这种水流称为恒定流。若任何空间点上所有的运动要素随时间发生了变化,这种水流称为非恒定流。
(2在恒定流中,液流同一流线上液体质点流速的大小和方向均沿程不变地流动,称为均匀流。当流线上各质点的运动要素沿程发生变化,流线不是彼此平行的直线时,称为非均匀流。 (3流线接近于平行直线的流动称为渐变流,流线的曲率较大,流线之间的夹角也较大的流动,称为急变流。
7、试说明梯形明渠水力最佳断面是否就是经济实用断面
答:由梯形断面的最佳条件Re
vdQd/d244Qd, Q一定,水温一定,运动粘滞性系数也一定,故管径mb2(1m2mm0.75, m1 h可知,当这是一种底宽较小,水深较大的窄深式断面。虽然水力最佳断面在相同流量下过水断面面积最小,工程量少,但应用于较大型渠道时,由于深挖高填,施工效率低,管理维护也不方便。
而且在流量改变时,渠中水深变化较大,给灌溉、航运等部门带来不变,所以反而不经济。这说明水力最佳断面不一定是渠道的实用经济断面。所以在设计渠道断面时,必须结合实际条件,从经济和技术方面来考虑,既要考虑水力的最佳断面,但又不能完全受此条件约束。 8、请写出堰流的流量公式并说明各系数的影响因素有那些 答:堰流的流量公式是:
Qsmb2gH02
式中s为淹没系数,它主要反映了下游淹没程度对流量的影响;
3 为侧收缩系数,它主要反映了闸墩或边墩对流量的影响;
m为流量系数,它主要反映了堰顶水头及堰的边界条件对流量的影响。
五、计算题(每小题10分,共50
1、如图所示,已知:Z=1m, h=2m,A点的相对压强,绝对压强和真空压强(10分)


解:A点相对压强 pAhz(zh9.8(129.8kPa 绝对压强 pApapA989.888.2kPa
A 真空压强 A
2、为测定AB管段的沿程阻力系数λ或者粗糙系数n ,可采用如图所示装置。已知AB的管长为10m,管径d=50mm。今测得实验数据(1AB两测压管的水头差为0.8m290秒钟流入量水箱的水量为立方米,求该管段的沿程阻力系数值,并用曼宁公式求其粗糙系数n 15分)

p|p|9.8kPa
解:d50mm,据能量方程Z1Z20v1v2v
hfQP1P2h

V0.2472.74L/st904Q40.00274v1.396m/s22d3.140.05

LV2hfhd2g
流程阻力系数hf0.80.0422LV101.396d2g 0.0529.8
18g89.88gC44.15m2/s2,0.04C


1110.056CR6,nR6(0.0109nC44.154

1113、某有机玻璃矩形断面明渠,底宽b0.15m,水深h0.065m,渠底坡i0.02,均匀流时测得流量Q20L/s,试求渠道的粗糙系数n值。10分)
2解:过水断面面积Abh0.150.0650.00975m
湿周b2h00.1520.0650.28m
R
A
水力半径21
0.009750.0348m0.28
2
14、为收集某土质渠道的糙率资料,今在开挖好的渠道中进行实测:流量Q=9.45m3/s,正常水h0=1.20m, 在长 L=200m 的流段内水面降落 z=0.16m, 已知梯形断面尺寸b=7.0m,边坡系m=1.5m,试求糙率n值(10分)
解:Abmhh71.51.201.2010.56m
2A0.00975nR3i20.034830.0220.0085Q0.0173
xb2h1m2721.211.5211.33mA10.560.93mx11.33水面落差ZiLRZ0.160.0008L2001A232QRinA10.56nR2/3i1/20.932/30.00081/20.03Q9.45 id0.2ml130ml250m5 水自水池A沿水平放置的铸铁管流入水池C若水管,H04m,H21m,设沿程阻力系数0.03,求在水池B中的水深H1





: AC:

Lv2H0H2(d2g 2分) 由方程
v2 解得 2g0.223m, 式中 3L80m AB:
Lv2H 由方程
0H1(d12g,式中1.5L30m 解得 H12.8m,

2分)

2分) 2分)


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/6baf5608250c844769eae009581b6bd97e19bcf7.html

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