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文檔簡介
1、1. 下列物理量中,有量綱的數為( )a) A佛汝德數Fr B. 沿程阻力系數lb) C滲流系數k D. 堰流流量系數m2. 緩坡明渠中的均勻流是( )a) A緩流 B. 急流 C. 臨界流 D. 可以是急流或緩流3. 管流的負壓區是指測壓管水頭線( )A在基準面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分C 在管軸線以下的部分 D. 在基準面以上的部分4. 有兩條梯形斷面渠道1和2,已知其流量、邊坡系數、糙率和底坡相同,但底坡i1>i2,則其均勻流水深h1和h2的關系為( )Ah1>h2 B. h1<h2 C. h1=h2 D. 無法確定5. 對于并聯長管道,每根管道的( )
2、相等。A流量 B. 切應力 C. 沿程水頭損失 D. 水力坡度6. 平衡液體的等壓面必為( )A水平面 B. 斜平面 C. 旋轉拋物面 D. 與質量力正交的面7. 理想液體恒定有勢流動,當質量力只有重力時, ( )A整個流場內各點的總水頭相等B只有位于同一流線上的點,總水頭相等C沿流線總水頭沿程減小D沿流線總水頭沿程增加8. 有一溢流堰,堰頂厚度為2m,堰上水頭為2m,則該堰流屬于( )A薄壁堰流 B. 寬頂堰流 C. 實用堰流 D. 明渠水流9. 同一管道中,當流速不變,溫度上升時,則雷諾數( )A增大 B. 減小 C. 不變 D. 不一定10. 一段直徑不變管道的流速從2m/s增加到4m/
3、s時,在水流都處于紊流粗糙區時,沿程水損失是原來的( )倍A1 B. C. 2 D. 41有一明渠均勻流,通過流量,底坡,則其流量模數K= .2水泵進口真空計的讀數為,則該處的相對壓強水頭為 m3矩形斷面渠道,水深h=1m,單寬流量,則該水流的佛汝德數Fr= 。4寬頂堰的總水頭H0=2m, 下游水位超過堰頂的高度hs=1.4m,此時堰流為 出流。5滲流杜比公式表明,在漸變滲流中過水斷面的流速分布為 。6已知謝才系數,則沿程阻力系數l= 。7當液流為 流時,流線與跡線重合。8直徑為1m的管道中的水流,其水力半徑為 。1畫出如圖示曲面ABC上的水平壓強分布圖與壓力體圖。2畫出如圖短管上的總水頭線與
4、測壓管水頭線。3有三段不同底坡的棱柱體渠道首尾相連,每段都很長,且斷面形狀、尺度及糙率均相同。試定性畫出各段渠道中水面曲線可能的連接形式。i1=ici2<ici3>icK四、計算題(本大題分5小題,共52分)1(本小題10分)如圖所示,一個封閉水箱,下面有一1/4園柱曲面AB,寬為1m(垂直于紙面方向),半徑R=1m,計算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點。h1h2Rp02(本小題10分)有一長度為L的有壓管道,管徑d=0.1m,作用水頭H=3m,在L/2處裝一測壓管,已知測壓管水面高于管軸1m,不計行進流速,求管道中通過的流量。1mHL/2LLxy11223(本小題12分
5、)如圖示管路漸變段,已知管軸線與水平面夾角,漸變段長L=10m,漸變段中水體重量G=2KN,進水管直徑,流速,形心點相對壓強水頭水柱高,出水管直徑,不計水頭損失,試求固定段管路所受的作用力和。4(本小題10分)在矩形斷面河道上,有一單孔的與渠道等寬的泄水閘,已知閘前水深,閘門開度,閘下游水深,閘門寬度,(閘門垂向收縮系數,堰流的流量系數,閘孔出流的流量系數),不計行進流速,試求:(1) 通過水閘的流量;Heht(2) 判斷閘下游的水流銜接形式,并判斷閘下是否要建消能工。答案:一、 單項選擇題(20分)1.C 2. A 3.C 4.B 5. C6.D 7.B 8.C 9.A 10.D二、 填空題
6、(16分)1. 2750m3/s2. 2.5m3. 0.32m4. 自由出流 5. 矩形/或均勻分布60.007847.恒定流8. 0.25m三、作圖題i1=ici2<ici3>ic一、 計算題1(10分)畫出水平方向壓強分布圖(1分);畫出垂直方向壓力體圖(1分);水平方向靜水總壓力: (2分)垂直方向靜水總壓力: (2分)總靜水總壓力: (1分)與水平方向的夾角: (1分)距底部B點的垂直距離: (2分)2(10分)以管道軸線為基準面,列測壓管斷面和處口斷面的能量方程:得 (4分)列水箱和出口斷面能量方程得,()所以V= (5分) (1分)3(12分), (1分)以過1-1斷面
7、中心的水平面為基準面,寫出1-1和2-2斷面能量方程: 取 (3分),得水柱,即 (2分)而, 取1-1和2-2斷面間水體為脫離體,假設管壁對水體的作用力為和,(水流方向為x軸,與水流方向垂直為y軸)x方向大的動量方程: 取 (3分)y方向的動量方程: (2分)水流對管壁的作用力與和大小相等,方向相反。 (1分)4(10分)(1)由于e/H=2.5/8=0.3125<0.65,所以為閘孔出流(1分)假定為自由出流(1分)(2分)由于,所以閘孔為自由出流,假設正確。(2分)(2) (1分)由于,所以出閘水流為急流,又,所以下游河道為緩流 (1分)則下游水流銜接形式為遠驅式水躍(1分)要設消
8、能工。(1分)一、 單項選擇題(填寫唯一正確答案的編號)(本大題共10小題,每小題2分,共20分) 1液體動力粘滯系數的單位是( ) A.m2/s B.(N. s)/m2 C.N/m2 D.Pa/s2流線與等勢線的關系為( ) A.平行 B.斜交 C.正交 D.不確定3在下列底坡渠道中,不可能發生明渠均勻流的底坡為( ) A.平坡 B.緩坡 C.陡坡 D.臨界坡4兩種矩形斷面渠道,其過水面積A,糙率n,底坡i均相等,但是底寬b及水深h不同,渠道一b1×h1 = 4m×1m,渠道二b2×h2 = 2m×2m,比較渠道中通過的流量相對大小為( ) A.Q1
9、> Q2 B.Q1 = Q2 C.Q1 < Q2 D.無法確定 5管道發生水擊現象時,其水流類型為( ) A.有壓、恒定均勻流 B.無壓恒定非均勻流 C.有壓、恒定非均勻流 D.有壓非恒定流6水流在等直徑管中作恒定流動時,其測壓管水頭線沿程( ) A.下降 B.不變 C.上升 D.可上升,亦可下降7串聯管道,無支流分出,則各管段的( ) A.流量相等 B.切應力相等 C.沿程水頭損失相等 D.水力坡度相等8粘性底層厚度隨雷諾數Re的增大而( ) A.增大 B.不變 C.減小 D.不定9圓管水流中的下臨界雷諾數等于( ) A.2000 B.1500 C.3000 D.500010寬b
10、 = 2m的矩形明渠中,通過的流量Q恒定,水深從h1 = 1m漸變到h2 = 2m,其雷諾數之比Re1 / Re2 為( ) A.1/2 B.2 C.4/3 D.3/2二、 填空題(在空格中填寫正確答案)1理想液體流動時,切應力= 。2地下河槽的浸潤線共有 條。3兩條梯形斷面渠道,其邊坡系數m、底坡i及底寬b均相等,但粗糙系數n1 > n2,在通過相等流量時,其均勻流水深(即正常水深)的相對大小為h1 h2。4管道中的水擊過程可分為 個階段。5處于相對平衡的液體中,等壓面與 力正交。6如圖所示,B點的相對壓強 pB = KN/m2。(水銀 = 13.6水) (題6圖) (題7圖) 7圖示
11、長管中,A點的相對壓強pA = 米水柱。8尼古拉茲試驗表明,當管道的尺寸及粗糙度一定時,隨著流量的加大,紊流區的變化為 。9水力坡度是單位長度流程上的 。10層流時,沿程水頭損失hf與斷面平均流速的 次方成正比。三、 簡答題(本大題共5小題,每小題4分,共20分)1 什么是絕對壓強,什么是相對壓強?2 均勻流具有的特征是什么?3 流線為什么不能相交?4 圓管層流和紊流粗糙區時的沿程水頭損失分別與速度的一次方和二次方成正比,而兩種流態下都能應用達西公式計算沿程水頭損失,它們是否矛盾?為什么?5 滲透系數k值的確定有哪幾種方法?四、 計算題1圖示一密閉容器,兩側各裝一測壓管,右管上端封閉,其中水面
12、高出容器水面3m,管內液面壓強p0=7.8N/cm2,左支管與大氣相通,求左側管內水面距容器液面的高度h = ? 2為將水庫中水引至堤外灌溉,安裝了一根直徑d=1.5m的虹吸管,當不計水頭損失時,求虹吸管頂部s處的壓強。3 水密封容器,液面上氣體的相對壓強p0=0.5個大氣壓,在容器底部接一段管路,管長L= 4m,與水平面夾角為30°,管徑d= 50mm,若管路進口斷面到液面的水頭H= 5m,水流的總水頭損失hw = 2.3v2 /(2g),求流量Q(容器內水面保持不變,容器內水流速度近似為零)。4已知一射流在平面上以速度v沖擊一斜置平板,平板和射流的夾角,如不考慮水頭損失即v=v1
13、=v2且取動量系數為1,試證明兩分流的流量比。(注,不考慮水流和平板的摩擦力)水力學試題(B)答案一、 單項選擇題1B 2C 3A 4B 5D6A 7A 8C 9A 10D二、 填空題1零 243>4四5質量力69.8728光滑區、過渡粗糙區、粗糙區9沿程水頭損失 10一三、 簡答題1絕對壓強是以絕對真空為基準的壓強,相對壓強是以當地大氣壓強為基準的壓強。2過水斷面為平面,過水斷面形狀、尺寸沿程不變; 同一流線上的流速相等,流速分布相同,平均流速相同; 動水壓強按靜水壓強分布。3因流線上任一點的切線方向代表該點的流速方向,如果流線相交,在交點出就會出現兩個切線方向,而同一時刻同一點流體質
14、點不可能同時向兩個方向運動。4不矛盾。層流時,和成反比,即:,則,即。而紊流粗糙區,則,即5經驗法,室內測定法,野外測定法。1解:設容器內水面延長線交左、右測壓管于A、B點,則由連通器原理(N/cm2)四、 計算題. , , 而(N/cm2)則cm0.96m(答:左側管內水面距容器液面的高度為0.96m。)2解:當不計水頭損失時,管中的流速m/s對水面和S點列能量方程得:kN/m2或水面S點和出口斷面列能量方程:mh2o kN/m23解:以出口斷面中心為基準對水面和出口斷面列能量方程:取 m/s m3/s=16.6l/s取 m/s m3/s=16.6l/s4解:由連續性方程:x方向列動量方程:
15、 揚州大 11. 下列物理量中,單位有可能為m2/s的系數為( )A. 運動粘滯系數 B. 動力粘滯系數C. 體積彈性系數 D. 體積壓縮系數12. 臨界坡明渠中的均勻流是( )A. 緩流 B. 急流 C. 臨界流 D. 可以是急流或緩流13. 下列情況中,總水頭線與測壓管水頭線重合的是( )A. 實際液體 B. 理想液體 C. 長管 D. 短管14. 有兩條梯形斷面渠道1和2,已知其流量、邊坡系數和底坡相同,糙率n1>n2,則其均勻流水深h1和h2的關系為( )Ah1>h2 B. h1<h2 C. h1=h2 D. 無法確定15. 下列水流中,時變(當地)加速度為零是( )
16、A恒定流 B. 均勻流 C. 層流 D. 一元流16. 某陡坡渠道,臨界水深為1.5m,正常水深為1.0m,當實際水深為1.3m時所發生的水面曲線為 ( ) A. a1 B. a2 C. b1 D. b217. 靜止液體中某點的真空壓強水頭為1m,則該點的絕對壓強為( )A. 107.8kN/m2 B. 88.2kN/m2 C. 9.8kN/m2 D. -9.8kN/m218. 下列水流中,屬于非恒定有壓流的是( )A. 堰流 B. 水躍 C. 水擊 D. 閘孔出流19. 一管徑從大到小漸縮的管道中,雷諾數沿水流方向( )A. 增大 B. 減小 C. 不變 D. 不一定20. 沿程水頭損失與流
17、速一次方成正比的水流為( )A. 層流 B. 紊流光滑區 C. 紊流過渡區 D. 紊流粗糙區1有一管徑d=0.4m 的管道,其糙率n=0.025,則水力半徑為 m,其流量模數K= m3/s。2靜水壓強的特性為 、 3有一溢流堰,堰頂厚度為10m,堰上水頭為2m,則該堰流屬于 ;堰上總水頭H0=2m, 下游水位超過堰頂的高度hs=1.4m,此時堰流為 出流。4理想液體與實際液體最主要的區別在于 。5滲流達西公式的適用條件為 ,滲流杜比公式與滲流達西公式的區別在于 。6已知謝才系數,則沿程阻力系數l= 。7當液流為 流時,流線與跡線重合。8正坡明渠漸變水流的水面曲線共 條,而正坡地下河槽中漸變滲流
18、的浸潤曲線共 條。9描述液體運動的兩種方法分別為 、 。1(本小題12分)如圖所示,一個封閉水箱,下面有一1/4園柱曲面AB,寬為2m(垂直于紙面方向),半徑R=1m,計算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點。2(本小題10分)有一長度L=10m的有壓管道,管徑d=0.1m,作用水頭H=2.5m,沿程阻力系數=0.02,不計行進流速,管道進口及閥門的局部阻力系數分別為1=0.5、2=1.5。求:(1)閥門全開時管道中通過的流量。(2)閥門由全開突然關閉時管道中的水擊壓強水頭。(水擊波波速為1000m/s)3(本小題14分)如圖示一直徑的鋼管,水平放置,其末端用螺栓連接一收縮段,水流通過收
19、縮段流入大氣中,出口斷面直徑,已知管中流速為,不計水頭損失,求螺栓所受作用力。5(本小題10分)已知一矩形渠道糙率n=0.02,底坡i=0.0001,底寬b=4m,在發生均勻流時,過水斷面形狀滿足水力最優(佳)斷面。求:(1)均勻流時渠道通過的流量;(2)均勻流時佛汝德數及臨界水深。6(本小題14分)在矩形斷面河道上,有一單孔的與渠道等寬的泄水閘,已知閘前水深,閘門開度,閘下游水深,閘門寬度,(閘門垂向收縮系數,堰流的流量系數,閘孔出流的流量系數),不計行進流速,試求:(1)通過水閘的流量(自由出流);(2)判斷閘下游的水流銜接形式,并判斷閘下是否要建消能工。水力學(A)答案一、單項選擇題1-
20、A; 2-C; 3-C; 4-A; 5-A 6-D; 7-B; 8-C; 9-A; 10-A二、填空題1 0.1m; 2 靜水壓強的方向垂直指向作用面;同一點不同方向上的靜水壓強大小相等3 寬頂堰;自由出流4 理想液體不考慮液體的黏滯性5 層流均勻滲流;達西公式適用于均勻滲流而杜比公式適用與非均勻漸變滲流6 0.0497 恒定流8 8;29 拉格朗日法、歐拉法三、計算題1解:水平分力: (3) 垂直分力: (3) 合力: (2) 方向:與方向的夾角為 (2) 作用點距水箱底部距離: (2)2解:(1)列水箱斷面和出口斷面的能量方程(出口斷面中心所在平面為基準面),得: (5) 所以 (2) (
21、2) (3)3解: (1) (1)列管道和出口斷面的能量方程: 代入數據得: 所以: (5) (1)(1) 假定螺栓對水流的作用力為R(方向左)則由動量方程得: (2)即: (2)水流對螺栓的作用力R=R,方向向右。(1)4解:(1) (2) (2)(2) 所以為無旋流 (3) (3)5解:(1)水力最優斷面時,水深h=2m (1) 則水力半徑 (1) (2) (2)(2) (2) (2)6解:(1) (1) (4)(2) (1) (4) 由于 所以是遠驅式水躍銜接 (2) 需設置消能工 (2)第3頁1下列物理量中,無量綱的數為( )A動力粘滯系數(動力粘度) B滲透系數kC堰閘側收縮系數 D
22、謝齊系數C2某變徑管的雷諾數之比Re1Re2=12,則其管徑之比d1d2為( )A21 B11C12 D143下列論述正確的為( )A液體的粘度隨溫度的減小而減小; B靜水壓力屬于質量力; C相對平衡液體中的等壓面可以是傾斜平面或曲面;D急變流過水斷面上的測壓管水頭相等。4明渠水流中發生型水面曲線,則該水流為( ) A均勻的緩流; B均勻的急流; C非均勻的緩流; D非均勻的急流;5斷面單位能量隨水深的變化規律是( ) A存在極大值 B存在極小值C隨增加而單調增加 D隨增加而單調減少6有兩條梯形斷面渠道1和2,已知其底坡、邊坡系數、糙率和底寬相同,但流量Q1>Q2,則其均勻流水深h1和h
23、2的關系為( )Ah1>h2 Bh1<h2Ch1=h2 D無法確定7某輸水管道長度L=1000m, 若發生水擊時水擊波速a=1000m/s, 則水擊周期為( )秒。 A 1 B2 C3 D 48滲流的達西定律適用的條件,除滲透介質是均質各向同性外,還要滿足:( ) A恒定非均勻漸變流; B恒定非均勻層流 C恒定均勻紊流 D恒定均勻層流9兩沿程阻力系數相同且長度相同的并聯圓形管道,已知,則流量之比為( ) A B C D10層流的沿程阻力系數( ) A僅與雷諾數有關 B僅與相對粗糙度有關 C與雷諾數及相對粗糙度有關 D是常數1有一管徑d=4m 的管道,其糙率n=0.025,則謝才系數
24、為 ,沿程阻力系數為 。2恒定流動的_加速度為零,均勻流動的_ _加速度為零。3雷諾數的物理意義是表示慣性力和 力之比;而佛汝德數的物理意義是表示慣性力和 力之比。4明渠層流的流速分布為 形;而恒定漸變滲流的流速分布為 形。5平底水閘閘下出流的水躍淹沒系數表示的是 和 比值。6液體質點運動的基本形式包含平移、旋轉、 和 。7單位流程上的水頭損失稱為 。8液體平衡微分方程的積分條件是 。9圖示長管中,A點的相對壓強pA = 米水柱。三、計算題(本大題分6小題,共70分)1(本小題12分)某半圓柱面擋水建筑物,半徑R=2m,寬度,距自由液面的上端A與一擋水板相連,求(1)求曲面下端B的絕對壓強和相
25、對壓強;(2)試計算曲面AB所受靜水總壓力的大小、方向和作用點。2(本小題10分)有一長度為L=10m的有壓管道連結兩水池(不計水池中流速),管徑d=0.1m,兩水池水位差Z=3.5m,在L/2處裝一測壓管,已知管道進口和出口的局部阻力系數分別為0.5和1.0,管道沿程阻力系數為0.02,求(1)管道中通過的流量;(2)測壓管水面比下游水池水面高多少。3(本小題14分)如圖一矩形斷面渠道,底寬為3m,渠底在某處抬高0.3m,水深原來是2m,抬高后水面降低0.1m,流量為6m3/s,(1)求1-1和2-2兩斷面間的水頭損失;(2)求水流對坎的沖擊力。5(本小題10分)已知一矩形渠道糙率n=0.0
26、2,底坡i=0.0001,臨界水深為,在發生均勻流時,過水斷面形狀滿足水力最優(佳)斷面。求:(1)均勻流時渠道通過的流量;(2)均勻流時渠道斷面尺寸。6(本小題14分)在矩形斷面河道上,有一單孔的與渠道等寬的泄水閘,已知閘前水深,閘門開度,閘下游水深,閘門寬度,(閘門的流速系數,堰流的流量系數,閘孔出流的流量系數),不計行進流速,試求:(1)通過水閘的流量,并判別閘下是自由出流還是淹沒出流;(2)判斷閘下游的水流銜接形式,并判斷閘下是否要建消能工。水力學(A)答案(水工04級,2006-07-05)一、單項選擇題1-C; 2-A; 3-C; 4-D; 5-B; 6-A; 7-B; 8-D;
27、9-B; 10-A二、填空題1 40;0.0492 當地;遷移3 粘滯;重4 拋物線;矩5 下游水深;收縮斷面躍后水深6 線變形;角變形7 水力坡度8 質量力有勢9 2三、計算題1解:(1)B點絕對壓強: (2)B點相對壓強: (2)(2)水平分力: (2) 垂直分力: (2) 合力: (1) 方向:與方向的夾角為 (1) 作用點距水箱底部距離: (2)或距水面2解:(1)列上下游水池斷面的能量方程(基準面取下游水池水面):=(3)所以有,即V=4.43m/s,則 (2)(2)列測壓管斷面和下游水池斷面的能量方程(基準面取下游水池水面): (3)所以 (2)3(1) (1); (1)列出上下游
28、斷面的能量方程(基準面取為上游河底):(1) (2)所以 (2)(2)取1-1和2-2斷面間水體受力分析,取水流方向為x方向,列x方向動量方程:(1) (1) (1) (1) (2)水流對坎的沖擊力與R大小相等,方向相反。 (1)4解:(1) 所以存在流函數不清 (2) (2) (1)(2) 所以為無旋流 (2) (2) (1)5解:由矩形明渠臨界水深公式 (1)所以: (1)水力最優斷面時(b=2h),面積 (1)水力半徑 (1)均勻流公式 (1)即 (1)所以 (2) (1) (1)6解: 所以是閘孔出流 (1) 由于忽略行近流速,所以假定自由出流 (1) (2)單寬流量 (1) 收縮水深
29、公式: (1)迭代公式:得:取 (2) (2) 由于 (1) 所以是遠驅式水躍銜接 (1),也驗證了是自由出流,所以假設正確 (1) 需設置消能工 (1)1下列物理量中,單位可能為的物理量為( )。 A運動粘滯系數(運動粘度);B體積模量; C流量模數; D單位質量力2斷面面積相同的圓形和正方形有壓管道,圓形和方形管道的水力半徑之為( )A B C D13下列論述錯誤的為( )A靜止液體中任一點處各個方向的靜水壓強大小都相等;B靜水壓力只存在于液體和與之相接觸的固體邊壁之間;C實際液體的動水壓強特性與理想液體不同;D質量力只有重力的液體,其等壓面為水平面。4某棱柱體渠道,臨界水深為1.0m,正
30、常水深為1.5m,當實際水深為1.3m時所發生的水面曲線為 ( ) Aa1 Ba2 Cb1 Db25在流量一定,渠道斷面的形狀、尺寸一定時,隨底坡的增大,臨界水深將( )A增大 B減小 C不變 D以上都有可能6有兩條梯形斷面渠道1和2,已知其底坡、邊坡系數、流量和底寬相同,但糙率n1>n2,則其均勻流水深h1和h2的關系為( )Ah1>h2 Bh1<h2 Ch1=h2 D無法確定7突然完全關閉管道末端閥門發生直接水擊,已知水擊波速a=980m/s, 水擊壓強水頭H=250m, 則管中原來的流速V0為 A1.5m/s B2.0m/s C2.5m/s D3.0m/s8恒定漸變滲流
31、的流速分布為( ) A三角形直線分布; B矩形分布 C拋物形分布 D對數分布9兩糙率相同長度相同的并聯圓形管道,已知,則流量之比為( )A B C D10阻力平方區的紊流的沿程阻力系數( ) A僅與雷諾數有關 B僅與相對粗糙度有關 C與雷諾數及相對粗糙度有關 D是常數1液體的粘滯性隨溫度的升高而 。2斷面比能的沿程變化規律,則該水流為 流。3斷面單位總水頭的沿程變化規律,則該液體為 液體. 4寬頂堰上的閘孔的淹沒條件為 。5恒定流是各空間點上的運動參數都不隨_變化的流動。6水躍函數相等的兩個不同水深稱為_。7若正常水深正好等于該流量下的_,相應的渠道底坡稱為臨界底坡。8當底坡、粗糙系數和斷面面
32、積一定時,使_的斷面形狀,稱為水力最優斷面。9當堰頂厚度與堰上水頭的比值介于0.67與2.5之間時,這種堰稱為_。10真實滲流的流速_滲流模型的流速。11處于相對平衡的液體中,等壓面與 力正交。12紊流中粘性底層的厚度隨雷諾數的增大而 。13 流中只有沿程阻力系數。14動能修正系數的大小取決于 。15并聯管道的 相等。1 (本小題12分)有一矩形平面閘門與水平方向成,寬度b=2m(垂直于紙面方向),兩邊承受水壓力,如圖所示。已知,。求(1)A點的相對壓強及絕對壓強;(2)閘門上靜水總壓力的大小及其作用點的位置。2(本小題10分)有一長度為L的有壓管道連結兩水池(不計水池中流速),管徑d=0.1
33、m,兩水池水位差Z=3.5m,在L/2處裝一測壓管,其水面高出管軸線已知管道進口和出口的局部阻力系數分別為0.5和1.0,求管道中通過的流量。3 (本小題14分)用螺栓將噴嘴固定在圓管上,如圖所示。已知管徑及噴嘴出口直徑分別為D16cm,和D22cm。噴嘴的局部水頭損失系數0.08(對應于噴嘴出口流速),噴嘴出口 流速V2 =20m/s。求螺栓所受的拉力。(取動能校正系數及動量校正系數均為1)。6(本小題14分)在矩形斷面河道上,有一單孔的與渠道等寬的曲線形實用堰,上下游堰高均為,堰上水頭為,堰寬,下游水深(堰流的流量系數,流速系數),不計行進流速,試求:(1)通過堰的流量,并判別閘下是自由出
34、流還是淹沒出流;(2)判斷堰下游的水流銜接形式,并判斷閘下是否要建消能工。水力學(B)答案(水工04級補考用)一、單項選擇題1-B; 2-B; 3-B; 4-C; 5-C; 6-B; 7-C; 8-B; 9-D; 10-B二、填空題1 降低 2 均勻流 3 理想4 5 時間 6 共軛水深7 臨界水深 8 流量最大 9 實用堰10 大于 11 質量 12 減小13 均勻流 14 流速分布 15 沿程水頭損失三、計算題1解: (4)左邊水壓力: (1)作用點距底部(沿閘門方向) (1) 右邊水壓力: (1)作用點距底部(沿閘門方向) (1) 合力: (1)作用點距底部(沿閘門方向) (2)相應水深
35、(左邊) (1)2解:列測壓管斷面和下游水池斷面的能量方程(基準面取下游水池水面): (3)所以 (2)列水箱斷面和出口斷面的能量方程(基準面取下游水池水面),得: (3) (1)即V=4.43m/s,則 (1)3解:連續方程:, (2分) 對1-1,2-2斷面列能量方程 (5分) (1分) (1分) P2=0 (1分)對所取坐標系列動量方程: R = 490N (3分) 螺栓所受的拉力為490N。 (1分)4解:(1) (2) (2)(2) 所以存在流函數 (3) (3)5解:(1) (1) (1) (1) (1) =0.00115 (2) m (1)(2) (2) (2)6解:(1) 因為
36、且, 所以是自由出流 (2) (3)(2)單寬流量 (1) 收縮水深公式: (1)迭代公式:得:取 (2) (2) 由于 (1) 所以是遠驅式水躍銜接 (1), 需設置消能工 (1)第6頁水力學模擬試題及答案(一)1、選擇題:(每小題2分)(1)在水力學中,單位質量力是指( ) a、單位面積液體受到的質量力;b、單位體積液體受到的質量力; c、單位質量液體受到的質量力;d、單位重量液體受到的質量力。 答案:c(2)在平衡液體中,質量力與等壓面( ) 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/m2,則該點的相對壓強為a、1 kN/m2 b、2
37、kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2答案:b(4)水力學中的一維流動是指( ) 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有關的流動。 答案:d(5)有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=( ) 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l與邊壁相對粗糙度和雷諾數Re都有關,即可以判斷該液體流動屬于 a、層流區; b、紊流光滑區; c、紊流過渡粗糙區; d、紊流粗糙區 答案: c(7)突然完全關閉管道末端的閥門,產生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強水頭H = 250m,則管道中原來
38、的流速v0為 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m答案:c(8)在明渠中不可以發生的流動是( ) 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(10)底寬b=1.5m的矩形明渠,通過的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某處水深h = 0.4m,則該處水流的流態為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、
39、1/2次方 答案:d(12)滲流研究的對象是( )的運動規律。 a、重力水; b、毛細水; c、氣態水; 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)按重力相似準則設計的水力學模型,長度比尺L=100,模型中水深為0.1米,則原型中對應點水深為和流量比尺為a、 1米,Q =1000; b、10米,Q =100; c、1米,Q =100000; d、10米,Q =100000。 答案:d 2、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。 ( )答案:錯誤(2)水流總是從壓強大的地方
40、向壓強小的地方流動。 ( )答案:錯誤(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 ( )答案:錯誤(4)粘滯性是液體產生水頭損失的內因。 ( )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可以形成均勻流 ( )答案:錯誤(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比=2。 ( )答案:正確(8)斷面比能沿流程總是減小的。 ( )答案:錯誤(9)在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大,躍后水深也越大 錯誤(10)滲流達西定律適用的條件是恒定均勻層流滲流,并且無滲透變形。 ( 答案:正確 3、填空題:(每小題2 4分)(1) 牛頓內摩擦定律適用的條
41、件是 和 。 答案:層流運動,牛頓液體(2) 液體中某點的絕對壓強為100kN/m2,則該點的相對壓強為 _kN/m2,真空度為 。 答案:2, 不存在.(3) 只受重力作用,靜止液體中的等壓面是_。 答案:水平面。(4) 實際液體在流動時產生水頭損失的兩個主要原因是_,_。 答案:液體存在粘滯性和邊界的影響。(5) 水流在明渠中的流態為緩流時,其水深h_ hk,弗汝德數Fr_1。(填寫< 、= 、>符號)答案:> , < 。(6) 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。(7) 根據管道水頭損失計算方法的不同,管道可以分為_和_。答案:
42、短管,長管。(8) 在水擊計算中閥門關閉的時間Ts < 水擊相長Tr的水擊,稱為_ 水擊,把Ts > Tr的水擊稱為_水擊。答案:直接, 間接。(9) a2型水面曲線是發生在_ 坡上的 _流(指急流或緩流)的水面線,這時弗汝德數Fr沿程 _(指增大、減小或不變)答案:陡坡, 緩流, 減小。(10) 溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的_ 次方成正比。答案:3/2 。(11) 泄水建筑物下游發生遠驅水躍時,下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc _ht(ht為下游河道的水深,填寫< 、= 、>符號)答案:填寫< 、= 、>符號 (12) 按重力相似準則設計的溢流壩水力模型,長度比尺L=25,當模型中某點的流速為v m= o.8m/s,則原型中對應點的流速為vp=_m/s 。答案:4
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