试卷代号：1123 座位号 中央广播电视大学2007-2008学年度第一学期“开放本科”期末考试（半开卷） 土木工程专业流体力学 试题 2008年1月 题 号 三 四 总分 分 数 得 分 评卷人 一、选择题（每小题3分，共15分） 1.在静水中取一六面体，分析其所受的外力：作用在该六面体上的力有()。 A.切向力、正压力 B.正压力 C.正压力、重力 D.正压力、切向力、重力 2.在水箱上接出一条逐渐收缩锥形管道，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面不变、 阀门开度一定时，管中水流为()。 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 3.按短管进行水力计算的管路是()。 A.虹吸管 B.给水管路 C.支状管网 D.环状管网 4.外延管嘴的正常工作条件是()。 A.管长等于3-4倍的管径 B.作用水头小于9米水柱 C.管长<(3-4)d,作用水头大于9米水柱 D.管长l=(3-4)d,作用水头小于9米水柱 752
试卷代号:1123 座位号[三二 中央广播电视大学2007-2008学年度第一学期“开放本科”期末考试(半开卷) 土木工程专业 流体力学 试题 2008年 1月 题 号 四 总 分 分 数 得 分 评卷人 一、选择题(每小题 3分 ，共 15分) 1.在静水中取一六面体，分析其所受的外力 :作用在该六面体上的力有( )。 A.切向力、正压力 13.正压力 C.正压力 、重力 D.正压力 、切向力、重力 2.在水箱上接出一条逐渐收缩锥形管道 ，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面不变 、 阀门开度一定时 ，管中水流为( )。 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 3.按短管进行水力计算的管路是 ( )。 A.虹吸管 13.给水管路 C.支状管网 D.环状管网 4.外延管嘴的正常工作条件是 ( )。 A.管长等于 3-4倍的管径 B.作用水头小于 9米水柱 C.管长1<(3-4)d，作用水头大于9米水柱 D.管长 1=(3-4)d，作用水头小于 9米水柱 752
5.两段长直的棱柱形渠道，通过的流量相同，()。 A.粗糙系数不同(n1>n2),其他参数相同(i,b,m,Q),则ho1>h2 B.底坡不同(i1>i2),其他参数相同(n,b,m,Q),则ho1>ho2 C.底宽不同(b1>b2),其他参数相同(i,n,m,Q),则h1>h2 D.边坡系数不同(n1>m2),其他参数相同(i,n,b,Q),则h1>h2 得分 评卷人 二、判断题（每题2.5分，共15分。本题若全为/或全为×，或规律 性判断不给分) 1.非均匀流一定是非恒定流。 2.流体内部切应力的大小仅与流速梯度有关。 ) 3.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 4.流体中某点的静压强大小与受压面方位无关。 ( 5.明渠水流，从急流过渡到缓流，发生跌水（水跌）。 6.明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。 得分评卷人 三、简答题（每题5分，共20分） 1.动力粘滞系数：和运动粘滞系数y有什么区别？ 2.绘出下图平面AB上相对压强分布图。 p 3.简述明渠恒定非均匀流的水力特征。 753
5.两段长直的棱柱形渠道，通过的流量相同，( )。 A.粗糙系数不同(n,>n2)，其他参数相同(i,b,m,Q)，则 hoi >h02 B.底坡不同(i,>i2)，其他参数相同(n, b, m, Q)，则 hot >h02 L.底宽不同(b, >b,)，其他参数相同(i,n,m,Q)，则 ho,>ho2 D.边坡系数不同(M, >M,)，其他参数相同(i,n,b,Q)，则 hoi >h02 得 分 评卷人 二、判断题(每题 2. 5分 ，共 15分。本题若全为丫或全为 X，或规律 性判断不给分 ) 1.非均匀流一定是非恒定流。 2.流体内部切应力的大小仅与流速梯度有关 。 3.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 4.流体 中某点的静压强大小与受压面方位无关。 ( ) 明渠水流，从急流过渡到缓流 ，发生跌水(水跌)。 明渠水流的测压管水头线不可能沿程上升。 得 分 评卷人 三、简答题 (每题 5分 ，共 20分) 1.动力粘滞系数fu和运动粘滞系数 ，有什么区别? 2.绘出下图平面 AB上相对压强分布图。 3.简述明渠恒定非均匀流的水力特征 。 753
4.如图所示，平板闸门置于水中，当上游水位均上升1米（虚线位置）时，试问： 图()(b)中闸门所受的静水总压力及作用点是否改变？（提示：画压强分布图分析） m B 77777777777777 777777777777777 (a) (b) 得 分 评卷人 四、计算题(50分)】 1.如图所示，容器中盛有水，右侧为-一测压管：左侧为一U形测压管，管中为水银。已 知：h=0.5m,h2=0.2m,求右侧测压管中水面高度h1=？(10分) 容器 2.图示为-平板AB,宽1米，倾角a=45°，左侧水深为3米，右侧水深为2米，求静水总压 力及其作用点的位置？(20分) 7777竹77"777777777777力272弦 754
4.如图所示，平板闸门置于水中，当上游水位均上升 1米(虚线位置)时，试问: 图(a) (b)中闸门所受的静水总压力及作用点是否改变?(提示:画压强分布图分析) ___1 习二 __.______一、 一_-一 _AJ __._，_生_ c-7 1 m (a) (b) 得 分 评卷人 四、计算题(50分) 1.如图所示 ，容器 中盛有水，右侧 为一测压 管;左侧 为一 U 形测压 管，管中为水银 。已 知 :h=0. 5m, ha =0. 2m，求右侧测压管中水面高度 h1=? (10分) 飞 " 车 下 一哎|上 2.图示为一平板AB，宽 1米，倾角a=450，左侧水深为3米，右侧水深为 2米，求静水总压 力及其作用点的位置?(20分) 7弓4
3.如图所示一虹吸管，上下有水位差为H=2.5m,虹吸管顶部与上游水面高差为 h1=2.0m,虹吸管顶部前，管长为5.0m,虹吸管顶部后，管长为10.0m,管径d=0.2m,管道 沿程阻力系数入=0.02，进口（带有莲蓬头）局部阻力系数5进=3.0，每个弯管局部阻力系数5 =0.3,5m=2.0,求： (1)流量Q=？ (2)虹吸管最大真空值：=？(20分) og 2 A☒ 777 755
3.如图所示 一虹 吸管 ，_仁下 有水 位差 为 H=2. 5m，虹 吸管 顶部 与上 游水 面高 差 为 h, = 2. 0 m，虹吸管顶部前 ，管长为 5. 0 m ，虹吸管顶部后 ，管长为 10. 0 m，管径 d=0. 2m，管道 沿程阻力系数A=0. 02，进口(带有莲蓬头)局部阻力系数如=3. 0，每个弯管局部阻力系数如 =。.3，知=2.o，求: (1)流量 Q=? (2)虹吸管最大真空值鱼一?(20分) PK 755
试卷代号：1123 中央广播电视大学2007一2008学年度第一学期“开放本科”期末考试（半开卷） 土木工程专业 流体力学试题答案及评分标准 (供参考) 2008年1月 一、选择题（每小题3分，共15分）】 1.C 2.D 3.A 4.D 5.A 二、判断题（每题2.5分，共15分。本题若全为/或全为×，或规律性判断不给分） 1.(×) 2.(×) 3.(×) 4.(√) 5.(×) 6.(×) 三、简答题（每题5分，共20分） 1.答：两者都反映流体的粘滞性，4为动力量，y为运动量，4=，量纲不同。 2.答： 3.答：①过水断面面积A,水深h,沿程改变。即h=f(s),A=f(s) ②底坡线，水面线，总线头线三线不再平行，即i≠J≠I。 4.答：(1)图()中闸门所受的静水总压力及作用点改变。静水总压力变大，作用点升高。 (2)图(b)中闸门所受的静水总压力及作用点不变。 756
试卷代号:1123 中央广播电视大学2007-2008学年度第一学期“开放本科”期末考试(半开卷) 土木工程专业 流体力学 试题答案及评分标准 (供参考) 2008年 1月 一、选择题(每小题 3分，共 15分) 1.C 2. D 3. A 4. D 5.A 二、判断题 (每题 2.5分，共 15分。本题若全为丫或全为X，或规律性判断不给分) .(X) 2.(X) 3.(X) 4.(了) 5.(X) 6.(X) 三、简答题 (每题 5分 ，共 20分 ) 1.答:两者都反映流体的粘滞性I ,U为动力量，，为运动量fe= pv，量纲不同。 2.答 : 3.答:①过水断面面积 A，水深 h,沿程改变。即h=f'(s),A二f(s) ②底坡线，水面线 ，总线头线三线不再平行，即 1Z}I-L j}j 4.答:(1)图(。)中闸门所受的静水总压力及作用点改变。静水总压力变大，作用点升高。 (2)图(卜)中闸门所受的静水总压力及作用点不变。 756
四、计算题(50分)】 1.解：(1)画出两个等压面（通过A点画一个，通过U形测压管中水银液面画一个） (2)列方程： PA=pgh (1) pA十pgh=pHgh2 (2) (3分) 将(1)式带人(2)整理得： h:=(pHgh2-pgh)/pg=13.6h2-h=13.6X0.2-0.5=2.22m 答：右侧测压管中水面高度h1=2.22m。 (7分) 2.解：(1)求两侧静水压力及静水总压力： P=6警A=10o0X98X3·n·1=62.37kN(方向向右) 2 2 右侧静水压力作用点距B点的距离为e,=号3 3sin45=1.414m P=eA,=100X9,8X2·包1=27.72kN(方向向左) 2 2 左侧静水压力作用点距B点的距离为2三了、4=0,943m P=P,-P2=62.37-27.72=34.65kN(方向向右) (12分) (2)求作用点位置：（设静水总压力作用点距B点的距离为） P.=Pe-P2e2 e=D0P丝=62.37X1.414-27.72X0.943-1,79m 34.65 答：静水总压力P=34.65kN,作用点距B点的距离为e=1.79m。 (8分) 3.解：(1)以上游水面为基准面，列能量方程： 日+0+0=0+0+0+A+2)有 、2.5=(0.025十10+3.0+0.3×3+2.0+1.0)22=8.42% 2g u=1V2g·2.5=2.415m/s 8.4 757
四、计算题(50分) 1.解 :(1)画出两个等压面(通过 A点画一个 ，通过 U形测压管中水银液面画一个) (2)列方程 : tin =pghr (1) PA -f pgh=pHgh2 (2) (3分) 将(1)式带人(2)整理得 : h;一(pH gh2一pgh)/pg一13. 6h2一h=13.6X0.2一0.5=2. 22m 答:右侧测压管中水面高度 h1=2. 22m. (7分) 2.解:(1)求两侧静水压力及静水总压力: _ ogh,‘ 1000义9. 8火3 厂,_ 八 1= — · 艺 一 乙 3 sin45 =62. 37kN (方 向向右) 右侧静水压力作用点距 B点的距离为 。1= 3 sin45 = l. 414m 1 一3 P。一ha G A一,=1000 X乙9.8 X2. 2 sin45 1=27. 72kN (方向向左) 左侧静水压力作用点距B点的距离为。2一澳 O 2 sin45 =0. 943m P=P, -P2 =62. 37-27. 72=34. 65kN(方向向右) (12分 ) (2)求作用点位置:(设静水总压力作用点距 B点的距离为 。) P,=P, el一Pz e2 PI el一P, e, 62. 3 7 X 1. 414一27. 72 X 0. 943 ，，八 v = — 一 牛 一— = I. /ym 尸 34.65 答:静水总压力 P=34. 65kN，作用点距 B点的距离为。=1. 79m, 3.解:(1)以上游水面为基准面，列能量方程: (8分) f、一+。+。一。、一。+。一、(、弃 u 十艺:一)其 乙9 2. 5= (0 __5一十10 、 廿乙 一二下又一十 ‘ 又夕.乙 .0+0. 3 X:一、2.。十1.。)醉 乙9一8. 4醉乙R ?端 v/2g·2. 5-2. 415m/s
7Qd,=π·0.2·2.415=0.0758m/s 4 (8分) (2)以上游水面为基准面，列上游过流断面和顶部2-2段间的能量方程： 0+0叶0+0=h1+e++a分+5+5)2 2 =-1-a+A号++5层-2.0-1.0+0.0202+3.0+0.3)245° og 2g 2g 2=-2.0-1.428=-3.428m(水柱) (8分) p 答：(1)流量Q=0.0758m/s (2)虹吸管最大真空值发生在顶部，最大真空值为3.428m（水柱) (4分) 758
。 7rd2 W= 一下一一v牛 任 7r.0.22.2.415二0. 0758m' /s (8分 ) (2)以上游水面为基准面 ，列上游过流断面和顶部 2-2段间的能量方程 : 一u州，u一7，-。uT。。V一- n，,门、~t—' 2门.a 下V~一2丁，，A、l,一.丁，}A 」I _}，vc} ) n'v` pg Lg a -- 一 Lg 一2.o一(1.0+0.02 0一十0 _、2. 4152 6)— 乙g 一一 铲 分﹄ 弯 一粉 ﹄屯 进 + ︸ 十 乙‘凡 一d P2_ - .九 一 了 、 a + Pg 鱼二一2.0一1. 428二一3. 428m(水柱) pg (8分 ) 答:(1)流量 Q=0. 0758m丫s (2)虹吸管最大真空值发生在顶部，最大真空值为3. 428m(水柱) (4分) 758