水力学试题(1) 一、(10分)判断题 1.在并联管道中，若按长管考虑，则支管长的沿程水头损失 较大，支管短的沿程水头损失较小。 () 2.在恒定均匀流中，沿程水头损失与速度的平方成正比。 () 3.液体的粘滞性只在流动时才表现出来。 () ·4.对于液体而言，质量力与液体体积成正比，故质量力又称 为体积力。 () 5,在相对静止的同种、连通、均质液体中，等压面就是水平 面。 () 6.水力坡度是指单位长度流程的水头损失。 () 7.急变流不可能是均匀流。 () 8.恒定流是指流场内任意两点间的流速矢量相等。() 9。对于已经建成的渠道，无论其过流量是多少，底坡的性质 (缓坡、徒坡或临界坡)均已确定。 () 10.尺寸相同的收缩管中，总流的方向改变后，水头损失的大 小并不改变。 (） 二、(9分)填空题 1,在管道直径一定的输水管道系统中，水流处于层流时，随 着雷诺数的增大，沿程阻力系数一一，沿程水头损失_：水 流处于紊流光滑区时，随着雷诺数的增大，沿程阻力系数； 水流处于紊流粗糙区时，随着雷诺数的增大，沿程阻力系数 ·,沿程水头损失
2.沿程水头损失系数入与谢才系数C之间的关系式为 3.宽顶堰流量系数的最大值为 4.当水平放置的管道中水流为恒定均匀流时，其断面平均流 速沿程 ,动水压强沿程 5.针对图14-1-1中泄水管道中 的A、B两点，当水头H不随时间发生 变化时，时变加速度为零的点为 ,位变加速度不为零的点为 一当水头H菌时间减少时，时 一AB 变加速度不等于零的点为一，位 变加速度为零的点为」 图141-1 6.流体质点的运动基本形式有 ?.在紊流光滑区，沿程水头损失系数入与相对粗髓度无关的 原因是。 8水流总是从一流向。 9.非矩形断面临界流基本方程为 三、(7分)选择题 1.流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线()。 A.可能沿程上升也可能沿程下降 B.总是与总水头线平行 C.只能沿程下降 D.不可能低于管轴线 2.理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时()。 A整个流肠内备点：十后十号相等 B仅沿同一流线上e+层十运相等 2117
?.沿程水头损失系数入与谢才系数C之间的关系式为 3.宽顶堰流量系数的最大值为 4.当水平放置的管道中水流为恒定均匀流时，其断面平均流 速沿程，动水压强沿程 5.针对图14-1-1中泄水管道中 的A、B两点，当水头H不随时间发生 变化时，时变加速度为零的点为 ,位变加速度不为零的点为 一，当水头H随时间减少时，时 一AB 变加速度不等于零的点为 ,位 变加速度为零的点为 图14-1-1 6.流体质点的运动基本形式有 0 7.在素流光滑区，沿程水头损失系数入与相对粗糙度无关的 原因是 8.水流总是从流向。一· 9.非矩形新面临界流基本方程为 三、(？分)选择题 1.流量一定，管径沿程减小时，测压管水头线(·)。 A.可能沿程上升也可能沿程下降 B.总是与总水头线平行 C.只能沿程下降 D.不可能低于管轴线 2.理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时()。 B.仅沿同一流线上+之+ g相参 3/17
C任塞丙点同：十+后+爱都不相等 D.流杨场内各点己相等 3.毕托管可以用来测()。 A.瞬时流速B.时均流速C.脉动流速D.脉动压强 4,牛顿内摩擦力的大小与流林的()成正比。 A.速度B.角变形C.角变形速率D.压力 5.渗流中不透水边界线是一条()。 A.流线B.等压线 C.等势线D.以上都不是 6.在棱柱体逆坡明渠中（不考虑流量的输人或输出），断面比 能沿流程()。 A.域少，B.不变C.增加D.以上均有可能 7.满足dE,/ds=0条件的流动是()。 A.非均匀渐变缓流 B.非均匀渐变急流 C.均匀流 D.临界流 四、(16分)作图题 1.如图14-1-2所示，绘出AB曲面上的水平压强分布图。 77777777777 图141-2 ，图141-3 2.绘出如图141-3所示的圆柱体的压力体图，并标出静水总 压力铅直分力的方向。 4117
3.绘制如图14-1-4所示的恒定有压管流的总水头线和测压 管水头线。 图14-1-4 4.定性绘制如图14-1-5所示的棱柱体渠道水面线，并标明线 型（仅绘出一种可能的形式，） <1< 图141-5 五、(50分)分析、计算题 1.图141-6为平底矩形渠道中一平板 闸门，水面以下门高a=3.2m,门与渠道同 宽，b=4m。当流量Q=16m/s时，何前水 深H=4m,闸后收缩断面水深h=0.5m, 不计摩擦力。取动量修正系数为1.0。求作 用在闸门上的动水总压力。如果水是静止 的，门高a仍不变，此时闸门所受的静水总 图14-1-6 压力是多少？ 2.如图14-1士7所示的虹吸管引水系统中，已知管径d=300 mm,管长AB=10m,BC=5m,CD=15m,管遵沿程阻力系数X= 0.03,局部阻力系数54=0.7,5a=5c=0.8,5D=1.0.上下游水位差 为3m,管道BC中心线与上游水面差为4.5m。 5111
(1)求虹吸管的引水流量. (2)指出管道中哪个断面的压强值最小，并计算出该断面的 压强值。 图14-1-7 图14-1-8 3.图14-1-8所示的为一利用静水压力自动开启的矩形翻板 闸门.当上游水深超过工作水深H时，闸门即自动绕转轴向瓶时 针方向倾倒，如不计闸门重量和摩擦力的影响，试求转轴的位置高 度ae 4,已知均质不可压缩液体平面流动的流函数为中=(x2十 y2)/2, (1)判断流动是否有旋。 (2)求流场中两定点A(1,0)和B(2,3)之间的单宽流量。 (3)求B点的流速矢量和加速度矢量， ④AB两点是香演足：十号+若香数 5,有一如图14-1-9所示的矩形 断面土堤，将内外两河分开。土堤宽 度L=20m,土堤长（垂直纸面方向）》 为100m,外河水深h1=5m,内河水 深h,=1m,土的渗透系数k=5X 103cm/s,试计算由外河向内河经 过土堤的渗透流量Q=? 图14-1-9 6/17
六、(8分)简答题 1.从以下四个方面分析层流和素流的区别。 (1)水流现象， (2)流速分布特征， (3)切应力特性； (4)沿程水头损失规律。 2。简述液体从层流转变为紊流的两个必要条件。 参考解答 一、判断题 1.F2.F3.T4.T5.F6.T7:T8.F9.F 10.F 二、填空题 1.减小增大域小.不变增大 2.λC2=8g 3.0.385 4,不变减小 5.A,BB A,B A 6.平移，变形，旋转 ?.粘性底层的厚度较摩，边壁粗糙度的作用表现不出来 8.总机械能高总机械能低 妥发 三、选择题 1.C2.A3.B4.C5.A6.A7.C 四、作图题 1.解图如图14-1-10所示。 7/17
PR1十P 图14-1-10 图14-1-11 2.解图如图14-1-11所示。 3.解图如图14-1-12所示。 V≠0 图14-1-12 4.解图如图14-1-13所示。 7777 777777 < itie 图14-1-13 五、分析、计算题 1.取1-1断面和C-C断面间水体为脱离体，则 811/
B=7sH6=号×10X9.8××N=313.6kN B-7Pa=(侵×10X9.8×a.5X4N=49kN 列x方向动量方程 P-R,-P:=pQ(d:V:-dV) 由连续性方程，有 ,-是-na=8a6 16 =品-设a=1% @ 取动量修正系数均为1，将式②代人式①后得 R,=196.7kN 作用在闸门上的动水总压力与凡大小相等，方向相反。 在相同开度下，作用在闸门上的静水总压力 P=2g6=侵×10×3公X4×9.8到N =200.704kN· 则在相同开度下，动水总压力小于静水总压力， 2.(1)以下游水面为基准面，列裁面A,D的能量方程 H+0+0=0+0+h:+h 3=λw+g+如 十冬+如器+++长+动器 多 V=3.05m/s 所以 Q-47=0.216mhs (2)裁面C的压强最小。 以上游水面为基准面，列截面A,C的能量方程 0+0+0=A+会+买+恤 911/
+低+6+动器 则哈-6,7848m,设粮面C的绝对压强为p,当地大气压为， 则p,-p=6.6559X10Pa 3.依据题意，当支嫩高度在闸前水位下闸门的压力点之下 时，闸门就会倾倒，所以 a=H/3 40-影%=-盖- 4=2]-10 则流动为有旋流。 (2)q=l中-8|=6 (3)因4=3，=一2 所以 48=3i-2j 。-尝-警+2旁-尝-学+2+影 du. dr= 所以 as=a,计a,j=-zi-以j=-2i-3j (④)因为流动为有旋流A,B不在同一流线上，所以z+传十 u" 常数是不成立的。 五Q--立i--[%s-x1o]=n =3X10-3m3/s 六、简答题 1.(1)层流的流动为层状，各层的流体质点相互不摻混，而 素流的流体质点相互擦混，存在着祸体的交换。 (2)层流的流速分布存在较大的非均匀性，素流的速度分布 较均匀，表现在动能和动量修正系数上。例如，圆管层流的流速分 布为旋转抛物面型，而圆管兼流呈指数型分布。 10/17