水力学期末考试复习1.docx
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水力学期末考试复习1
水力学期末考试复习题及答案
1、选择题:
(每小题2分)
(1)在水力学中,单位质量力是指(c)
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。
(2)在平衡液体中,质量力与等压面(d)
a、重合;b、平行c、相交;d、正交。
(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为b
a、1kN/m2b、2kN/m2c、5kN/m2d、10kN/m2
(4)水力学中的一维流动是指(d)
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。
(5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=(b)
a、8;b、4;c、2;d、1。
(6)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c
a、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区
(7)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=1000m/s,水击压强水头H=250m,则管道中原来的流速v0为c
a、1.54mb、2.0mc、2.45md、3.22m
(8)在明渠中不可以发生的流动是(c)
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。
(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是(b)。
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
(10)底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q=1.5m3/s,已知渠中某处水深h=0.4m,则该处水流的流态为b
a、缓流;b、急流;c、临界流;
(11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H(d)成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方
(12)渗流研究的对象是(a)的运动规律。
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有b
a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰
(14)按重力相似准则设计的水力学模型,长度比尺λL=100,模型中水深为0.1米,则原型中对应点水深为和流量比尺为d
a、1米,λQ=1000;b、10米,λQ=100;
c、1米,λQ=100000;d、10米,λQ=100000。
2、判断题:
(每小题2分)
(1)任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。
(x)
(2)水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
(x)
(3)水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
(x)
(4)粘滞性是液体产生水头损失的内因。
(T)
(5)同样条件下直接水击比间接水击更不安全。
(T)
(6)在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。
(X)
(7)矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。
(T)
(8)断面比能沿流程总是减小的。
(X)
(9)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。
(X)
(10)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。
(T)
3、填空题:
(每小题2~4分)
(1)牛顿内摩擦定律适用的条件是和。
答案:
层流运动,牛顿液体
(2)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为kN/m2,真空度为。
答案:
2,不存在.
(3)只受重力作用,静止液体中的等压面是。
答案:
水平面。
(4)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。
(5)水流在明渠中的流态为缓流时,其水深hhk,弗汝德数Fr1。
(填写、、符号)
答案:
,。
(6)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。
(7)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。
(8)在水击计算中阀门关闭的时间Ts水击相长Tr的水击,称为水击,把TsTr的水击称为水击。
答案:
直接,间接。
(9)a2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。
(10)溢流堰的过堰流量与堰顶水头的次方成正比。
答案:
3/2。
(11)泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深hc的共轭水深
hc’’ht(ht为下游河道的水深,填写、、符号)
答案:
填写、、符号
(12)按重力相似准则设计的溢流坝水力模型,长度比尺λL=25,当模型中某点的流速为vm=o.8m/s,则原型中对应点的流速为vp=m/s。
答案:
4m/s。
(1)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。
(2)“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。
(7)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。
5、作图题:
(2)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)
解:
6、计算题:
(1)图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为A=0.64m2,长l=50m,两个30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水力摩擦系数λ=0.024,上下游水位差H=3m。
求通过的流量Q?
(10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
(5分)
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
将参数代入上式计算,可以求解得到
(5分)
即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s。
(2)从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H=5.5m。
由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9Ncm2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1。
(15分)
解:
以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断面22的能量方程
(5分)
求得喷嘴出口流速和流量为
(1.5分)
橡胶管道内的流速为
(1分)
对于喷嘴建立x方向的动量方程
N(6.5分)
水流对喷嘴冲击力为
即为手握喷嘴所需之力。
(1分)
(3)有一梯形渠道,底宽b=10m,水深h=3m,边坡为1:
1,糙率n=0.014,底坡i=0.001。
如流动在紊流粗糙区,求通过的流量Q。
(9分)
解:
计算渠道断面水力要素,
过流断面面积
m2(1.5分)
湿周
m(1.5分)
水力半径
m(1分)
舍齐系数
(2分)
通过的流量Q=AC(Ri)0.5=144.93m3/s(3分)
一、选择题(每小题1分,共5分)
1、明渠均匀流可能发生在:
()
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:
()
A.10kPa;B.98kPa;C.147kPa;D.196kPa。
3、在圆管流中,层流的断面流速分布符合:
()
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:
()
A.A.
~4)
,
;
B.B.
~4)
,
;
C.C.
>(3~4)
;
D.D.
<(3~4)
。
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。
二、填空题(每空2分,共12分)
1、水力最优矩形断面的宽深比是,其水力半径等于的一半。
2、水的运动粘滞系数随温度的升高而__,它的单位是。
3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而。
4、明渠均匀流的和等物理量沿程不变。
5、在流量一定,渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时,随底坡的增大,正常水深将,临界水深将。
6、由于薄壁堰具有稳定的和关系,一般多用于实验室及小河渠的测量。
水力学答案
一、选择题(每小题1分,共5分)
1.B2.D3.C4.B5.A
二、填空题(每空2分,共12分)
1、2;水深
2、降低;m2/s
3、减小
4、水深和断面平均速度
5、减小;不变
6、流量和水头;流量
水力学练习题及参考答案
一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×)
1、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。
(√)
2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。
(×)
3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
×
4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的,当Fr>1为急流。
(√)
5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
(×)
6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
(×)
6、达西定律适用于所有的渗流。
(×)
7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
(√)
8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
(√)
9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
(√)
10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
(×)
11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
√
12、陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。
(√)
13、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。
(×)
14、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。
(√)
15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
(√)
16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
×
17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
(√)
18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
(×)
19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
(√)
20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
×
21、缓坡上可以出现均匀的急流。
(√)
22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50kPa。
(√)
24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)
25、水深相同的静止水面一定是等压面。
(√)
26、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。
(×)
27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
√
28、陡坡上可以出现均匀的缓流。
(×)
29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
(√)
30、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。
(×)
31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。
(×)
32、静水压强的大小与受压面的方位无关。
(√)
33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。
(×)
34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
(×)
35、平坡渠道中不可能发生均匀流。
(√)
36、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。
(√)
37、水跃只能发生于平底明渠中。
(×)
二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)
1、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)大;
(2)小;(3)相同;(4)无法确定。
2、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。
3、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。
4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为
(2)
(1)1kN/m2
(2)2kN/m2
(3)5kN/m2(4)10kN/m2
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、堰流的流量与堰顶水头的2成正比。
11/2次;23/2次方;32次方;41次方。
10、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件是(3)
(1)ht=hc02
(2)ht>hc02(3)ht 11、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) (1)100; (2)10;(3)20;(4)50。 12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为(4) (1)1kN/m2 (2)2kN/m2(3)8kN/m2(4)10kN/m2 13、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。 14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于 (2) 11;22;33;44。 15、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。 16、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;31.75~2.0次方关系。 17、在平衡液体中,质量力与等压面(3) (1)重合; (2)平行;(3)正交。 18、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。 19、闸孔出流的流量与闸前水头3成正比 11次方;22次方;30.5次方。 20、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 21、图示容器中有两种液体,密度2>1,则A、B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。 22、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。 23平底棱柱形明渠发生水跃,其水跃函数J(h1)与J(h2)的关系是 (1) 1J(h1)=J(h2)2J(h1)>J(h2)3J(h1) 24、盛水容器a和b的测压管水面位置如图(a)、(b)所示,其底部压强分别为pa和pb。 若两容器内水深相等,则pa和pb的关系为 (1) (1)pa>pb (2)pa 25、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。 26、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。 27、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、填空题(在空格中填写正确答案) 1、水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。 2、明渠的断面和流量不变时,水跃的跃前水深越大,则跃后水深越小。 3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。 4.测量明槽流量的主要工具有_堰__、__量水槽_。 5、根据管道计算方法的不同,管道可分类为长管和短管。 6、渗流的达西公式是____v=kJ__。 7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。 8、计算明渠均匀流的公式是 。 9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系,水击可分类为 (1)直接水击和 (2)间接水击。 10、底流式消力池中产生的水跃,要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定。 11、按重力相似准则设计的模型中,几何比尺为64,则流速比尺为8。 12、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体,层流运动 13、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________ 14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是液体的粘滞性,外因是边界条件的影响。 15、水跃是水流从_急_流过渡到缓流的局部水力现象;当流量一定,跃前水深增大时,则跃后水深是减小。 16、三种液体盛有容器中,如图所示的四条水平面,其中为等压面的是B—B
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- 水力学 期末考试 复习