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水力学习题集
第1章绪论
一、选择题
1按连续介质的概念,流体质点是指<)
A.流体的分子;B.流体内的固体颗粒;空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
C.无大小的几何点;D.几何尺寸同流动
b5E2RGbCAP
2.作用在流体的质量力包括<)
A.压力;B.摩擦力;C.重力;D.惯性力。
3•单位质量力的国际单位是:
<)
2
A.N;B.m/s;C.N/kg;D.m/s。
4•与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是<)
A.切应力和压强;B.切应力和剪切变形速率;C.切应力和剪切变形。
5.水的粘性随温度的升高而<)
A.增大;B.减小;C.不变。
6•气体的粘性随温度的升高而<)
A.增大;E.减小;C.不变。
7.流体的运动粘度u的国际单位是<)
222
A.m/s;B.N/m;C.kg/m;D.N•s/m
&理想流体的特征是<)
A.粘度是常数;B.不可压缩;C.无粘性;D.符合pV=RT
9.当水的压强增加1个大气压时,水的密度增大约为<)
111
A.20000;B.10000;C.4000。
10.水力学中,单位质量力是指作用在<)
A.单位面积液体上的质量力;E.单位体积液体上的质量力;
C.单位质量液体上的质量力;D.单位重量液体上的质量力。
11.以下关于流体粘性的说法中不正确的是<)
A.粘性是流体的固有属性;E.粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度
C.流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重作用;D.流体的粘性随温度的升高而
增大。
y
12.已知液体中的流速分布卩-y如图所示,其切应力分布为<)_'
A.t=0;B.t=常数;C.t=ky(k为常数>。
三=三三
13.以下关于液体质点和液体微团的正确论述是<)匕一
A.液体微团比液体质点大;B.液体微团包含有很多液体质点;
C.液体质点没有大小,没有质量;D.液体质点又称为液体微团。
14•液体的汽化压强随温度升高而<)
A.增大;B.减小;C.不变;
15•水力学研究中,为简化分析推理,通常采用以下三种液体力学模型<)
A.牛顿液体模型;B.理想液体模型;C.不可压缩液体模型;D.非牛顿液体模型;
E.连续介质模型。
plEanqFDPw
16•以下哪几种流体为牛顿流体<)
A.空气;B.清水;C.血浆;D.汽油;E.泥浆。
17•以下关于流体汽化压强的论述中,不正确的是<)
A.液体的温度升高则汽化压强增大;B.液体的温度升高则汽化压强减小;C.液体的汽化压强随海拔高度而变化;D.20oC的水的汽化压强为1atm;E.100oC的水的汽化压强为1atm;F.水在常温下不会沸腾;G.液体中的压力越大则汽化压强越大。
DXDiTa9E3d
18•以下哪几种流体为非牛顿流体<)
A.空气;B.清水;C.血液;D•酒精;E.泥浆。
二、计算题
2
1、平板面积为40x45cm,厚度为1.0cm,质量m=5kg,沿着涂有厚度、:
=1.0mm油的斜面
向下作等速运动,其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度呈直线分布,斜坡角B=
22.62°(见图示〉,试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数RTCrpUDGiT
(油的密度p=950kg/m3>。
u
2、设水的体积弹性模量K=2.1910』pa,试问压强改变多少时,其体积才可
以相对压缩1%?
3、温度为10C,体积为2.5m3的水加热至60C,体积增加了多少?
(10C的水的热胀系数
、r-4。
-1
为0.14X10C>5PCzVD7HxA
水静力学
一、选择题
1.静止液体中存在<)
A.压应力;B.压应力和拉应力;C.压应力和切应力;D.压应力、切应力和拉应力;
2.相对压强的起量点是<)
A.绝对真空;B.1个标准大气压;C.当地大气压;D.液面压强。
3.金属压力表的读数是<)
A.绝对压强;B.相对压强;C.绝对压强加当地大气压强;D.相对压强加当地大气
压强。
4•绝对压强pabs、相对压强p、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是<)
A.pabs=p+pv;B.p=pabs+pa;
C.pv=pa—pabs。
空气
5•在密闭的容器上装有U形水银测压计<如图),其中1、2、3点位于同一水平面上,其压强关系为<
A.P1=P2=P3;B.p1>p2>p3;C.p1 6•用U形水银差压计测量水管内A、B两点的压 C.与潜体淹没的深度成正比。 强差<如图),水银面高差hp=10cm,pa—Pb为< A.13.33kpa;B.12.35kpa;C.9.8kpa。 7•垂直放置的矩形挡水平板,水深为3m,静水总压力 的作用点到水面的距离yD为<) A.1.25m;B.1.5m;C.2.0mD.2.5m。 &在液体中潜体所受浮力的大小< A.与潜体的密度成正比;B.与液体的密度成正比;9.完全淹没在水中的一矩形平面,当绕其形心轴旋转到什么位置时,其压力中心与形心重 合? <) A.45°倾斜;B.60°倾斜;C.水平;D.铅直。 10.完全淹没在水中的一矩形平面,当绕其形心轴旋转到什么位置时,其压力中心与形心最 远? <)jLBHrnAlLg A.45°倾斜;B.60°倾斜;C.水平;D.铅直。 11.一封闭容器盛以水,当其从空中自由下落时<不计空气阻力),其单位质量力为 A.0;B.-g;C.mg;D.-mg。 12.一封闭容器盛以水,在地球上静止时,其单位质量力为 A.0;B.-g;C.mg;D.-mg。 13.一列火车在水平直道上匀速行使时,车内的流体所受的单位质量力为 A.0;B.-g;C.mg;D.-mg。 14.选择下列正确的等压面: (> A.A—AB.B—BC.C—CD.D—DxHAQX74J0X 厂、轴厂、 求r|a 桃卜 15.压力中心是(> A.淹没面积的中心;B.压力体的中心C.总压力的作用点D.受压面的形心 16.平衡液体中的等压面必为(> A.水平面;B.斜平面;C.旋转抛物面;D.与质量力相正交的面。 17.图示四个容器内的水深均为H,则容器底面静水压强最大的是(> A.aoB.b。 C.coD. (匸■ 18.欧拉平衡微分方程(> A.只适用于静止液体;B.只适用于相对平衡液体; C.不适用于理想液体;D.理想液体和实际液体均适用。 19.容器中盛有两种不同重度的静止液体,如图所示,作用在容器 AB壁面上的静水压强 (>A.a B.bC.c D. 分布图应为 dLDAYtRyKfE I? ■= 20. 液体某点的绝对 压强为 58kPa, 则该点的相对压强为 (>Zzz6ZB2Ltk A.159.3kPa;B.43.3kP a;C.-58kPaD.-43.3kP a。 21.图示的容器a中盛有重度为;-1的液体,容器 b中盛有密度为二1和宀的两种液体,则两 个容器中曲面AB上压力体及压力应为 (1>压力体相同,且压力相等;(2> (3>压力体不同,压力不相等;(4> (>dvzfvkwMI1 压力体相同,但压力不相等;压力体不同,但压力相等。 (1>变大;(2>变小; 倾斜放置的平面闸门,当上下游水位都上 <)rqyn14ZNXI (3> 不变; (4>无法 第22题 二、判断题 1、相对压强必为正值。 (> 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 2、图示为一盛水容器。 当不计瓶重时 (> 3.静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 (>SixE2yXPq5 4.二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点 (> 5.一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为「。 则该平面上的静水总压力P=: gy4sin— (yD为压力中心D的坐标,;为水的密度,A为斜面面积>< 6ewMyirQFL 第2题 kavU42VRUs 6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板,它们的宽度 b,长度L及倾角: •均相等, 则二 9、 于 ( 在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B,并安装一U A、B两点静水压强不等,水银液面一定 >M2ub6vSTnP 形水银压差计,如图所示。 会显示出.: h的差 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 (> 三、绘图计算题 1•绘出图中曲面上的的压力体图,并标出水压力铅直分力的方向。 9 2.图示一倒U形差压计,左边管内为水,右边管内为相对密度 <即比重)s’=0.9的油。 倒 U形管顶部为相对密度S2=0.8的油。 已知左管内A点的压强Pa=98KN/m2,试求右边管 内B点的压强。 OYujCfmUCw 3.有一盛水的开口容器以的加速度3.6m/s2沿与水平面成300夹角的斜面向上运动, 试求容器中水面的倾角•eUts8ZQVRd 4.矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。 已知闸门长l=3m宽b=2m形心点水深hc=3m倾角a=45°,忽略闸门自重及门轴摩擦力。 试求开启闸门所需 5.一曲面的形状为3/4个圆柱面,半径R=0.8m,宽度(垂直于纸面>为1m。 圆心位于 液面以下h=2.58m,如图所示。 容器中盛有密度为2816kg/m3的液体,其深度h1=0.98 m其下为密度律=1000kg/m3的液体。 GMslasNXkA (1>绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 (2>求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。 <巳--15.68kN;Pz=33.58kN; 第三章水动力学基础 1 、渐变流 与 急 变 流均 属 非均匀 流 ( >TIrRGchYzg 2 、急变 流 不 可 能 是 恒定 流 ( >7EqZcWLZNX 3 、总水头线 沿流 向 可 以上 升, 也可以下 降 ( >lzq7IGf02E 4 、水力坡度 就是 单 位长 度流 程 上的水头损失 ( >zvpgeqJ1hk 5 、扩散管 道中 的 水 流一 定 是非恒定 流 ( >NrpoJac3v1 6 、恒定流一定 是均 匀流, 非恒定 流 一定是非均 匀流 ( >1nowfTG4KI 7、 均匀流流场内 的压强分 布规 律与静水压强分布规律 相同 ( >fjnFLDa5Zo 8 、测管水头线 沿程 可 以上 升、 可以下降也可不变 ( >tfnNhnE6e5 9、 总流连续方程 v1A1 = v2A2 对恒定流 和非恒定流均 适用 ( >HbmVN777sL 10 、渐变流过水 断面上 动 水压 强随水 深的变化呈线性 关系 ( >V7l4jRB8Hs 11 、水流总是从单 位机械能 大的 断面流 向单 位机械能小的 断面 ( >83lcPA59W9 12、 恒定流中总水头线总是沿流程下降的, 测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水 平。 (>mZkklkzaaP 13 、液流 流线 和迹 线 总 是重合 的 ( >AVktR43bpw 14 、用毕托 管测 得 的 点流 速 是时均流 速 ( >ORjBnOwcEd 15 、测压管水 头 线 可高 于 总水头 线 ( >2MiJTy0dTT 16、 / 管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流, 其管轴压强沿流向增大 ( 17、 理想液体动中,任意点处各个方向的动水压强相等。 ( >gIiSpiue7A 18、 拉格朗日积分要求流动为无旋,但可以是非恒定流动;而柯西 -伯努力积分不仅要求流 、判断题 o o o o o o o uEh0U1Yfmh o o o o o o o o 动为无旋,且要求是恒定流动。 (>理想液体属于有势流,实际液体都是有涡流.(> 20、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆,则此类流动一定为有涡流(有涡旋>。 (> 21、不可压缩液体的平面流动中存在流函数,则必定存在势函数。 (> 22、在平面流动中,两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。 (> 23、不可压缩液体连续性微分方程 : UxFy: : Uz ;: xjy;: z =0只适用于恒定流。 (> 二、选择题 1、恒定总流的能量方程z1+ P1/g+v12/2g= : Z2+P2/g+V22/2g+ hw1-2 式 中各项代 表( > IAg9qLsgBX (1>单位体积液体所具有的能量; (2> 单位质量液体所具有的能量; (3>单位重量液体所具有的能量; (4> 以上答案都不对。 2、图示抽水机吸水管断面A-A动水压强随抽水机安装高度h的增大而( > (1>增大 (2>减小 (3> 不变 (4>不定WwghWvVhPE 3、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管,如图所示,则两测压管高度 hi与h2的关系为(>asfpsfpi4k (1>hi>h2 ooeyYZTjji (2> hivh2(3> hi=h2(4>无法确定 h| 4、对管径沿 (>BkeGulnkxl (1>测压管水头线可以上升也可以下降 相平行 (3>测压管水头线沿程永远不会上升 线 程变化的管道 (2>测压管水头线总是与总水头线 (4>测压管水头线不可能低于管轴 5、图示水流通过渐缩管流出,若容器水位保持不变,则管内水流属(> (1>恒定均匀流(2>非恒定均匀流(3>恒定非均匀流(4>非 恒定非均匀流PgdOOsRIMo 通过的流量不变,其总水头线沿流向应 (> (1>逐渐升高 确定3cdXwckm15 7、均匀流的 (2>逐渐降低(3>与管轴线平行 (4> 无法 水头线与测 水头线的关 (>h8c52WOngM (1>互相平行的直线; 互不平行的曲线。 v4bdyGious 8、液 (>J0bm4qMpJ9 (1>高处向低处流动; 动;XVauA9grYP (2>压力大处向压力小处流动; (2> 互相平行的曲线; (2> (3> 9、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流,管路装有 液面为(>bR9C6TJscw (1>A高于B;(2>A低于B;(3> 定高低。 pN9LBDdtrd (3> 互不平行的直线; (4> 单位总机械能大处向单位机械能小处流 流速大处向流速小处流动。 U形管水银差计,判定压差计中水银 AB齐平; (4> 不能确 10、在平面流动中,两条流线的流函数之差等于(> (1>两条流线间的切应力差(2>两条流线间的压强之差(3>两条流线间的流速差 (4>两条流线的单宽流量DJ8T7nHuGT 11、液体作有势运动时(> (1>作用于液体的力,必须是有势的(2>液体的角变形速度为零 (3>液体的旋转角速度为零(4>液体沿流向的压强梯度为零 QF81D7bvUA 12、伯努力积分的应用条件为(> (1>理想正压流体,质量力有势,非恒定无旋流动。 (2>不可压缩流体,质量力有势,非恒定有旋流动 (3>理想正压流体,质量力有势,恒定流动,沿同一流线 (4>理想正压流体,质量力有势,非恒定流动,沿同一流线 13、理想液体恒定有势流动,当质量力仅为重力时,(> 2 (1>整个流场内各点的总水头(Z•卫•—)相等;印2g 2 (2>只有位于同一流线上的点,总水头(z•卫•£)相等;由2g (3>沿流线总水头沿程减小; 2 (4>沿流线总水头(z・R•土)沿程增加; fg2g 三、填空题 1恒定总流动量方程写为,方程的物理意义为 4B7a9QFw9h 2、恒定总流能量方程中,hw的能量意义是。 它 的量纲是。 ix6iFA8xoX 3、在有压管流的管壁上开一个小孔,如果没有液体从小孔流出,且向孔内吸气,这说明小 孔内液体的相对压强零。 (填写大于、等于或小于>如在小孔处装一测压管,则 管中液面将。 (填写高于、或低于>小孔的位置。 wt6qbkCyDE 4、恒定总流能量方程中,v2/2g的能量意义为 它的量纲是。 Kp5zH46zRk 5、水平放置的管道,当管中水流为恒定均匀流时,断面平均流速沿程,动 水压强沿程。 Yl4HdOAA61 6、图示分叉管道中,可以写出单位重量液体的能量方程的断面是,不能写出单位重量液体的能量方程的断面是。 ch4PJx4Bll 7、某过水断面面积A=2m2,通过流量qv=1m? /s,动能修正系数a=1.1,则该过水断面 的平均单位动能为。 qd3YfhxCzo 8、图示为一平底等直径隧洞,出口设置一控制闸门。 当闸门关闭时,A、B两点压强PA与 PB的关系为;当闸门全开时,A、B两位于均匀流段,其关系为 。 E836L11DO5 9、应用恒定总流能量方程时,所选的二个断面必须是断面,但二断面之间可以 存在流。 S42ehLvE3M 10、有一等直径长直管道中产生均匀管流,其管长100m,若水头损失为0.8m,则水力坡 度为。 501nNvZFis 11、图示为一大容器接一铅直管道,容器内的水通过管道流入大气。 已知hi=1mh2=3m 若不计水头损失,则管道出口流速为。 jW1viftGw9 12、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。 管1中为理想液体,管2中为实际液 体。 当两管流量qv1=qv2时,则两根测压管的液面高差M与h2的比较是 11 1理 。 XS0DOYWHLP 13、图示为一等直径水平管道,水头为H。 若整个水头损失为hw,a=1,则管道AB、C 三个断面的流速分另U为vA=,vb=,vc= LOZMklql0w = H E: 1a ―■ 一 E: 14、用能量方程或动量求解水力学问题时,两过水断面取在渐变流断面上,目的是利用的特征,计。 ZKZUQsUJed 15、若已知流函数屮=a(x2-y2),a为常数,则ux=.,uy 16、恒定平面势流中,组成流网的流线与等势线的关系是。 仃、液体质点的运动形式有。 dGY2mcoKtT 18、理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是的。 实际液体中的动水压强 为在同一点上沿三个正交方向的动水压强的,而 Pxx=,Pyy=,Pzz =。 rCYbSWRLIA 19、液体运动可根据分为有涡流和无涡流,无涡流是 扌旨FyXjoFIMWh 应满足的判别条件是 。 TuWrUpPObX 四、计算题 1.已知不可压缩液体平面流动的流函数=(x2-y2)/2。 要求: (1>画出该流动的流线图形,并标明流向; <流线;=(x2y2)/2=Const.) 2•已知流速场ux二xy2,uy 是几兀流动;<3)是恒定流还是非恒定流; 3、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上 8000N/m3。 (取毕托管流速系数=1> Ik 4、图示为铅直放置的一文德里管。 已知 d1=20cm,d2=10cm,-z=0.5m,水银压差计读 数yh=2cm。 若不计水头损失,求流量 qv。 (取动能校正系数为1> <0.018m 3/s) (2>判别是有旋流动还是无旋流动;<有旋) (3>已知流场中两定点坐标分别为A(1,0>与B(2,3>,通过此两点间的单宽流量q; (4>A、B两点是否满足方程u2/2g■p/^=c? <否) 13 =_一y3uz=xy,试求: <1)点<1,2,3)之加速度;<2) 3, <4)是均匀流还是非均匀流? IIVIWTNQFk A、B两点的流速(如图>。 已知油的重度pg= 求ua及ub。 ua=2.42m/s,ub=2.27m/s)yhUQsDgRT1 MdUZYnKS8I 5、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图>。 已知管径D=250mm,d=200mm,弯角0 =60°。 若弯管进口压力表读数pi=2.5N/cm2,p2=2.0N/cm2。 不计弯管的水头损失, 求: 水流对弯管的水平作用力的大小及方向。 1503.07N;V-51.070)09T7t6eTno IE平面圏 (取动量校正系数均为1><R= 6、射流从喷嘴中射出,撞击在一铅直放置的平板上,如图所示。 已知喷嘴直径d=25mm, 射流与平板垂线间的夹角0=60°,射流流速vi=5m/s。 不计摩擦阻力,取动量校正系数 为1。 求: (1>平板静止时,射流作用在平板上的垂直作用力;(2>当平板以u=2m/s的速 度与水流相同方向运动时,射流作用在平板上的垂直力。
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