水力学基础试题二(含答案)
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试卷2
一 、选择题:(每题3分,共30分)
1液体运动粘性系数的量纲为
A TL -1
B ML -1T -1
C L 2/T 2
D L 2T -1 2在恒定流中
A 流线一定相互平行
B 断面平均流速必定沿程不变
C 不同瞬时流线可能相交
D 同一点处不同时间的动水压强相等 3圆管是层流,实测管轴上流速0.4m/s ,则断面平均流速为 A 0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s 4表示惯性力和粘性力之比的无量纲数为:
A 弗劳德数
B 欧拉数
C 雷诺数 斯特罗哈数
5 明渠均匀流的断面单位能量中,单位势能与单位动能相等,则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定
6 A 、B 两根管道,A 管输水,B 管输油,其长度,管径,壁面粗糙度和雷诺数相同,则
沿程水头损失之间的关系为:
A h A =h
B B h A >h B
C h A D 不能确定 7长管的总水头线与测压管水头线 A 相重合 B 相平行 C 相平行,呈阶梯状 D 以上答案都不对 8明渠水流为急流时 A 1>Fr B k h h > C k i i < D 0>dh dEs 9有一溢流堰,堰顶厚度为1m ,堰上水头为2m ,则该堰流属于 A 实用堰 B 宽顶堰 C 薄壁堰 D 明渠水流 10进行水力模型实验,要实现明渠水流的动力相似,应选的相似准则是 A 雷诺准则 B 弗劳德准则 C 欧拉准则 D 其它 二、判断题:(每题2分,共10分) 1在恒定均匀流中,沿程水头损失与速度的平方成正比( ) 2均匀流的动能校正系数为1( ) 3急变流不可能是均匀流。( ) 4同样的边界条件下,紊流过水断面上的流速分布比层流要均匀。( ) 5相对压强可以大于零,等于或小于零。( ) 四、绘图题(4小题,共25分) 1. (1. (本题5)绘出图中的总水头线和测压管水头线:(5) 2. (本题6)绘图各受压面上的压强分布图:(6) 3.(本题7)绘出图中的压力体:(7) 4. (本题7 k k 五、计算题(4小题,共35分) 1 (本题8分)图示为一面积A 的平板在液面上以速度u 作水 平移动,使平板下的液体层流运动, 液体分两层,它们的动力粘性系数与厚度分别为2121h h 、和、ηη。两液层内的流 速按直线分布。求 平板上所受的内摩擦力F 。 2(本题9分)设有一股自喷嘴以速度喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成角的固定平面上, 当水流冲击到平面后,分成两股水流流出冲击区,若不计重量,并忽略水流沿平面壁流动时的摩擦 阻力,试求出Q 1和Q 2。 3. (本题10分)已知平面运动的流速场为u x =x 2+2x-4y, u y =-2xy-2y ,试确定流动: (1)是否满足连续方程;(2)是否有角变形;(3)是否有旋转;(4)是否有流函数,若有,确定流线方程 的表达式;(5)是否有势函数,若有,确定等势线方程。 4(本题8分)一梯形过水断面的渠道,流量Q=10m 3/s ,边坡系数m=1.5,为防止 0 0 2 2 3 3 v0 冲刷的最大允许流 速v=1.0m/s,试求:按水力最佳断面条件设计断面尺寸。 试卷2答案 一、选择题: 1~5 D D C C B 5~10 C A A C B 二、判断题: 1~5××√√√ 三、绘图题 1 3 4 四 计算题 1 ) 2()3()3(,1 22112 1 2212112 1 2111 1分分分内摩擦切应力为: 在两种液体的交界处的根据牛顿内摩擦定律,度为设两液体交界面上的速h h u A F h h u h u h u h u u u ηηηηηηηηη+=+= =- 2 1-1断面分别和2-2断面、3-3断面列能量方程,可推导出: 210v v v == (3分) 取三个控制断面内的水体为控制体,分别在X 方向和Y 方向列动量方程: ⎩⎨ ⎧=--==0cos sin 00020100αρρραρv Q v Q v Q Fx v Q Fy (4) 021Q Q Q =+ 解得:) cos 1(2) cos 1(20201αα+=+=Q Q Q Q (2) 3 ,该流动满足连续方程02)2(22=--++=∂∂+∂∂x x y u x u y x (2分) ,有角变形 y x u y u y x z 24)(21--=∂∂+∂∂=θ (2分) 数 ,有旋转,所以无势函 42)( 21+-=∂∂-∂∂=y y u x u x y z ω (2分) C y xy y x dy u dx u d x y =-++-=2222流线方程为:ϕ (4) 4 2101/10m v Q A === (1) 断面按水力最佳断面设计,则 6.1)115.1(2)1(222=-+⨯=-+=m m h b (3) m b m h h h h mh b h A 9.28.110)5.16.1()(===+=+= (4) v0 3 3 2 2 00 x y