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水力学（水动力学基础）-试卷4(总分：68.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)1.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.在平面流动中，两条流线的流函数之差等于。
( )（分数：2.00）A.两条流线间的切应力差B.两条流线间的压强之差C.两条流线间的流速差D.两条流线间的单宽流量√解析：3.液体作有势运动时______。
( )（分数：2.00）A.作用于液体的力必须是有势的B.液体的角变形速度为零C.液体的旋转角速度为零√D.液体沿流向的压强梯度为零解析：4.伯努力积分的应用条件______。
( )（分数：2.00）A.理想不可压流体，质量力有势，非恒定无旋流动B.不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动C.理想不可压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线√D.理想不可压流体，质量力有势，非恒定流动，沿同一流线解析：5.理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时________。
( )（分数：2.00）A.√B.C.D.解析：二、填空题(总题数：19，分数：38.00)6.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：7.恒定总流能量方程中，h ω的能量意义是_____。
它的量纲是_______.（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(单位重量液体所损失的总能量、L)。
水力学（水动力学基础）-试卷1(总分：70.00，做题时间：90分钟)一、计算题(总题数：25，分数：50.00)1.M(3，0，2)在t=1时的加速度。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案： a x | M,t=2+2 × 0×(6+2 × 3 × 0+1 2 )-2 × 3(3 ×0+10 × 1)=一58 同理 a y | M,t =一10，a z | M,t =0，)解析：2.图3—9所示收缩管段长l=60cm，管径D=30cm，d=15cm，通过流量Q=0．3m 3／s。
如果逐渐关闭闸门，使流量线性减小，在30s内流量减为零。
求在关闭闸门的第10秒时，A点的加速度和B点的加速度(假设断面上流速均匀分布)。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：流量线性减小，管中流量随时间变化的表达式为对于A点所在的均匀流管段，管内流速为对于B)解析：3.（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：流线为圆心在原点的同心圆，恒定流迹线与流线重合。
y 2一3x 2y=c 恒定流流线与迹线重合。
)解析：4.已知流体的速度分布为u x =1一y，u y =t。
求t=1时过(0，0)点的流线及t=0时位于(0，0)点的质点轨迹。
水力学（水动力学基础）-试卷2(总分：70.00，做题时间：90分钟)一、计算题(总题数：35，分数：70.00)1.有一水平放置的管道(图3—56)。
管径d 1=10cm，d 2=5cm。
管中流量Q=10L／s。
断面1处测管高度H=2m。
不计管道收缩段的水头损失。
取动能校正系数均为1。
求水流作用于收缩段管壁上的力。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：2.如图3—57所示，有一倾斜放置的管道，管径由d 1 =10cm，突然扩大至d 2 =20cm。
试验时测得测压管1和测压管2中的水位差为0．3m。
求管道流量Q[取动能校正系数为1，突然扩大局部水头损失系数ξ=(A2／A 1一1) 2，A1、A 2分别为小管和大管的断面面积，ξ为对应于大管的流速]。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：3.从水箱下部引一管道，管道水平段上有一收缩段。
从收缩段引出的玻璃管插入容器A的水中(图3—58)。
已知管径d 1 =4cm，收缩段直径d 2 =3cm。
水箱至收缩段的水头损失h ω1 =3v 2／2g，收缩段至管道出口的水头损失h ω2 =v 2／2g(v为管道流速)。
当水流通过管道流出时，玻璃管中水柱高h=0．35m，求作用水头H(取动校正系数为1)。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：()解析：4.图3—59所示为铅直放置的一文丘里管。
第三章 水动力学基础
3-1 某管道如图示，已知过水断面上流速分布为⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫
⎝⎛-=2
01r r u u
m a x
，m a x u 为管轴
线处的最大流速，0r 为圆管半径，u 是距管轴线r 点处的流速。
试求断面平均流速V 。
3-2 有一倾斜放置的渐粗管如图示，A －A 与B －B 两个过水断面形心点的高差为1.0m 。
A －A 断面管径mm d A 150=， 形心点压强2568m KN p A .=。
B －B 断面管径mm d B 300=,形心点压强258m KN p B =，断面平均流速s m V B 51.=，试求：⑴ 管中
水流的方向；⑵两断面之间的能量损失；⑶ 通过管道的流量。
题3-1图 题3-2图
3-3 图示为一管路突然缩小的流段。
由测压管测得1－1断面压强水头
m p 011
.=γ
,已
知1－1、2－2过水断面面积分别为21030m A .=，22010m A .=，形心点位置高度m Z 521.=, m Z 022.=，管中通过流量Q=20 L/s ，两断面间水头损失g
V h w 23
02
2
.=。
试
求2－2断面的压强水头及测压管水头，并标注在图上。
3-4 图示一矩形断面平底渠道。
宽度B=2.7m ，河床在某处抬高m Z 30.=∆，若抬高前的水深H=2.0m ，抬高后水面跌落m Z 20.=∆，不计水头损失，求渠道中通过的流量Q 。
3-5 水轮机的锥形尾水管如图示。
已知A －A 断面的直径mm d A 600=，断面平均流速s m V A 5=。
出口B －B 断面的直径mm d B 900=，由A 到B 的水头损失g
V h A
w 2202
.=。
试
求当m Z 5=时，A －A 断面的直空度。
3-6 某虹吸管从水池取水，如图所示。
已知虹吸管直径mm d 150=，出口在大气中。
水池面积很大且水位保持不变，其余尺寸如图所示，不计能量损失。
试求：⑴ 通过虹吸管的流量Q ；⑵ 图中A 、B 、C 各点的动水压强；⑶ 如果考虑能量损失，定性分析流量Q 如何变化。
3-7 水箱侧壁接一段水平管道，水由管道未端流入大气。
在喉管处接一段铅垂向下的细管，下端插入另一个敞口的盛水容器中，如图所示。
水箱面积很大，水位H 保持不变，喉管直径为2d ，管道直径为d ，若不计水头损失，问当管径之比2
d d 为何值时，容器中的水
将沿细管上升到h 高度。
3-8 测定水泵扬程的装置如图所示。
已知水泵吸水管直径mm d 2001=，水泵进口真空表读数为4m 水柱。
压水管直径mm d 1502=，水泵出口压力表读数为2at(工程大气压1at=98000Pa)，1－1、2-2两断面之间的位置高差m Z 50.=∆，若不计水头损失,测得流量s m
Q 3
060.=，水泵的效率80.=η。
试求水泵的扬程P H 及轴功率P N 。
3-9 某泵站的吸水管路如图所示，已知管径mm d 150=，流量s L Q 40=，水头损失（包括进口）m h w 01.=，若限制水泵进口前A －A 断面的真空值不超过7m 水柱，试确定水泵的最大安装高程。
3-10 图示为一水平安装的文丘里流量计。
已知管道1－1断面压强水头
m p 111
.=γ
，
管径mm d 1501=， 喉管2－2断面压强水头
m p 402
.=γ
， 管径mm d 1002=, 水头损失
g
V h w 23
02
1
.=。
试求：⑴ 通过管道的流量Q ；⑵ 该文丘里流量计的流量系数μ。
3-11 图示一倾斜安装的文丘里流量计。
管轴线与水平面的夹角为α，已知管道直径mm d 1501=，喉管直径mm d 1002=，测得水银压差计的液面差cm h 20=∆，不计水头
损失。
试求：⑴ 通过管道的流量Q ；⑵ 若改变倾斜角度α值，当其它条件均不改变时，问流量Q 是否变化，为什么?
3-12 某管路系统与水箱连接，如图所示。
管路由两段组成，其过水断面面积分别为
2
1040m A .=，2
2030m A .=，管道出口与水箱水面高差H=4m ，出口水流流入大气。
若
水箱容积很大，水位保持不变，当不计水头损失时，试求：⑴ 出口断面平均流速V 2，⑵ 绘制管路系统的总水头线及测压管水头线，⑶ 说明是否存在真空区域。
3-13 水箱中的水体经扩散短管流入大气中，如图所示。
若1－1过水断面直径mm d 1001=，形心点绝对压强2
1239m KN p .=，出口断面直径mm d 1502=，不计能
量损失，求作用水头H 。
3-14 在矩形平底渠道中设平板闸门，如图所示。
已知闸门与渠道同宽m B 3=，闸前水深H=4.5m ，当流量s m Q 337=时，闸孔下游收缩断面水深m h c 61.=，不计渠底摩擦阻力。
试求水流作用于闸门上的水平推力。
3-15 水流经变直径弯管从A 管流入B 管，管轴线均位于同一水平面内，弯管转角︒=45α，如图所示。
已知A 管直径mm d A 250=，A －A 断面形心点相对压强
2
150m KN p A =，B 管直径mm d B 200=，流量s m
Q 3
10.=，若不计水头损失，试求
水流对弯管的作用力。
3-16 某压力输水管道的渐变段由镇墩固定，管道水平放置，管径由mm d 15001= 渐缩到mm d 10002=，如图所示。
若1－1过水断面形心点相对压强2
1392m KN p =，通过的流量s m
Q 3
81.=。
不计水头损失，试确定镇墩所受的轴向推力。
如果考虑水头损
失，其轴向推力是否改变?
3-17 有一水平射流从喷嘴射出，冲击在相距很近的一块光滑平板上，平板与水平面
的夹角为α，如图所示。
已知喷嘴出口流速V 1，射流流量Q 1，若不计能量损失和重力的作用，试求：⑴ 分流后的流量分配，即
1
2Q Q 和
1
3Q Q 各为多少；⑵ 射流对平板的冲击力。
3-18 如图所示为一四通分叉管，其管轴线均位于同一水平面内。
水流从1－1、3－3断面流入，流量分别为Q 1和Q 3，形心点相对压强为p 1和p 3,水流从2－2断面流入大气中，其余尺寸如图所示，试确定水流对叉管的作用力。
3-19 根据习题3-1的已知条件，求过水断面上的动能修正系数α及动量修正系数β值。
3-20 水箱侧壁开有圆形薄壁孔口，如图所示。
影响收缩断面平均流速υc 的因素有：孔口水头H ，孔口直径d ，液体密度ρ，动力黏滞系数μ，重力加速度g 及表面张力系数σ。
试用量纲分析推求流速v c 的表达式。
3-21 圆球在实际液体中做匀速直线运动。
已知圆球所受的阻力F 与液体的密度ρ、动力黏滞系数μ、圆球与液体的相对速度υ、圆球的直径d 有关，试用量纲分析法推求阻力F 的表达式。
3-22 文丘里管如图所示。
已知影响喉管处流速υ2的主要因素有：文丘里管进口前管道直径d 1，喉管直径d 2，液体密度ρ，动力黏滞系数μ，过水断面1-1与2-2之间的压强差△p 。
试用量纲分析法推求文丘里管的流量表达式。
