水力学试题带答案
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水力学考试题及答案解析一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 水力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 动量和能量守恒答案:A解析:连续性方程是流体力学中描述质量守恒的基本方程,它表明在没有质量源或汇的情况下,流体的流量在流经任何截面时都是恒定的。
2. 伯努利方程适用于()。
A. 可压缩流体B. 不可压缩流体C. 静止流体D. 任何流体答案:B解析:伯努利方程适用于不可压缩流体,即流体的密度在流动过程中保持不变。
3. 在流体流动中,雷诺数(Re)是描述流体流动状态的重要参数,它与()无关。
A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流动的速度D. 管道的直径答案:B解析:雷诺数是流体流动状态的无量纲数,它与流体的密度、流动的速度和管道的直径有关,但与流体的粘度无关。
4. 流体在管道中流动时,若管道直径增大,则流速()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:D解析:根据连续性方程,流体的流速与管道的横截面积成反比。
若管道直径增大,而流量保持不变,则流速会减小;若流量增加,则流速可能增大或减小,具体取决于流量的增加程度。
5. 流体的粘性是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的粘性是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体在流动时产生内部摩擦力。
6. 流体的表面张力是由于()。
A. 流体分子间的吸引力B. 流体分子间的排斥力C. 流体分子的热运动D. 流体分子的无规则运动答案:A解析:流体的表面张力是由于流体分子间的吸引力,这种吸引力使得流体的表面具有收缩的趋势。
7. 在流体流动中,若流速增加,则流体的动能()。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:A解析:流体的动能与流速的平方成正比,因此流速增加时,流体的动能也会增加。
8. 流体的压强能是由于()。
水力学简单题库及答案1. 什么是水力学?水力学是研究液体运动规律的科学,主要研究液体在静止和流动状态下的行为。
2. 水力学中的连续性方程是什么?连续性方程是描述液体质量守恒的方程,表达式为:\[ Q_1 = Q_2 \] 其中 \( Q \) 表示流量,即单位时间内流过某一截面的液体体积。
3. 伯努利方程是什么?伯努利方程是描述理想流体在流动过程中能量守恒的方程,表达式为:\[ P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \text{常数} \] 其中 \( P \) 是压力,\( \rho \) 是流体密度,\( v \) 是流速,\( g \) 是重力加速度,\( h \) 是高度。
4. 水头损失有哪些类型?水头损失主要有三种类型:局部损失、沿程损失和入口损失。
5. 什么是雷诺数?雷诺数是一个无量纲数,用于描述流体流动的特性,表达式为:\[ Re = \frac{\rho v L}{\mu} \] 其中 \( \rho \) 是流体密度,\( v \) 是流速,\( L \) 是特征长度,\( \mu \) 是流体的动态粘度。
6. 什么是管道的流量系数?管道的流量系数是一个无量纲系数,用于描述管道在给定的压差下流量的能力,表达式为:\[ C_v = \frac{Q}{\sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}} \]7. 什么是水力梯度线?水力梯度线是表示管道或渠道中不同位置的水头变化的曲线,通常用于分析管道或渠道的水力特性。
8. 什么是临界流速?临界流速是指流体在管道中流动时,从层流过渡到湍流的临界状态的流速。
9. 什么是水力半径?水力半径是描述管道或渠道截面特性的参数,定义为截面面积与湿周的比值。
10. 什么是水力坡度?水力坡度是表示管道或渠道中水流能量变化的参数,定义为单位长度的水头损失。
11. 如何计算管道的沿程损失?管道的沿程损失可以通过达西-韦斯巴赫公式计算:\[ h_f =\frac{f L Q^2}{2.5 g A^2} \] 其中 \( h_f \) 是沿程水头损失,\( f \) 是摩擦系数,\( L \) 是管道长度,\( Q \) 是流量,\( g \) 是重力加速度,\( A \) 是管道横截面积。
(完整版)水力学考试试题与答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 水力学研究的流体是()A. 气体B. 液体C. 气体和液体D. 气体、液体和固体答案:B2. 下列哪个物理量不是流体的基本参数()A. 密度B. 压力C. 温度D. 粘度答案:C3. 流体的连续性方程表示()A. 质量守恒B. 动量守恒C. 能量守恒D. 热量守恒答案:A4. 下列哪种流动是稳定的()A. 紊流B. 层流C. 湍流D. 非稳定流答案:B5. 下列哪个方程描述了理想流体的运动()A. 柏努利方程B. 连续性方程C. 纳维-斯托克斯方程D. 能量方程答案:A6. 在不可压缩流体中,下列哪个因素对流体流动的影响最小()A. 压力B. 速度C. 密度D. 粘度答案:C7. 下列哪个方程描述了流体静力学问题()A. 柏努利方程B. 连续性方程C. 流体静力学方程D. 纳维-斯托克斯方程答案:C8. 下列哪个因素会影响流体的摩擦阻力()A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的速度D. 流体的温度答案:B9. 在管道流动中,下列哪个因素不会影响压力损失()A. 管道长度B. 管道直径C. 流体的粘度D. 流体的温度答案:D10. 下列哪个因素会影响流体的湍流流动()A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的速度D. 流体的温度答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 流体的连续性方程表示__________。
答案:质量守恒2. 在不可压缩流体中,柏努利方程可以表示为__________。
答案:流速与压力的关系3. 流体的摩擦阻力与__________、__________和__________有关。
答案:流体的粘度、流速、管道粗糙度4. 层流与湍流的区别在于__________。
答案:流线是否规则5. 流体的静压力分布满足__________。
答案:流体静力学方程6. 在管道流动中,压力损失与__________、__________和__________有关。
水力学考试题库及答案一、选择题1. 水力学研究的流体是()A. 液体B. 气体C. 液体和气体D. 固体和液体答案:C2. 下列哪个物理量不是流体运动的描述参数?()A. 流速B. 压强C. 密度D. 温度答案:D3. 在流体运动中,下列哪个现象属于有旋流动?()A. 匀速直线流动B. 圆周流动C. 螺旋流动D. 无旋流动答案:C4. 下列哪种情况下,流体的伯努利方程不成立?()A. 稳定流动B. 不可压缩流体C. 流体沿流线运动D. 流体受到外力作用答案:D二、填空题1. 流体的连续性方程是______。
答案:质量守恒方程2. 流体的伯努利方程是______。
答案:能量守恒方程3. 流体运动的拉格朗日法和欧拉法分别描述了______和______。
答案:流体质点的运动;流场的变化4. 在流体的层流运动中,流线呈______状。
答案:层状三、判断题1. 流体运动的连续性方程和质量守恒方程是同一个方程。
()答案:正确2. 流体的伯努利方程适用于可压缩流体。
()答案:错误3. 流体的湍流运动是无序的,无法用数学方程描述。
()答案:错误4. 流体的粘性系数随温度的升高而增大。
()答案:正确四、计算题1. 已知某管道中水的流速为2m/s,管道截面积为0.05m²,求水的流量。
答案:流量Q = 2m/s × 0.05m² = 0.1m³/s2. 一管道中水的流速为3m/s,管道直径为0.1m,求管道中水的体积流量。
答案:体积流量Q = 3m/s × π × (0.1m/2)²= 0.02355m³/s3. 一水平管道中水的流速为2m/s,管道直径为0.2m,求管道中的压力损失。
答案:压力损失Δp = (1/2)ρv² = (1/2) × 1000kg/m³ × (2m/s)² = 2000Pa4. 一流体在管道中作等速流动,已知流体的密度为1000kg/m³,流速为4m/s,管道截面积为0.1m²,求管道中的压力。
水力学考试题及答案解析一、选择题1. 下列哪项不是水力学研究的范畴?A. 流体静力学B. 流体动力学C. 流体热力学D. 流体声学答案:C解析:水力学主要研究流体的运动规律,包括流体静力学和流体动力学。
流体热力学和流体声学虽然与流体有关,但不属于水力学的研究范畴。
2. 根据连续性方程,下列哪项描述是错误的?A. 流量在管道中是恒定的B. 管道截面增大,流速减小C. 管道截面缩小,流速增大D. 流量与管道截面无关答案:D解析:连续性方程表明,在没有质量损失或增益的情况下,流体通过管道的流量是恒定的。
因此,流量与管道截面和流速有关,管道截面增大时流速减小,管道截面缩小时流速增大。
二、填空题1. 伯努利方程描述了流体在流动过程中的能量守恒,其方程式为:__________。
答案:P + ρgh + (1/2)ρv^2 = 常数解析:伯努利方程是描述流体在无粘性、不可压缩流动中的能量守恒关系,其中P表示压力能,ρgh表示重力势能,(1/2)ρv^2表示动能。
2. 流体的粘性系数μ与流体的__________有关。
答案:温度解析:流体的粘性系数μ与流体的温度有关,一般情况下,流体的温度升高,其粘性系数会降低。
三、计算题1. 已知一圆形管道,直径为0.5m,水的流速为2m/s,求管道的流量。
答案:Q = π(0.25)^2 * 2 = 0.628m³/s解析:根据流量公式Q = A * v,其中A为管道截面积,v为流速。
圆形管道的截面积A = πr²,r为管道半径,即直径的一半。
2. 已知一水塔高10m,水的密度为1000kg/m³,求水塔底部的压力。
答案:P = ρgh = 1000 * 9.81 * 10 = 98100Pa解析:根据流体静力学基本方程P = ρgh,其中ρ为水的密度,g为重力加速度,h为水塔的高度。
四、简答题1. 请简述雷诺数的定义及其在流体力学中的意义。
水力学及水能计算试题含答案一、单选题(共20题,每题1分,共20分)1、入库洪水过程线较坝址洪水过程线()A、峰值变小、推后出现B、峰值相同、同时出现C、峰值变大、提前出现D、峰值变小、提前出现正确答案:C2、防洪限制水位是指( )。
A、汛期,水库兴利允许达到的最高水位B、遇任何频率洪水时,水库正常运用前达到的最高水位C、遇大坝设计标准洪水时,水库正常运用达到的最高水位D、遇下游防护对象设计标准洪水时,水库正常运用达到的最高水位正确答案:A3、某闭合流域多年平均降水量为950mm,多年平均径流深为450mm,则多年平均年蒸发量为()。
A、450mmB、1400mmC、500mmD、950mm正确答案:C4、我国计算日平均水位的日分界为()。
A、0~24B、12~12C、08~08D、20~20正确答案:A5、当一日内水位变化不大时,计算日平均水位应采用()。
A、加权平均B、几何平均法C、算术平均法D、面积包围法正确答案:C6、校核洪水位以下的库容称()。
A、防洪库容B、总库容C、共用库容D、兴利库容正确答案:C7、水位是指河流或其他水体的( )相对于某一固定基面的高程。
A、中部B、水下某点C、自由水面D、底面正确答案:C8、典型洪水同频率放大的次序是()。
A、峰、长历时洪量、短历时洪量B、短历时洪量、长历时洪量、峰C、短历时洪量、峰、长历时洪量D、峰、短历时洪量、长历时洪量正确答案:D9、P=95%的枯水年,其重现期T等于()年。
A、95B、20C、5D、50正确答案:B10、对放大后的设计洪水进行修匀是依据()A、过程线与典型洪水相似B、过程线光滑C、水量平衡D、典型洪水过程线的变化趋势正确答案:C11、水库在设计枯水年份不完全调节(季调节)的运用条件是()。
A、W来>W用B、W来<W用C、W来=W用D、W来≥W用正确答案:A12、水电站水库()是水电站参数中最重要也是影响最大的一个参数。
水力学考研试题及答案一、选择题1. 下列关于流体静力学的描述,错误的是()。
A. 流体静压力与深度成正比B. 流体静压力与密度成正比C. 流体静压力与重力加速度成正比D. 流体静压力与流体的流动状态无关答案:D2. 在不可压缩流体中,连续性方程表明()。
A. 流速与管道截面积成反比B. 流速与管道截面积成正比C. 流速与管道截面积无关D. 流速与管道截面积无关,但与流体的密度有关答案:A二、填空题1. 根据伯努利方程,流体在流动过程中,其总能量包括______、______和______。
答案:动能、势能、压力能2. 流体力学中,雷诺数是用来判断流体流动状态的无量纲数,其表达式为Re = _______。
答案:Re = (ρVD) / μ三、简答题1. 简述流体动力学中,什么是临界雷诺数,并说明其对流体流动的影响。
答案:临界雷诺数是指流体流动状态从层流转变为湍流的雷诺数值。
当雷诺数小于临界雷诺数时,流体流动为层流,流动平稳且有序;当雷诺数大于临界雷诺数时,流体流动为湍流,流动混乱且无序。
2. 描述流体力学中的连续性方程,并解释其物理意义。
答案:连续性方程是流体力学中描述质量守恒的方程,表达式为A1v1 = A2v2,其中A1和A2分别为管道的截面积,v1和v2分别为流体在管道中的流速。
其物理意义是流体在管道中流动时,单位时间内通过任一截面的质量是恒定的,即流量守恒。
四、计算题1. 已知一水平管道中,流体的流速为2m/s,管道直径为0.5m,求流体的流量。
答案:流量Q = A * v = π * (0.5/2)^2 * 2 = 0.19635 m³/s2. 某水塔的高度为10m,水塔底部与地面的压强差为980Pa,求水塔顶部的压强。
答案:设地面压强为P0,水塔顶部压强为P,则P = P0 - ρgh = P0 - 980Pa。
假设地面压强为1.01×10^5 Pa,则P = 1.01×10^5 - 980 = 9.9912×10^4 Pa。
(最新完整版)水力学试题带答案一、选择题(每题10分,共40分)1. 在流体静力学中,下列哪个物理量是流体平衡的充分必要条件?A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 流体的压力D. 流体的速度答案:C2. 下列哪个方程描述了流体运动的连续性方程?A. 纳维-斯托克斯方程B. 伯努利方程C. 连续性方程D. 能量方程答案:C3. 在理想流体中,下列哪个现象是不可能发生的?A. 流线B. 旋涡C. 涡旋D. 涡街答案:B4. 当流体在管道中流动时,下列哪个因素会导致流体压力降低?A. 流速增加B. 流速降低C. 流体温度升高D. 流体温度降低答案:A二、填空题(每题10分,共40分)1. 流体力学的基本假设之一是______。
答案:连续性假设2. 在流体力学中,流体的粘度表示流体的______。
答案:内摩擦力3. 在伯努利方程中,流速与压力的关系是______。
答案:流速越大,压力越小4. 流体在管道中流动时,管道截面积减小,流速______,压力______。
答案:增大,减小三、判断题(每题10分,共30分)1. 流体静力学是研究流体运动规律的学科。
()答案:错误2. 流体的密度与流体的温度有关。
()答案:正确3. 在理想流体中,涡旋是不可能发生的。
()答案:正确四、计算题(共30分)1. (20分)一水平管道直径为200mm,管道中流速为2m/s,流体密度为1000kg/m³,求管道中的压力差。
解题过程:由连续性方程可知,流速与管道截面积成反比。
设管道截面积为S,流速为v,则有:S1v1 = S2v2其中,S1为管道入口截面积,v1为管道入口流速;S2为管道出口截面积,v2为管道出口流速。
将已知数据代入上式,得:π(0.1)² × 2 = π(0.1)² × v2解得:v2 = 4m/s由伯努利方程可知:p1 + 1/2ρv1² = p2 + 1/2ρv2²将已知数据代入上式,得:p1 + 1/2 × 1000 × 2² = p2 + 1/2 × 1000× 4²解得:p1 - p2 = 2000Pa2. (10分)一水池中水位高度为10m,求水池底部的压力。
水力学期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 流体力学中,流体的连续性方程描述的是()。
A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 热量守恒答案:A2. 在理想流体中,下列哪项特性是不存在的?()A. 粘性B. 可压缩性C. 惯性D. 重力答案:A3. 根据伯努利方程,流体在管道中流动时,流速增加时,压力会()。
A. 增加B. 减少C. 保持不变D. 先增加后减少答案:B4. 流体静力学中,液体静压力与深度的关系是()。
A. 与深度无关B. 与深度成正比C. 与深度成反比D. 与深度的平方成正比答案:B5. 流体动力学中,雷诺数是用来描述流体流动的()。
A. 粘性效应B. 惯性效应C. 压缩性效应D. 重力效应答案:A6. 流体通过孔板时,孔板的直径越小,流体的流速()。
A. 越大B. 越小C. 不变D. 先增大后减小答案:A7. 流体力学中的欧拉方程描述的是()。
A. 流体的静力平衡B. 流体的动力学平衡C. 流体的热力学平衡D. 流体的化学反应答案:B8. 在流体力学中,流体的粘性系数是一个()。
A. 常数B. 变量C. 函数D. 向量答案:B9. 流体力学中的纳维-斯托克斯方程是用来描述()。
A. 流体的静力平衡B. 流体的动力学平衡C. 流体的热力学平衡D. 流体的化学反应答案:B10. 流体力学中,流体的密度与温度的关系是()。
A. 与温度无关B. 与温度成正比C. 与温度成反比D. 先成正比后成反比答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 流体力学中的连续性方程可以表示为:_______。
答案:\( \frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot(\rho \mathbf{u}) = 0 \)2. 流体力学中,雷诺数的表达式为:_______。
答案:\( Re = \frac{\rho v L}{\mu} \)3. 流体力学中,伯努利方程可以表示为:_______。
水力学考试试题与答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 水力学是研究流体()的科学。
A. 静力学性质B. 动力学性质C. 机械性质D. 热力学性质答案:C2. 在流体静力学中,下列哪项是错误的?()A. 流体的压力在各方向相等B. 流体的压力随深度增加而增加C. 流体内部的压力与外界压力无关D. 流体的压力与流体的密度无关答案:C3. 下列哪种流体是牛顿流体?()A. 水泥浆B. 糖浆C. 油脂D. 沙浆答案:C4. 流体力学中,下列哪个方程描述了流体的连续性?()A. 牛顿第二定律B. 能量方程C. 连续性方程D. 动量方程答案:C5. 下列哪个方程描述了流体在流动过程中的能量守恒?()A. 牛顿第二定律B. 能量方程C. 连续性方程D. 动量方程答案:B6. 在管道流动中,下列哪个因素不会影响流体的流动状态?()A. 流体的密度B. 流体的粘度C. 管道的粗糙度D. 管道的直径答案:D7. 下列哪种流动状态是层流?()A. 雷诺数Re < 2000B. 雷诺数Re = 2000C. 雷诺数Re > 2000D. 雷诺数Re = 4000答案:A8. 在管道流动中,下列哪个因素会导致压力损失?()A. 管道直径B. 管道长度C. 流体粘度D. 所有以上因素答案:D9. 下列哪个方程描述了流体在流动过程中的动量守恒?()A. 牛顿第二定律B. 能量方程C. 连续性方程D. 动量方程答案:D10. 下列哪种泵是离心泵?()A. 柱塞泵B. 螺杆泵C. 涡轮泵D. 齿轮泵答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 流体力学的基本方程包括______、______和______。
答案:连续性方程、能量方程、动量方程2. 流体的压力单位是______,符号是______。
答案:帕斯卡(Pa),P3. 流体的粘度单位是______,符号是______。
答案:帕·秒(Pa·s),μ4. 流体的密度单位是______,符号是______。
水力学模拟试题及答案1、选择题:(每小题2分)(1)在水力学中,单位质量力是指()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。
答案:c(2)在平衡液体中,质量力与等压面()a、重合;b、平行c、相交;d、正交。
答案:d(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案:b(4)水力学中的一维流动是指()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。
答案:d(5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=()a、8;b、4;c、2;d、1。
答案:b(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a、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区答案:c(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a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m答案:c(8)在明渠中不可以发生的流动是()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。
答案:c(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
答案:b(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a、缓流;b、急流;c、临界流;答案:b(11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H()成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方答案:d(12)渗流研究的对象是()的运动规律。
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
答案:a(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰答案:b(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a、1米,λQ =1000;b、10米,λQ =100;c、1米,λQ =100000;d、10米,λQ=100000。
答案:d2、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。
()答案:错误(2)水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
()答案:错误(3)水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
()答案:错误(4)粘滞性是液体产生水头损失的因。
()答案:正确(5)同样条件下直接水击比间接水击更不安全。
()答案:正确(6)在正坡非棱柱渠道可以形成均匀流。
()答案:错误(7)矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。
()答案:正确(8)断面比能沿流程总是减小的。
()答案:错误(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。
()答案:错误(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。
( ) 答案:正确3、填空题:(每小题2 ~4分)(1)牛顿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h⎽⎽⎽⎽h k,弗汝德数Fr⎽⎽⎽⎽⎽1。
(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T s<水击相长T r的水击,称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽水击,把T s > T r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h c的共轭水深h’’⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽h t(h t为下游河道的水深,填写<、=、>符号)c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v m= o.8m/s,则原型中对应点的流速为v p=⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽m/s 。
答案:4m/s 。
4、问答题:(每小题3 ~4分)(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。
(3)简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。
答案:通过尼古拉兹实验可以发现:在层流中λ仅是雷诺数Re 的函数并与Re 成反比;在层流到紊流过渡区,λ仅是Re 的函数;在紊流光滑区λ=f 1(Re ); 过渡区λ=f 2(Re , );粗糙区λ=f 3( ),紊流粗糙区又称为阻力平方区。
(4)为什么舍齐公式 只适用于阻力平方区?答案:舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式,自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区,因此该公式只适用于紊流阻力平方区。
(5)流动相似的含义是什么?答案:流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。
其中几何相似是前提,动力相似是保证,才能实现流动相似。
(6)从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。
答案:均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变,但水流运动总要消耗能量,因此从能量方程来分析,只能消耗位能来克服水流阻力。
所以均匀流只能产生在正坡渠道中。
(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。
(8)在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别?答案:达西定律适用于任一点的渗流流速u =kJ ,其适用于恒定均匀层流渗流;而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流,同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v = kJ 。
5、作图题:(1) 定性绘出图示管道(短管)的总水头线和测压管水头线。
(5分)R ∆R∆i R C v =解:(2)定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称及流态。
(各渠段均程水力摩擦系数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,对上下游渠道的计算断面建立能量方程 gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ (5分) 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.02.0=++⨯===∑ξχ, m AR 将参数代入上式计算,可以求解得到 /s m , m/s 3662.216.4===∴vA Q v (5分)即倒虹吸管通过的流量为2.662m 3/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 =5.5 m 。
由水箱至喷嘴的水头损失h w = 0.5m 。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N /cm 2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R ,行近流速v 0=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1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程H v g ++=+++000020522. (5分) 求得喷嘴出口流速和流量为 v g 22599=⨯=.m ss m 3000314.022==A v Q (1.5分)橡胶管道的流速为s m 706.033==A Q v (1分)对于喷嘴建立x)(3233x x v v Q R A p -=-ρβ79.187)(3233=--=v v Q A p R ρN (6.5分)水流对喷嘴冲击力为 '=-R R 即为手握喷嘴所需之力。
(1分)(3) 有一梯形渠道,底宽 b =10 m ,水深 h = 3 m ,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 A bh mh =+=239m 2 (1.5分)湿周 49.18122=++=h m b x m (1.5分)水力半径 R A x==211. m (1分) 舍齐系数 s /m 90.8012161==R n C (2分) 通过的流量 Q = AC (R i )0.5 = 144.93 m 3/s (3分)(4)某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。
已知渠宽B =18m ,流量Q =265m 3/s ,坝下收缩断面处水深h c =1.1m ,当坝下游水深h t =4.7m 时,问: ( 12分)1)坝下游是否发生水跃? (4分)2)如发生水跃,属于何种形式的水跃? (4分)3) 是否需要修建消能工?若需要修建消能工,估算消力池深。
(4分) 解:1)计算临界水深h k ,判断收缩断面和下游水流流态,q = Q/B =265/18 =14.72 m 3/sm81.28.972.143232===g q h k αm 因为收缩断面水深 h c =1.1 m h k 为急流,下游水深h t =4.7m > h k 为缓流, 所以溢流坝下游必定发生水跃。
2)计算收缩断面处水深h c 的共軛水深h c "h c "=)181(232-+cc gh q h=)11.18.972.1481(21.132-⨯⨯+⨯ =5.81m因为 h c " > h t ,该水跃为远驱水跃。