08年试卷及答案(最新整理)
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2008
一、填空题
1.理想流体是指 忽略了粘滞力的流体
2．某变径管两断面的雷诺数之比为1/4，则其管径之比为 4/1
3.绝对压强是以没有气体分子存在的 当地大气压Pa 为基准算起的压强。
4.流线上各质点的 流速 都与该线相切。
5.均匀流动中沿程水头损失于切应力成 正比 关系
6.沿程直径不变，流量也不变的管道称为 均匀管。
7.孔口自由出流和淹没出流的计算公式相同，各项系数相同，但 H 代表意义 不同。
8.均匀流是流体中质点的 位变 加速度为零的流动。
9石油输送管路的模型试验，要实现动力相似，应选用相似准则是 Fr 弗罗特准则10.明渠水流模型试验，长度比尺为4，模型流速为2m/s 时，则原型中的流速为0.5m/s 二．简答题
11.文字描述牛顿内摩擦定律。
答：流体的内摩擦力与其速度梯度
成正比，与液层的接触面积A 成正比，与流体的性质du
dy
有关 ，而与接触面积的压力无关 即。
du F A
dy
μ=12 写出理想元流的伯努利方程，并说明其物理意义和使用条件。
答：2
2p
u z c
g
γ++=其中z 表示单位重量流体所具有的位能。
表示单位重量流体所具有的压强势能
p
γ
表示单位重量流体所具有的动能，，表示单位重量流体所具有的总势能22u g p z γ+表示单位重量流体所具有的机械能。
2
2p
u z g
γ++
13.简述明渠均匀流发生的条件和特征。
答：明渠均匀流发生的条件：明渠均匀流只能出现在底坡不变，断面形状，尺寸，壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。
明渠均匀流的流线是相互平行的直线，因此具有以下特征：
（1）过水断面的形状，尺寸及水深沿程不变。
（2）过水断面上的流速分布，断面平均流速沿程不变。
（3）总水头线、水面线及渠底线相互平行。
所以，总水头线坡度（水力坡度）J ，
水面线坡度（测压管水头线坡度）J p 和渠道底坡i 彼此相等，即 J= J p =i 。
14.解释渗流模型，并写处均匀渗流和渐变渗流的基本计算公式。
答：渗流模型即为：在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是
由液体质点充满全部渗流区的连续总流流动。
均匀渗流基本公式： Q vA Aki ==v u ki ==渐变渗流的基本公式：，()dh Q Av bhk i ds ==-
(dh v kJ k i ds
==-15.举例说明量纲分析方法。
答 本题见参考书79页，例5-1. （本题出题很不严谨，注意定理的应用下次可能会考）π三．计算题
16.如图所示混凝土海堤，靠海一侧为抛物线曲面.。
水深密度2
0.2z x =3
1025/kg m ρ=试求作用在单位长度海堤上的静水总压力。
解：
设曲面海堤围成的压力体为OAB 如图所示，压力体所受的水平压力，垂直压力x P y P 则有：2
1...15 1.0259.8125.622
x c x h P rh A r h KN ===⨯⨯⨯=
（压力体体积根据面积积分公式求）
167.4y P rV KN ==由于作用在海提上的力于作用在压力体上的力互为作用力与反作用力，故其所受的力
,与水平方向夹角209.3F KN ==arctan 53.1y
x p p
β︒
==17.如图所示，水在变径竖管中从下往上流动，已知 z=0处的直径，通过的流量
(0)0.5d m =，不计粘性作用，为使管流中个断面的压力相同，即，试求竖管
30.9/Q m s =()(0)p z p =的直径于z 的 关系。
()d z 解：
设Z=0 断面为0-0断面，Z=z 断面为1-1断面，则对0-0断面与1-1断面列伯努利方程
………………（1）22
2
00(0)(),222v v p p z v z z r g r g g
-++=++20
v 即z=由连续性方程得2
22
00(0)44(0)d d v d v v v d ππ
⎡⎤==⎢⎥⎣⎦即 (2)
又
(3)
22
44
Q
Q d v v d π
π=
=
即由（1）（2）（3）联立得 22244244
81180.911
(()(0)9.8 3.140.5Q z g d d d
π⨯=-=-⨯ 即
4
10.067(16)z d =-
18.梯形断面渠道，边坡系数，底坡，粗糙系数，设计流量
1.5m =0.0005i =0.025n =。
按水里最优条件设计渠道断面的尺寸。
31.5/Q m s =解：设矩形断面宽为b 高为h
根据水力最有条件设计有)0.61b
m h
==即 b=0.61h
……………………（1）又
……………………（2
）
Q ==而 ……………………（3
）
(),A b mh h b χ=+=+联立（1）（2）（3）得 b=0.61m,
h=1.04m
19 水流通过变截面弯管，若已知弯管的直径，流量
200,150A B d mm d mm ==。
断面A-A 的相对压强，管中心线均在同一水平面上，求固
30.1/Q m s =218/A P kN m =
定此管所需的力（不计水头损失）。
解：
列A-A 断面与B-B 断面伯努利方程
…………（1）222
2
,2222A A B B A A B B A B p v p v p v p v z z r g r g r g r g
++=+++=+
即由连续性方程得 (2)
2
2
2A A B 2B v v v 44V B
A
B
A d d d Q d π
π
⎛⎫=== ⎪⎝⎭
即联立{1}（2）可求出，及 A v B v B p 所选的控制体如图所示，
列X 轴方程 …………（3）A B p p cos A X B A R A θ+=列Y 轴方程
(4)
B p sin X B R A θ=求出，X R y
R 由作用力与反作用力原理得所需力 （由于夹角
没给出，
arctan
y x
R F R θ==θ所以不能给出具体答案）
20 矩形断面棱柱渠道底宽，糙率，底坡由突变为，3b m =0.013n =10.015i =20.0025i =因而出现非均匀流段。
已知流量，试分析非均匀流段的水面曲线。
3
27/Q m s =解
：
由
2.022k h m =
==1111
66
622120102327.0441113 2.022()()75.03(/)
0.0137.044
9.87.044
0.0041
75.033
,,k k k k k k k k k k k k k k k
B b m x b h m
b h C R m s n n x gx i C B i i i i h h h h α∴===+=⨯⨯====⨯∴=
==⨯∴><∴<>根据, A=Bh
x=B+2h 53
23
A
Q X =
12121112
1.23,
2.45,1)1)
3.0622k k
h m h m
h h h h h h h m h ==∴<>==-=>''
1
的共轭水深：h 所以发生的是远驱水跃
水面曲线 见 参考书191页 9-8-3 图 9-32 （a ） (考试时需自己画)（画水面曲线为每年必考题，必须会画）
21. 图示两水池 A.，B 水位差，其间连接一铸铁管，长度，管径，3z m =60l m =200d mm =沿程阻力系数。
弯头局部阻力系数，阀门局部阻力系数。
0.026λ=0.132ζ=弯 2.06ζ=阀求此管中的流量Q 。
以B 池水面为基准面，对A-A 断面与
B-B 断面列伯努利方程
3+ 0 + 0 = 0 + 0 + 0+
(1)
w h 又 = (2)
w h 2
(0.51)2v l d g δδλ
++++弯阀由（1）（2）联立得 2.26/v m s
=
=故
23
0.0714
Q vA d v m π
==
=。
