川大学水力学.docx

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川大学水力学

一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）

（本大题分15小题，每小题1分，共15分）

1、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。

（）

2、相对压强可以大于、等于或小于零。

（）

3、重力与其它质量力同时作用时，等压面为水平面。

（）

4、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。

（）

5、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。

（）

6、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度

。

（）

7、谢才系数C的单位是m。

（）

8、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。

（）

9、局部水头损失系数可用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。

（）

10、总流连续方程

对恒定流和非恒定流均适用。

（）

11、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。

（）

12、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。

（）

13、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。

（）

14、液体流动时流线相互平行，该流动一定为均匀流动。

（）

15、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。

（）

二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

（本大题分8小题，每小题2分，共16分）

1、静止液体中同一点各方向的压强（）

（1）数值相等；

（2）数值不等；

（3）仅水平方向数值相等；（4）铅直方向数值最大。

2、公式

不能用于（）

（1）均匀流；

（2）急变流；

（3）明渠流；（4）管流。

3、图示为两种液体盛于容器中、且密度

＞

，则A、B两测压管中的液面必为（）

（1）B管高于A管；

（2）A管高于B管；（3）AB两管同高。

4、图示两管道的管长L、管径d、流量q及水温均相同，但测压管水面差h1>h2，则两管糙率n1与n2的关系为（）

（1）n1＞n2；

（2）n1＜n2；

（3）n1=n2；（4）无法确定。

5、图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，则阀门所受静水总压力为（）

（1）

；

（2）

；（3）

；（4）

6、在图示并联管道中，当流量

时，则管段1和管段2的水头损失

与

的关系是（）

（1）

＞

（2）

＜

（3）

＝

（4）无法确定

7、长度L＝1000m的有压管道。

发生水击时的水击波速a＝1000m/s，则水击相长为（）

（1）

（2）（3）（4）

8、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是（）

（1）相交

（2）正交（3）共轭（4）斜交

三、填空题（在空格中填写正确答案）

（本大题分5小题，共10分）

1、在流中，流线不随时间变化，流线与线相重合。

2、薄平板顺流放置时，其阻力以阻力为主。

薄平板垂直于流向放置时，其阻力以为主。

3、运动要素随而变化的液流称为非恒定流。

4、作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有，质量力有。

5、渗流系数k与有关，它的物理意义是。

四、作图题（在题图上绘出正确答案）

（本大题分4小题，每小题6分，共24分）

1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

2、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。

3、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。

4、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线。

（各渠段均充分长，各段糙率相同）

五、根据题目要求解答下列各题

（本大题共4小题，总计35分）

1、（本小题8分）

某输水管道直径d＝100mm，已知水的运动粘度

，沿程水头损失系数

，流程L＝10m的水头损失

，求管壁处切应力

，并判别流动是层流还是紊流。

2、（本小题11分）

从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。

橡胶管直径D＝，喷嘴出口直径d=。

水头H＝。

由水箱至喷嘴的水头损失hw＝。

用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p＝cm2。

如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？

（行近流速v0≈0，取动能校正系数均为1）

3、（本小题8分）

已知某流场的流速势为

式中a为常数，试求

（1）ux及uy

（2）流函数方程

4、（本小题8分）

有一铸铁管，直径D＝200mm，管壁厚度

，管道末端阀门全开时管中流速v0=s。

当管道末端阀门瞬时完全关闭，求水击压强。

已知铸铁管弹性系数E=×1010N/m2，水的弹性系数K＝×108N/m2。

（8分）

一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）

（本大题分15小题，每小题1分，共15分）

1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。

（）

2、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。

（）

3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。

（）

4、谢才系数C的单位是m。

（）

5、在原条件保持不变的情况下，增加并联支管的条数，可以增大输水总流量。

（）

6、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。

（）

7、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。

（）

8、对于实用堰与宽顶堰，只要下游水位不超过堰顶时，就一定是自由出流。

（）

9、阻力平方区的沿程水头损失系数

与断面平均流速v的平方成正比。

（）

10、渗流中模型流速与真实流速数值相等。

（）

11、在管道水力计算中，所谓“长管”就是说管很长，所谓“短管”就是管道很

短。

（）

12、均匀流中只考虑沿程水头损失；渐变流中只考虑局部水头损失。

（）

13、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。

（）

14、并联长管道各管段的流量一定不相等。

（）

15、不可压缩液体连续性微分方程

只适用于恒定流。

（）

二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

（本大题分8小题，每小题2分，共16分）

1、理想液体是（）

（1）粘性大的液体；

（2）服从牛顿内摩擦定律的液体；

（3）没有粘性的液体；（4）具有粘性的不可压缩液体。

2、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为

pa和pb。

若两容器内水深相等，则pa和pb的关系为（）

（1）pa＞pb；

（2）pa＜pb;

（3）pa=pb；（4）无法确定。

3、静水压力的方向（）

（1）与受力面平行；

（2）与受力面斜交；

（3）与受力面外法线方向一致；（4）与受力面内法线方向一致。

4、平底棱柱形明渠的水跃函数

与

的关系是（）

（1）

＝

（2）

＞

（3）

＜

（4）无法确定

5、缓坡上发生均匀流必定是（）

（1）缓流

（2）缓变流（3）急流（4）临界流

6、有一薄壁圆形孔口。

已知孔口直径d＝10cm，则属于小孔口出流的相应水头为（）

（1）

（2）（3）（4）

7、宽顶堰流量系数m的最大值为（）

（1）

（2）（3）（4）

8、流函数

（1）在等势面上为常量

（2）只有无旋流动中才存在

（3）沿流线为常量（4）表达了速度与压强的关系

三、填空题（在空格中填写正确答案）

（本大题分4小题，每空1分，共10分）

1、液体不能保持固定的形状，但能保持固定的。

2、液体微团运动的基本形式可分为三种，即。

与刚体运动相比，不同之处在于刚体不存在。

3、渗流系数k的单位是，它与有关。

4、水在土壤中的形态有、、、、。

四、作图题（在题图上绘出正确答案）

（本大题分4小题，每小题6分，共24分）

1、绘出图中二向曲面AB的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图，标出数值及方向。

2、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。

（各渠段均充分长，各段糙率相同）

3、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

4、定性绘出渐变渗流中两个过水断面1－1和2－2上的流速分布。

五、根据题目要求解答下列各题

1、（本小题4分）

写出图示不透水层上均质土坝渗流区各边界的边界条件。

2、（本小题8分）

图示为水箱下接一铅垂管道，直径d1＝10cm，出口断面缩小至直径d2=5cm。

水流流入大气中。

已知h1=3m，h2=2m，h3=3m。

若不计水头损失，求出口流速及E点的压强。

（取动能校正系数＝1）

3、（本小题8分）

在矩形断面渠道中有一升坎，坎高a＝，坎前水头H＝1m，坎上水深h=，渠宽b=1m，如图所示。

水流过坎时的水头损失hw=（v2/2g）（v为坎上流速）。

渠道摩阻力不计。

求流量qv和坎壁AB上的水流作用力F。

（取动能动量校正系数均为1）

4、（本小题15分）

已知不可压缩液体在圆管中的流速分布公式为

求：

（1）是恒定流还是非恒定流动？

（2）是均匀流还是非均匀流？

（3）是否满足连续性微分方程？

（4）有无线变形？

（5）是有旋流还是无旋流动？

（6）有无剪切变形？