水力学模拟试习题及答案

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水力学模拟试题及答案（一）

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、1kN/m2b、2kN/m2 c、5kN/m2d、10kN/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、1.54mb、2.0mc、2.45md、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。

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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：d 2、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内因。（） 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）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（） 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） 牛顿内摩擦定律适用的条件是层流运动和牛顿液体。

（2） 液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为??2???kN/m2，真空度为不存在.。

（3） 只受重力作用，静止液体中的等压面是??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??液体存在粘滞性??，?边界的影响????。 （5） 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h?????hk，弗汝德数Fr??????1。

（填写?、?、?符号）

（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??大??。

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（7） 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为??短管??和??长管?。

（8） 在水击计算中阀门关闭的时间Ts?水击相长Tr的水击，称为?直接?水击，把Ts?Tr的水击称

为??间接?水击。

(9) a2型水面曲线是发生在??陡坡?坡上的?缓流??流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数

Fr沿程?减小?（指增大、减小或不变）

(10)溢流堰的过堰流量与堰顶水头的??3/2???次方成正比。

（11）泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深hc的共轭水深

hc’’????????ht(ht为下游河道的水深，填写?、?、?符号) 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vm=o.8m/s，则原型中对应点的流速为vp=??4???m/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=f1（Re）；过渡区λ=f2（Re，）；粗糙区λR?=f3（），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？ v?CRi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。

R欢迎共阅 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)

v0=0 测压管水头线 总水头线 v0=0 解： （2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同)(5分) 解： 6、计算题： （1）图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64 m2，长l=50 m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数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，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程

lv2H?hw?(????)(5分)

4R2g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数 将参数代入上式计算，可以求解得到

? v?4.16m/s , Q?vA?2.662m3/s(5分)

即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s。