2021水力学综合测试题2 -答案

水力学综合测试题2 -答案综合测试题二一、名词解释（12分，每题3分）1.水跃：明渠流从急流状态过度到缓流状态时，水面突然跃起的局部水力现象。2.连续介质假设：不考虑分子间得间隙，把流体视为由无数连续分布得微团组成的连续体。3.量纲和谐原理：凡正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲必须是一致的，即只有方程两边的量纲相同，方程才能成立。4.明渠均匀流：水深、断面平均流速、流速分布等都沿程不变的明渠流。二、填空题（20分，每空2分）1. 980N/m2；2. 150mm ；3.缓流，急流；4.H09 mH0O水柱，L（34）d；5.粘滞力；6. 紊流光滑区，紊流过渡区，紊流粗糙区。三、选择题（10分，每题1分）1.A2.B3.D4.A5.D6.C7.B8.C9.C 10.B四、作图题（8分，每题4分）1.定性绘出如图4-1中AB面上的压强分布图。2.定性绘出如图4-2中的管道abcd段上以管道轴线为基准面的总水头线和测压管水头线。图4-1 图4-2五、计算题（50分，其中第1、4题每题10分，第2、3题每题15分）1. 一密封水箱如图5-1所示，若水面上的相对压强p0=-44.5kN/m2，求：（1）h值；（2）求水下0.3m处M点的压强，要求分别用绝对压强、相对压强、水柱高表示；（3）M点相对于基准面OO的测压管水头。解（1）求h值列等压面11，p N= p R= p a。以相对压强计算，（2分）（2）求p M用相对压强表示： （3分） 用绝对压强表示： （3分） （3）M 点的测压管水头 (2分)2. 如图5-2所示，左边为水箱，其上压力表的读数为-0.147105Pa ，右边为油箱，油的=7350N/m3，用宽为1.2m 的闸门隔开，闸门在A 点铰接。为使闸门AB 处于平衡，必须在B 点施加多大的水平力F 。 解 确定液体作用在闸门上的力的大小和作用点位臵。对右侧油箱 （向左） （2分）（3分）对左侧水箱将空气产生的负压换算成以m 水柱表示的负压h 值相当于水箱液面下降1.5m ，而成为虚线面，可直接用静水力学基本方程求解，这样比较方便。因为所以有： （2分） N A gh F c 14288218190735011=?=.F2作用点距o轴的距离为（3分）或距A轴为 3.2-2.2=1m上图为闸门AB的受力图，将所有力对A轴取矩，则即（3分）（向右）（2分）3. 一水平放臵的喷嘴将一水流射至正前方一光滑壁面后，将水流分为两股，如图5-3所示。已知d=40mm，Q=0.0252m3/s，水头损失不计，求水流对光滑壁面的作用力R。解：1.取控制面：在楔体前后取缓变流断面1与断面2,3之间的水体为脱离体，作用于脱离体上的力有：（1）断面1,2,3及脱离体表面上的动水压力P1,P2,P3及P均等于零（作用在大气中）（2）重力G，铅垂向下（3）楔体对水流的反力R，待求。（2分）2.取坐标，列动量方程：（1）（3分）3.令1=2=3=1.0，1=2=3=1。列伯努利方程：（3分）代入（1）式可得：（2分）（3分）水流对壁面的作用力R=-R，大小相等，方向相反。（2分）4. 用虹吸管自钻井输水至集水池。图5-4中，虹吸管长l=l AB+l BC=30+40=70m，d=200mm。钻井至集水池间的恒定水位高差H=1.60m。又已知=0.03，管路进口120弯头、90弯头及出口处的局部阻力系数分别为1=0.5，2=0.2，3=0.5，4=1.0。试求:（1）流经虹吸管的流量；（2）如虹吸管顶部B点的安装高度h B=4.5m ，校核其真空度。解：（1）如图列1-1，3-3伯努利方程，忽略行进流速v0=0图5-3（2分）（3分）（2）假设2-2中心与B点高度相当，离管路进口距离与B点也几乎相等，列1-1，2-2伯努利方程：所以虹吸管可正常工作。（5分）