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水力学习题 1 一、单项选择题 1.某流体的运动粘度 v=3 10 -6 m 2 /s,密度 =800kg/m 3 ,其动力粘度为 ( ) A.3.75 10 -9 Pa s B.2.4 10 -3 Pa s C.2.4 10 5 Pa s D.2.4 10 9 Pa s 2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是 A.1-1 断面和 2-2 断面 B.2-2断面和 3-3 断面 C.1-1断面和 3-3 断面 D.3-3断面和 4-4 断面 3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是 ( ) A.Q A Q B B.Q A =Q B C.Q A 0 B.z+ p 0 C.z+ p =c D.以上都不是 8.边界层分离只可能发生在有压强梯度的区域，即 ( )的区域。 A. dx dp 0 C. dx dp =0 D.以上都不是 9.明渠水流由缓流过渡到急流时发生 ( )的水力现象。 A.水跃 B.水跌 C.连续过渡 D.都可能 10.进行石油输送管路的水力模型试验，要实现动力相似，应选的相似准则是 ( )。 A.雷诺准则 B.弗劳德准则 C.欧拉准则 D.以上都不是 二、填空题 1.流体质点加速度由 _和 _两部分组成，恒定流动 _加速度为零，均匀流 动 _加速度为零。 2. 如图，相同条件 (d 1 =d 2 ,h 1 =h 2 )的孔口与管嘴出流，问： (1)v 1 _v 2 (用等号或不等号表示 ) (2)Q 1 _Q 2 (用等号或不等号表示 ) 3.在常温常压范围内，每增加一个标准大气压，水体积的相对缩小量约为百万分之四十九， 试计算在此范围内水的平均体积压缩系数 K=_。 4.真实渗流的流速 _渗流模型的流速，因为 _。 5. 井群的浸润面高度 z 可根据 _原理导出，即等于各单井浸润面高度的叠加。井群的 总产水量 _(等于、不等于 )单井计算出水量的总和。 6.有一直径 d=25mm 的水管，流速 v=1.0m/s，水温为 10时的运动粘度 =1.31 10 -6 m 2 /s， 则管中流体的流态为 _(填层流或紊流 )。 7. _堰是主要用作测量流量的设备； _堰则适用于水利工程中的大、中型溢流坝 中；而小桥孔过流可利用 _堰流来计算。 8.明渠水流模型试验，应采用 _相似准则。若其长度比尺为 9，则模型流量应为原型流 量的 _。 三、简述题 1.如图所示两种液体盛在同一容器中，其中 1 、 B 21 ww hh phH D 0 8.0 Hph （ H 0 堰上水头， p下游堰坎高， h下游水深） 10弗劳德数的物理意义为（ ） A惯性力与重力之比 B惯性力与粘滞力之比 C压力与惯性力之比 D粘滞力与重力之比 二、填空题 11均质的不可压缩流体是密度 _流体。 12煤气管上某点的压强为 100mm 水柱，相当于 _N/m 2 。 13在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为 _。 14只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体的 _大小，就能判断出 流动方向。 15质点的迁移加速度为零的流动称为 _。 16某输送燃油的管道，直径 d=100mm,流速 v=0.51m/s，燃油 的运动 粘度 v=15010 -6 m 2 /s,其管中流态为 _。 17如图所示，半满管流的水力半径 R _。 18管道内水流 _突然变化是引发水击的条件。 19无压圆管均匀流中，充满度 =0.81 时， _最大。 20在渠道形状、尺寸和流量一定的条件下，临界水深是 _最小的水深。 三、名词解释题 21理想流体 22流线 23过流断面 24长管 25堰流 四、简答题 26简述总流伯努利方程各项及方程的物理意义。 27试画出曲面 AB 和 CD 的压力体，并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。 28试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。 29某矩形断面排水沟，采用浆砌块石衬砌，粗糙系数 n=0.025，底宽 1.6m，全长 150m， 进出口底板高差为 30cm，计算水深为 1.0m 时输送的流量和断面平均流速。 五、计算题 30杯式水银压力计如图。若杯上接大气时，测压管中的液面在 0 0 处。已知杯的直径 d 1 =60mm，测压管直径 d 2 =6mm，测压时，测压管中液面下降 h=300mm，求此时杯上的 压强 p。 （水银的密度为 13600kg/m 3 ，图中 P a 为大气压） 31一水平放置的突然扩大水管，直径由 d 1 =50mm 扩大到 d 2 =100mm，比压计下部为 33 /106.1 mkg m = 的四氯化碳，当 Q 16m 3 /h 时，比压计读数 h 173mm，求突然扩 大的局部阻力系数。 32如图所示射流冲击弯曲叶片。已知射流流量为 Q，流速为 v 0 ，叶片弯曲角为，不计 水头损失，不计重力作用，试求水流对叶片的作用力。 33水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径 d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度 H=4.0m。 已知孔口的流速系数 =0.98，收缩系数 =0.62，求孔口出流收缩断面的流速 v c 、流量 Q 和水头损失 h j 。 水力学习题 6 一、单项选择题 1.图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为 1 ， 2 ，则有 ( )。 A. g p z g p z 1 B B 1 A A += + B. g p z g p z 2 C C 1 A A += + C. g p z g p z 2 D D 1 B B += + D. g p z g p z 2 C C 1 B B += + 2.气体与液体的粘度随着温度的升高分别 ( )。 A.减小、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.增大、减小 3.如图所示，垂直放置的矩形平面的一侧受到液体的作用。假设该平面由两根分别在顶端和 底端的绳子牵引不动 (绳子和平面垂直 )，则顶端和底端所受张力之比为 ( )。 A. 1/4 B. 1/3 C. 1/2 D. 1 4.绕流阻力系数取决于 ( )。 A.雷诺数、物体的形状及其尺寸大小 B.雷诺数、物体的形状及表面的粗糙情况 C.弗劳德数、物体的形状及其尺寸大小 D.弗劳德数、物体的形状及表面的粗糙情况 5.圆管层流的动能修正系数 与圆管紊流的动能修正系数 相比，有 ( )。 A. B. = C. Q b B. Q a =Q b C. Q a Q b D.不确定 8.有一矩形断面渠道，底坡、糙率和过水面积均已给定，在下列三种断面尺寸方案中： (1)b 1 =4.5m， h 1 =1.0m； (2)b 2 =2.25m,h 2 =2m； (3)b 3 =3m， h 3 =1.5m。设计方案 ( )的过流 能力最大。 A.方案 (1) B.方案 (2) C.方案 (3) D.无法确定 9.宽顶堰堰流在淹没溢流的条件下，堰上水流为 ( )。 A.缓流 B.临界流 C.急流 D.不确定 10.自流完整井的出水量与 ( )成正比。 A.渗透系数 B.井的半径 C.自流含水层的总水头 D.影响半径 二、填空题 1.某平面流动的流速分布方程为 u=2y-y 2 (m/s)，流体的动力粘度 =0.8 10 -3 Pa s，则距壁 面 y=7.5cm 处的粘性切应力 =_P a 。 2.正常水深 h 0 是渠道水流 _的水深，在梯形渠道中，它与 _因素有关。 3.水管内径 d=150mm,在 1 小时内排水 10m 3 ，则管内流量 Q=_及断面平均流速 =_。 4.梯形断面渠道，当边坡倾角为 60 度，且属水力最优断面时，此时的水力半径 R 与水深 h 的关系是 _，底宽与水深的关系是 _。 5.渐变流过水断面上的压强按静水压强分布，但两者仍存在着差异，其不同点在于 _。 6.(2 分 )雷诺数的物理意义是 _与 _之比。 7.一个几何比尺为 1 50 的船舶模型，当模型船速为 1.0m/s 时，原型船速为 _。 三、简答题 1.试简述明渠均匀流的水力特征。 2.试简述防止水击危害的措施。 3.试简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。 (管长 L 为定值 ) 四、作图题 试定性分析图中棱柱形长渠道中产生的水面曲线。假设流量、粗糙系数沿程不变。 五、计算题 1.如图所示矩形沉箱，已知长 L=15m，宽 B=6m，高 H=7m，重量 G=750kN。试求： (1)沉箱的吃水深度 h; (2)若河中水深为 6m 时，将沉箱沉到河底需增加多大外载荷 F。 2.设导叶将水平射流作 180的转弯后仍水平射出，如图所示。若已知最大可能的支撑力为 F，射流直径为 d，能量损失不计，试求最大射流速度 V 1 。 3.管道系统如图所示，管长 l 1 =l 2 =40m，直径 d 1 =40mm,d 2 =80mm，两水箱水面高差 H=20m， 沿程阻力系数 1 =0.04， 2 =0.035，局部阻力系统 进口 =0.5， 弯 =0.2，其他阻力系数自定， 试求流量。 4.如图所示为一边长 a=20cm 的正方形管，长 l=200cm,连通两贮水容器，管中填充均质、各 向同性的细砂与粗砂。已知细砂的渗透系数 k 1 =0.002cm/s，粗砂的渗透系数 k 2 =0.05cm/s， 两容器中水深 H 1 =80cm,H 2 =40cm。求两种填充方式的渗流量各为多少 ?