工程流体力学试题及答案1
多套完整流体力学试卷及答案(期末考试)
流体力学试卷及答案一一、判断题1、 根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
3、 流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、 在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、 稳定(定常)流一定是缓变流动。
6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、 外径为D ,内径为d 的环形过流有效断面,其水力半径为4d D -。
10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计,当其汞-水压差计上读数cm h 4=∆,通过的流量为s L /2,分析当汞水压差计读数cm h 9=∆,通过流量为 L/s 。
2、运动粘度与动力粘度的关系是 ,其国际单位是 。
3、因次分析的基本原理是: ;具体计算方法分为两种 。
4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ,其适用条件是 。
6、泵的扬程H 是指 。
7、稳定流的动量方程表达式为 。
8、计算水头损失的公式为 与 。
9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是 。
10、压力中心是指 。
三、简答题1、 稳定流动与不稳定流动。
2、 产生流动阻力的原因。
3、 串联管路的水力特性。
4、 如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?5、 静压强的两个特性。
6、 连续介质假设的内容。
7、 实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。
8、 因次分析方法的基本原理。
9、 欧拉数的定义式及物理意义。
10、压力管路的定义。
11、长管计算的第一类问题。
12、作用水头的定义。
13、喷射泵的工作原理。
14、动量方程的标量形式。
15、等压面的特性。
16、空间连续性微分方程式及其物理意义。
工程流体力学习题及答案
工程流体力学习题及答案(1)1 某种液体的比重为3,试求其比容。
(答:3.3×10-4米3/公斤)2 体积为5.26米3的某种油,质量为4480公斤,试求这种油的比重、密度与重度。
(答:0.85;851公斤/米3;8348牛/米3)3 若煤油的密度为0.8克/厘米3,试求按工程单位计算的煤油的重度、密度与比容。
(答:800公斤力/米3;81.56公斤力·秒2/米4;1.25×10-3米3/公斤力)4 试计算空气在温度t=4℃,绝对压力P=3.4大气压下的重度、密度与比容。
(答:42.4牛/米3;4.33公斤/米3;0.231米3/公斤)5 试计算二氧化碳在温度为t=85℃,绝对压力P=7.1大气压下的重度、密度与比容。
(答:104牛/米3;10.6公斤/米3;0.09厘米3/公斤 )6 空气在蓄热室内于定压下,温度自20℃增高为400℃,问空气的体积增加了多少倍? (答:1.3倍)7 加热炉烟道入口烟气的温度900=t 入℃,烟气经烟道及其中设置的换热器后,至烟道出口温度下降为500=t 出℃,若烟气在0℃时的密度为28.10=ρ公斤/米3,求烟道入口与出口处烟气的密度。
(答:298.0=ρ人公斤/米3;452.0=ρ出公斤/米3) 8 试计算一氧化碳在表压力为0.3大气压、温度为8℃下的重度。
(答:15.49牛/米3)9 已知速度为抛物线分布,如图示 y=0,4,8,12,17厘米处的速度梯度。
又若气体的绝对粘性系数为1013.25-⨯=μ牛·秒/米3,求以上各处气体的摩擦切应力。
9 题图10 夹缝宽度为h ,其中所放的很薄的大平板以定速v 移动。
若板上方流体的粘性系数为μ,下方流体的粘性系数为K μ,问应将大平板放在夹缝中何处,方能使其移动时阻力为最小?(答:h kk kh =++11或)11 如图所示,一正方形b ×b=67×67厘米2、质量为12公斤的平板,在厚3.1=δ毫米的油膜支承下,以匀速v=0.18米/秒沿一斜面滑下,问油的粘性系数是多少?10 题图 11 题图(答:0.728牛·秒/米2)12 如图所示,气缸直径D 1=16厘米,活塞直径D 2=16厘米,质量0.97公斤,若活塞以匀速0.05米/秒在气缺内下降,试求油的粘性系数是多少?12 题图 15 题图(答:0.63牛·秒/米2)13 直径为150毫米的圆柱,固定不动。
工程流体力学习题及答案(李良)
工程流体力学习题第一部分 流体及其物理性质1、按连续介质的概念,流体质点是指:A 、流体的分子;B 、流体内的固体颗粒;C 、几何的点;D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
2、与牛顿内摩擦定律有关的因素是:A 、压强、速度和粘度;B 、流体的粘度、切应力与角变形率;C 、切应力、温度、粘度和速度;D 、压强、粘度和角变形。
3、在研究流体运动时,按照是否考虑流体的粘性,可将流体分为:A 、牛顿流体及非牛顿流体;B 、可压缩流体与不可压缩流体;C 、均质流体与非均质流体;D 、理想流体与实际流体。
4、理想液体的特征是:A 、粘度为常数B 、无粘性C 、不可压缩D 、符合RT p ρ=。
5、 流体运动黏度υ的国际单位是:A 、m 2/s ;B 、N/m 2;C 、 kg/m ;D 、N·s/m 2。
6、液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。
A 、减小,升高;B 、增大,减小;C 、减小,不变;D 、减小,减小7、下列说法正确的是:A 、液体不能承受拉力,也不能承受压力B 、液体不能承受拉力,但能承受压力C 、液体能承受拉力,但不能承受压力D 、液体能承受拉力,也能承受压力。
8、下列流体哪个属牛顿流体:A 、汽油;B 、纸浆;C 、血液;D 、沥青。
9、液体的黏性主要来自于液体:A 、分子热运动;B 、分子间内聚力;C 、易变形性;D 、抗拒变形的能力。
10、 流体是 一种物质。
A 、不断膨胀直到充满容器的;B 、实际上是不可压缩的;C 、不能承受剪切力的;D 、在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
11、 简答题(1) 连续介质假设(2) 牛顿流体(3) 流体微团12、 如图所示为压力表校正器。
器内充满压缩系数为βp =4.75×10-10 1/Pa 的油液,器内压力为105Pa 时油液的体积为200mL 。
现用手轮丝杆和活塞加压,活塞直径为1cm ,丝杆螺距为2mm ,当压力升高至20MPa 时,问需将手轮摇多少转?解:p 0=105Pa ,p =20MPa ,βp =4.75×10-10 1/Pa ,V 0=200mL ,d =1cm ,δ=2mm 。
工程流体力学练习题及答案
流体力学练习题一、填 空 题1.流体力学中三个主要力学模型是(1)连续介质模型(2)不可压缩流体力学模型(3)无粘性流体力学模型。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有水 和空气 等。
3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。
它们的区别在于:前者是作用在某一面积上的总压力;而后者是作用在某一面积上的平均压强或某一点的压强。
4.均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。
5.和液体相比,固体存在着抗拉、抗压和抗切三方面的能力。
6.空气在温度为290K ,压强为760mmHg 时的密度和容重分别为 1.2a ρ= kg/m 3和11.77a γ=N/m 3。
7.流体受压,体积缩小,密度增大 的性质,称为流体的压缩性 ;流体受热,体积膨胀,密度减少 的性质,称为流体的热胀性 。
8.压缩系数β的倒数称为流体的弹性模量 ,以E 来表示9.1工程大气压等于98.07千帕,等于10m 水柱高,等于735.6毫米汞柱高。
10.静止流体任一边界上压强的变化,将等值地传到其他各点(只要静止不被破坏),这就是水静压强等值传递的帕斯卡定律。
11.流体静压强的方向必然是沿着作用面的内法线方向。
12.液体静压强分布规律只适用于静止、同种、连续液体。
13.静止非均质流体的水平面是等压面,等密面和等温面。
14.测压管是一根玻璃直管或U 形管,一端连接在需要测定的容器孔口上,另一端开口,直接和大气相通。
15.在微压计测量气体压强时,其倾角为︒=30α,测得20l =cm 则h=10cm 。
16.作用于曲面上的水静压力P 的铅直分力z P 等于其压力体内的水重。
17.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为欧拉法。
18. 流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流场内任一固定点在同一瞬间只能有一个速度向量,流线只能是一条光滑的曲线或直线。
19.静压、动压和位压之和以z p 表示,称为总压。
20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体相互剧烈掺混,这种流动状态称为紊流。
工程流体力学复习题及答案
似。
18、流体的力学模型是
惯性
重力性
_ 一种仪器。 和粘性气体
O
运动相似
。作
与动力相
连续介质
模型。
19
理想气体
伯努力方程P+(z1
-Z2)^-Yg)+号中
P中(Z1
-Z2)(2-
称势压
称全压,
P+(Zi
Pu2
-Z2)(「爲)+2
称总压。
20、紊流射流的动力特征是
3、 流体流动状态的准数,它反映了流体流动时粘性力 与惯性力
、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联, 总阻抗S为。串联后总管路的流量
、流体紊流运动的特征是脉动现行
、流体在管道中流动时,流动阻力包括_沿程阻力
、流体微团的基本运动形式有:平移运动
2、 一下哪种流体为非牛顿流体。
A、空气B、清水C、血液D、酒精
O
相对比值。
3、绝对压强Pabs、相对压强P、真空值Pv、当地大气压强Pa之间的关系是
A、Pabs= P+ PvB、P= Pabs+PaC、Pv=Pa- Pabs
4、圆管层流过流断面的流速分布为
A、均匀分布B、对数曲线分布C、二次抛物线分布 一下那些概念属于欧拉法O
25、 欧拉准数是和
26、 马赫数M反映了惯性力和弹性力
旋转
O
运动,
线切变
o
的相对比值。
相对比值。
27、 流体流动的状态分为层流和紊流
28、 弗鲁得准数反映了重力和_惯性力
四、选择题。
1、 按连续介质的概念,流体质点是指。
A、流体的分子B、流体内的固体颗粒C、无大小的几何点
《工程流体力学》习题答案
《工程流体力学》习题答案第一章流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度15ºC 时相对密度为0.83,求它的密度和重度。
解:4ºC 时33/9800/1000m N m kg ==水水γρ 相对密度:水水γγρρ==d 所以,33/8134980083.083.0/830100083.083.0mN m kg =⨯===⨯==水水γγρρ1-2.甘油在温度0ºC 时密度为1.26g/cm 3,求以国际单位表示的密度和重度。
解:33/1000/1m kg cm g = g ργ=333/123488.91260/1260/26.1m N g m kg cm g =⨯==⇒==ργρ 1-3.水的体积弹性系数为1.96×109N/m 2,问压强改变多少时,它的体积相对压缩1%?解:dpVdV Pa E p p-==ββ)(1MPa Pa E E VVVV p p6.191096.101.07=⨯==∆=∆=∆β 1-4.容积4m 3的水,温度不变,当压强增加105N/m 2时容积减少1000cm 3,求该水的体积压缩系数βp 和体积弹性系数E 。
解:1956105.2104101000---⨯=⨯--=∆∆-=Pa p V V p β Pa E p89104105.211⨯=⨯==-β 1-5. 用200L 汽油桶装相对密度为0.70的汽油,罐装时液面上压强为1个大气压,封闭后由于温度变化升高了20ºC ,此时汽油的蒸气压为0.18大气压。
若汽油的膨胀系数为0.0006ºC -1,弹性系数为14000kg/cm 2。
试计算由于压力及温度变化所增减的体积?问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜?解:E =E ’·g =14000×9.8×104PaΔp =0.18atdp pV dT T V dV ∂∂+∂∂=00V TVT V V T T ββ=∂∂⇒∂∂=00V p V p V V p p ββ-=∂∂⇒∂∂-= 所以,dp V dT V dp pVdT T V dV p T 00ββ-=∂∂+∂∂=从初始状态积分到最终状态得:LL L V p p E V T T V V dpV dT V dV T p pp T T T VV 4.21057.24.2200108.914000108.918.020*******.0)(1)(34400000000≈⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=---=--=-⎰⎰⎰βββ即()kg V V M 32.13810004.220010007.0=-⨯⨯=∆-=ρ另解:设灌桶时每桶最多不超过V 升,则200=++p t dV dV VV dt V dV t t 2000061.0⨯=⋅⋅=βV dp V dV p p 18.0140001⨯-=⋅⋅-=β(1大气压=1Kg/cm 2) V =197.6升 dV t =2.41升 dV p =2.52×10-3升G =0.1976×700=138Kg =1352.4N1-6.石油相对密度0.9,粘度28cP ,求运动粘度为多少m 2/s?解:s Pa P sPa s mPa P cP ⋅=⋅=⋅==--1.0110110132()cSt St s m 3131.0/101.310009.01028253==⨯=⨯⨯==--ρμν 1-7.相对密度0.89的石油,温度20ºC 时的运动粘度为40cSt ,求动力粘度为多少?解:89.0==水ρρd ν=40cSt =0.4St =0.4×10-4m 2/s μ=νρ=0.4×10-4×890=3.56×10-2 Pa ·s 1-8.图示一平板在油面上作水平运动,已知运动速度u=1m/s ,板与固定边界的距离δ=1,油的动力粘度μ=1.147Pa ·s ,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少?解:233/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μτ 1-9.如图所示活塞油缸,其直径D =12cm ,活塞直径d =11.96cm ,活塞长度L =14cm ,油的μ=0.65P ,当活塞移动速度为0.5m/s 时,试求拉回活塞所需的力F=?解:A =πdL , μ=0.65P =0.065 Pa ·s , Δu =0.5m/s , Δy=(D-d)/2()N dy du AF 55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ第二章 流体静力学2-1. 如图所示的U 形管中装有水银与水,试求:(1)A 、C 两点的绝对压力及表压各为多少? (2)A 、B 两点的高度差为多少?解:① p A 表=γh 水=0.3mH 2O =0.03at =0.3×9800Pa =2940Pap A 绝=p a + p A 表=(10+0.3)mH 2O =1.03at =10.3×9800Pa=100940Pap C 表=γhg h hg + p A 表=0.1×13.6m H 2O+0.3mH 2O =1.66mH 2O =0.166at=1.66×9800Pa =16268Pap C 绝=p a + p C 表=(10+1.66)mH 2O =11.66 mH 2O =1.166at =11.66×9800Pa =114268Pa ② 30c mH 2O =13.6h cmH 2O ⇒h =30/13.6cm=2.2cm题2-2 题2-32-2.水银压力计装置如图。
工程流体力学试题库
闻建龙主编的《工程流体力学》习题参考答案第一章绪论1-3底面积为1.5m2的薄板在液面上水平移动(图1-3),其移动速度为16m/s,液层厚度为4mm,当液体分别为200C的水和200C时密度为856kg:m3的原油时,移动平板所需的力各为多大?题1-3图1-4在相距3 = 40mm的两平行平板间充满动力粘度R = 0.7Pa・s液体(图1-4),液体中有一边长为a = 60mm的正方形薄板以u = 15m:s的速度水平移动,由于粘性带动液体运动,假设沿垂直方向速度大小的分布规律是直线。
1)当h = 10mm时,求薄板运动的液体阻力。
2)如果h可改变,h为多大时,薄板的阻力最小?并计算其最小阻力值。
题1-4图1-5直径d = 400mm ,长l = 2000m输水管作水压试验,管内水的压强加至7.5义106Pa时封闭,经曲后由于泄漏压强降至7.0义106Pa,不计水管变形,水的压缩率为0.5 x 10 -9 Pa -1,求水的泄漏量。
第二章流体静力学2-2如图所示,压差计中水银柱高差A h = 0.36m,A、B两容器盛水,位置高差A z = 1 m,试求A、B容器中心压强差P A-P B。
题2-2图第三章流体运动学基础2-3已知平面不可压缩流体的流速分量为v = 1 - y , v = t试求:1) t = 0时过(0,0)点的迹线方程。
2) t = 1时过(0,0)点的流线方程。
3-8下列两个流场的速度分布是: 1)v = - Cy , v = C X , v z = 0C X ,v X 2 + y 2y试求旋转角速度(C 为常数)。
第四章流体动力学基础3-3如图所示,有一管路,A 、B 两点的高差A z = 1 m ,点A 处直径d = 0.25m , A压强P A = 7.84义104 Pa ,点B 处直径d B = 0.5m ,压强p B = 4.9义104 Pa ,断面平均流速v B = 1.2m/s 。
流体力学试卷及答案(期末考试)
流体力学试卷及答案一一、判断题1、根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
3、流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、在相同条件下,管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、稳定(定常)流一定是缓变流动。
6、水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路。
8、所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、外径为D,内径为d的环形过流有效断面,其水力半径为.10、凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计,当其汞—水压差计上读数,通过的流量为,分析当汞水压差计读数,通过流量为 L/s。
2、运动粘度与动力粘度的关系是,其国际单位是 .3、因次分析的基本原理是: ;具体计算方法分为两种。
4、断面平均流速V与实际流速u的区别是。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为,其适用条件是。
6、泵的扬程H是指。
7、稳定流的动量方程表达式为。
8、计算水头损失的公式为与。
9、牛顿内摩擦定律的表达式 ,其适用范围是。
10、压力中心是指 .三、简答题1、稳定流动与不稳定流动.2、产生流动阻力的原因。
3、串联管路的水力特性。
4、如何区分水力光滑管和水力粗糙管,两者是否固定不变?5、静压强的两个特性.6、连续介质假设的内容。
7、实际流体总流的伯诺利方程表达式及其适用条件。
8、因次分析方法的基本原理。
9、欧拉数的定义式及物理意义.10、压力管路的定义.11、长管计算的第一类问题。
12、作用水头的定义.13、喷射泵的工作原理.14、动量方程的标量形式.15、等压面的特性.16、空间连续性微分方程式及其物理意义.17、分析局部水头损失产生的原因。
18、雷诺数、富劳德数及欧拉数三个相似准数的定义式及物理意义.19、流线的特性。
工程流体力学习题及答案
一、 是非题。
1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。
( )2. 平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。
( )3. 附面层分离只能发生在增压减速区。
( )4. 等温管流摩阻随管长增加而增加,速度和压力都减少。
( )5. 相对静止状态的等压面一定也是水平面。
( )6. 平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。
( )7. 流体的静压是指流体的点静压。
( )8. 流线和等势线一定正交。
( )9. 附面层内的流体流动是粘性有旋流动。
( )10. 亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。
( )11. 相对静止状态的等压面可以是斜面或曲面。
( )12. 超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。
( )13. 壁面静压力的压力中心总是低于受压壁面的形心。
( )14. 相邻两流线的函数值之差,是此两流线间的单宽流量。
( )15. 附面层外的流体流动时理想无旋流动。
( )16. 处于静止或相对平衡液体的水平面是等压面。
( )17. 流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。
( )18. 流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其他无关。
( )二、 填空题。
1、1mmH 2O= 9.807 Pa2、描述流体运动的方法有 欧拉法 和 拉格朗日法 。
3、流体的主要力学模型是指 连续介质 、 无粘性 和不可压缩性。
4、雷诺数是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时 粘性力与 惯性力 的对比关系。
5、流量Q1和Q2,阻抗为S1和S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q 为 ,总阻抗S 为 。
串联后总管路的流量Q 为 ,总阻抗S 为 。
6、流体紊流运动的特征是 脉动现行 ,处理方法是 时均法 。
7、流体在管道中流动时,流动阻力包括 沿程阻力 和 局部阻力 。
8、流体微团的基本运动形式有: 平移运动 、 旋转流动 和 变形运动 。
工程流体力学题及答案
《工程流体力学》试题(一)一、填空1.我们所学的流体力学中描述流体运动的方法常采用( )法。
2. 伯努利方程是( )定律在流体力学中的应用。
3.管道的总水力损失等于( )之和。
4.流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( )。
5.在虹吸管中,压力最低点的数值,不能低于( ),否则液体汽化,从而破坏虹吸现象。
6.等压面上的每一空间点上的单位质量力,必与等压面()7.皮托管原理依据是( ),而文丘里流量计(或喷嘴、孔板流量计等) 原理依据则是( )。
8.等压面上任一点的质量力方向是( )等压面。
9.根据雷诺数可以判断流体的流动状态,如管内流动时,Re( )为层流。
10.当流体的流动处于紊流粗糙管区时,其沿程损失系数与()无关,只与相对粗糙度有关。
11.描述流体运动的方法有拉格朗日法和()。
12.流场中运动的流体若存在加速度,它包括()加速度和迁移加速度。
13.紊流流场中流体不仅受到摩擦切应力作用,还受到()切应力作用。
14.工程上,流体在流管中流动时,雷诺数()时,流动为层流。
15. 流体是由无数的一个紧挨一个的( )组成的稠密而无间隙的连续介质, 这就是流体的( )假设。
16. 不考虑粘性的流体是( )流体, 反之是( ), 符合牛顿内摩擦定律的流体是( )流体, 反之是( )流体。
17. 在平衡流体中, 静压力相等的各点所组成的面称( ), 并且通过每一点的等压面与该点所受的( )力互相垂直。
18. 流线是某一瞬时在流场中假想的曲线, 在这条曲线上的各流体质点的速度方向都与该曲线( ); 涡线是角速度场中一条假想的曲线, 在同一瞬时处在这条曲线上的所有流体质点旋转角速度都与该曲线( )。
二、判断并改错1.理想流体是指不考虑粘性的流体;不可压缩流体是指忽略密度变化的流体。
这两种近似处理和流体连续介质假设一样都是流体力学中主要的力学模型。
( 2.质量力只有重力的静止流体,其等压面一定是水平面。
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第 1 章绪论选择题( a )流体的分子; ( b )流体内的固体颗粒; 【1.1 】 按连续介质的概念,流体质点是指:( c )几何的点;( d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子, 且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
( d )【1.2 】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:( a )切应力和压强; ( b )切应力和剪切变 形速度;( c )切应力和剪切变形; ( )切应力和流速。
ddv dv解:牛顿内摩擦定律是dy,而且速度梯度dy是流体微团的剪切变形速度dddt ,故dt 。
( b )【1.3 】 流体运动黏度 υ 的国际单位是: ( a ) m 2/s ;( ) N/m 2 ;( ) kg/m ;( )N ·s/m 2。
bcd解:流体的运动黏度 υ 的国际单位是 m 2 /s 。
( a )p 【1.4 】 理想流体的特征是:( a)黏度是常数;( b )不可压缩;( c )无黏性;( d )符合RT。
解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
( c )【1.5 】当 水的 压 强 增 加一 个 大 气 压 时, 水 的 密 度 增 大约 为 :( a ) 1/20 000 ;( b ) 1/1 000 ;( c ) 1/4 000 ;( d ) 1/2 000 。
解 : 当 水 的 压 强 增 加 一 个 大 气 压 时 , 其 密 度 增 大 约 dkdp0.5 10 9 1 105120 000 。
( a )【1.6 】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:( a)能承受拉力,平衡时不能承受切应力; ( )不能承受拉力,平衡时能承受切应力; ( )不能承受拉力,bc平衡时不能承受切应力; (d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解:流体的特性是既不能承受拉力, 同时具有很大的流动性, 即平衡时不能承受切应力。
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(完整版)⼯程流体⼒学试题⼀、选择题:从给出的四个选项中选择出⼀个正确的选项(本⼤题60分,每⼩题3分)1、温度的升⾼时液体粘度()。
A、变化不⼤B、不变C、减⼩D、增⼤2、密度为1000kg/m3,运动粘度为10 6m2/s的流体的动⼒粘度为()Pas。
A、1B、0.1C、0.01D、0.0013、做⽔平等加速度运动容器中液体的等压⾯是()簇。
A、斜⾯B、垂直⾯C、⽔平⾯D、曲⾯4、1mmH2O等于()。
A、9800PaB、980PaC、98PaD、9.8Pa5、压强与液标⾼度的关系是()。
A、h=p/gB、p=ρgC、h=p/ρgD、h=p/ρ6、流体静⼒学基本⽅程式z+p/ρg=C中,p/ρg的物理意义是()A、⽐位能B、⽐压能C、⽐势能D、⽐动能7、根据液流中运动参数是否随()变化,可以把液流分为均匀和⾮均匀流。
A、时间B、空间位置坐标C、压⼒D、温度8、连续性⽅程是()定律在流体⼒学中的数学表达式。
A、动量守恒B、⽜顿内摩擦C、能量守恒D、质量守恒。
9、平均流速是过留断⾯上各点速度的()。
A、最⼤值的⼀半B、⾯积平均值C、统计平均值D、体积平均值10、泵加给单位重量液体的机械能称为泵的()。
A、功率B、排量;C、扬程D、效率11、⽔⼒坡度是指单位管长上()的降低值。
A、总⽔头B、总能量C、轴线位置D、测压管⽔头12、总⽔头线与测压管⽔头线间的铅直⾼差反映的是()的⼤⼩。
A、压⼒的头B、位置⽔头C、流速⽔头D、位置⽔头。
13、雷诺数Re反映的是流体流动过程中()之⽐。
A、惯性⼒与粘性⼒B、粘性⼒与惯性⼒C、重⼒与惯性⼒D、惯性⼒与重⼒14、直径为d的圆形截⾯管道的⽔⼒半径为()A、2dB、dC、d/2;D、d/4。
15、过流断⾯的⽔⼒要素不包括()。
A、断⾯⾯积B、断⾯湿周C、管壁粗糙度D、速度梯度16、圆管层流中的速度剖⾯是()。
A、双曲线B、抛物线C、等值线D、三⾓形17、局部⽔头损失和流速⽔头很⼩,计算中可以忽略的压⼒管路称为()。
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【最新整理,下载后即可编辑】第1章 绪论选择题【1.1】 按连续介质的概念,流体质点是指:(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
(d ) 【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。
解:牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=,而且速度梯度d d vy 是流体微团的剪切变形速度d d tγ,故d d tγτμ=。
(b )【1.3】 流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2/s ;(b )N/m 2;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2。
解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。
(a )【1.4】 理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RTp=ρ。
解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
(c )【1.5】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。
解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。
(a )【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。
(c ) 【1.7】下列流体哪个属牛顿流体:(a )汽油;(b )纸浆;(c )血液;(d )沥青。
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(完整版)工程流体力学习题及答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第1章 绪论选择题【1.1】 按连续介质的概念,流体质点是指:(a )流体的分子;(b )流体内的固体颗粒;(c )几何的点;(d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子,且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
(d )【1.2】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:(a )切应力和压强;(b )切应力和剪切变形速度;(c )切应力和剪切变形;(d )切应力和流速。
解:牛顿内摩擦定律是d d v y τμ=,而且速度梯度d d v y 是流体微团的剪切变形速度d d t γ,故d d t γτμ=。
(b )【1.3】流体运动黏度υ的国际单位是:(a )m 2/s ;(b )N/m 2;(c )kg/m ;(d )N·s/m 2。
解:流体的运动黏度υ的国际单位是/s m 2。
(a )【1.4】理想流体的特征是:(a )黏度是常数;(b )不可压缩;(c )无黏性;(d )符合RTp=ρ。
解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
(c )【1.5】当水的压强增加一个大气压时,水的密度增大约为:(a )1/20 000;(b )1/1 000;(c )1/4 000;(d )1/2 000。
解:当水的压强增加一个大气压时,其密度增大约95d 1d 0.51011020 000k p ρρ-==⨯⨯⨯=。
(a )【1.6】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:(a )能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(b )不能承受拉力,平衡时能承受切应力;(c )不能承受拉力,平衡时不能承受切应力;(d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解:流体的特性是既不能承受拉力,同时具有很大的流动性,即平衡时不能承受切应力。
工程流体力学试卷及答案6套
第 1 页 共 12 页试卷11.如图所示有一圆形容器,内装三种液体,上层为比重8.01=d 的油,中层为比重12=d 的水,下层为比重6.133=d 的水银。
已知各层的高度均为5.0=h m ,容器直径1=D m ,试求: (1)A 、B 点的相对压强;(2)A 、B 点的绝对压强(用水柱高度表示); (3)容器底面EF 上的相对总压力。
题2图题2图2.如图所示,一直径1=d m 的球一半浸没在海水中,海水的比重为1.025, 为使它完全淹没在海水中在球的下面系一混凝土块,混凝土块的密度=m ρ 2 400kg/m 3,试求所需混凝土块的重量。
3.一平面流动的x 方向的速度分量为2233ay ax u -=,在点(0,0)处0==v u ,试求:通过A (0,0),B (1,1)两点联线的单位宽度流量。
4.在水深45=d m 的海面上有一前进波,波高4=H m ,波长80=λm ,试求:(1)水面下7m 深处水质点所受的压强;(2)用图表示该质点在波动时的最高位置和最低位置。
5.试用瑞利法求理想流体经圆形孔口出流的流量关系式。
假设孔口的出流量Q 与孔口直径d ,作用水头0H 和重力加速度g 有关。
6.如图所示平板闸门下出流,已知:4=H m ,1e h =m ,闸门宽3=B m ,流量20=Q m 3/s 作用在闸门上的动水总压力。
试卷 21.如图所示一封闭容器水表面绝对压强85ab =p kPa , 中间玻璃管两端是开口的,当既无空气通过玻璃管 进入容器,又无水进入玻璃管时,求玻璃管应该 伸入水面下的深度h 。
2.已知平面流动的速度势2304.0axy x +=ϕ,x 、y 单位为m ,ϕ的单位为m 2/s ,试求:(1)常数a ;(2)点A (0,0)和B (3,4)间的压强差p ∆。
(设流体的密度1000=ρkg/m 3) 3.如图所示管路,已知容器B 的初始水位为1h ,截面积为A ,当管中流入和流出随时间变化的流量分别为)(1t Q 和)(2t Q 时,写出容器B 中水深)(t h 的表达4.如图所示为射流推进船的简图。
工程流体力学试题及答案1.
一\选择题部分(1在水力学中,单位质量力是指(答案:ca、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。
(2在平衡液体中,质量力与等压面(答案:da、重合;b、平行c、相交;d、正交。
(3液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案:b(4水力学中的一维流动是指(答案:da、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。
(5有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=(答案:ba、8;b、4;c、2;d、1。
(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答案:ca、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区(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为答案:ca、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m(8在明渠中不可以发生的流动是(答案:ca、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。
(9在缓坡明渠中不可以发生的流动是(答案:b。
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
(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答案:ba、缓流;b、急流;c、临界流;(11闸孔出流的流量Q与闸前水头的H(答案:d 成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方(12渗流研究的对象是(答案:a 的运动规律。
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
(13测量水槽中某点水流流速的仪器有答案:ba、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰(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答案:da、1米,λQ =1000;b、10米,λQ =100;c、1米,λQ =100000;d、10米,λQ=100000。
工程流体力学试卷答案
工程流体力学考试试卷一. 解答下列概念或问题 (15分) 1. 恒定流动 2. 水力粗糙管 3. 压强的表示方法 4. 两流动力学相似条件 5.减弱水击强度的措施二. 填空 (10分)1.流体粘度的表示方法有( )粘度、( )粘度和( )粘度。
2.断面平均流速表达式V =( );时均流速表达式υ=( )。
3.一两维流动y 方向的速度为),,(y x t f y =υ,在欧拉法中y 方向的加速度为y a =( )。
4.动量修正因数(系数)的定义式0α=( )。
5.雷诺数e R =( ),其物理意义为( )。
三. 试推求直角坐标系下流体的连续性微分方程。
(15分) 四. 已知平面不可压缩流体流动的流速为y x x x 422-+=υ,y xy y 22--=υ (20分)1. 检查流动是否连续; 2.检查流动是否有旋;3.求流场驻点位置;4.求流函数。
五.水射流以20sm/的速度从直径mmd100=的喷口射出,冲击一对称叶片,叶片角度θ,求:(20分)45=1.当叶片不动时射流对叶片的冲击力;2.当叶片以12sm/的速度后退而喷口固定不动时,射流对叶片的冲击力。
第(五)题图六. 求如图所示管路系统中的输水流量V q ,已知H =24,ml l l l 1004321====,mmd d d 100421===,mmd 2003=,025.0421===λλλ,02.03=λ,30=阀ξ。
(20分)第(六)题图参考答案一.1.流动参数不随时间变化的流动;2.粘性底层小于壁面的绝对粗糙度(∆<δ);3.绝对压强、计示压强(相对压强、表压强)、真空度; 4.几何相似、运动相似、动力相似;5.a)在水击发生处安放蓄能器;b)原管中速度0V 设计的尽量小些;c)缓慢关闭;d)采用弹性管。
二.1.动力粘度,运动粘度,相对粘度;第2 页 共2 页2.AdAA q V AV ⎰==υ/,⎰∆∆=Tdt T 01υυ; 3.yx t ya y y y x y ∂∂+∂∂+∂∂=υυυυ; 4.AV dA A220⎰=υα;5.νVdR e =(粘性力运动惯性力)。
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一\选择题部分(1)在水力学中,单位质量力是指(答案:c )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。
(2)在平衡液体中,质量力与等压面(答案:d)a、重合;b、平行c、相交;d、正交。
(3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为a、1 kN/m2b、2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2答案:b(4)水力学中的一维流动是指(答案:d )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。
(5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=(答案:b)a、8;b、4;c、2;d、1。
(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答案:ca、层流区;b、紊流光滑区;c、紊流过渡粗糙区;d、紊流粗糙区(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为答案:ca、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m(8)在明渠中不可以发生的流动是(答案:c )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。
(9)在缓坡明渠中不可以发生的流动是(答案:b)。
a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。
(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答案:ba、缓流;b、急流;c、临界流;(11)闸孔出流的流量Q与闸前水头的H(答案:d )成正比。
a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方(12)渗流研究的对象是(答案:a )的运动规律。
a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。
(13)测量水槽中某点水流流速的仪器有答案:ba、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰(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答案:da、1米,λQ =1000;b、10米,λQ =100;c、1米,λQ =100000;d、10米,λQ=100000。
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。
(错误)答案:(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⎽⎽⎽答案:液体存在粘滞性和边界的影响⎽。
(5)水流在明渠中的流态为缓流时,其水深h⎽>⎽⎽⎽h k,弗汝德数Fr⎽<⎽⎽⎽⎽1。
(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⎽⎽。
(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T s<水击相长T r的水击,称为⎽⎽⎽⎽⎽⎽直接⎽⎽⎽⎽水击,把T s > T r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h c的共轭水深h c ’’ ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽h t (h t 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v m = o.8m/s ,则原型中对应点的流速为v p =⎽⎽⎽4m/s ⎽⎽⎽⎽⎽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=f 1(Re ); 过渡区λ=f 2(Re , );粗糙区λ=f 3( ),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? 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 。
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)R∆R ∆i R Cv =解:。
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gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ (5分) 计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.02.0=++⨯===∑ξχ, m A R 将参数代入上式计算,可以求解得到/s m , m/s 3662.216.4===∴vA Q v (5分)即倒虹吸管内通过的流量为2.662m 3/s 。
(2) 从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D =7.5cm ,喷嘴出口直径d =2.0cm 。
水头H =5.5 m 。
由水箱至喷嘴的水头损失h w = 0.5m 。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N /cm 2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R ,行近流速v 0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1。
(15分)解:以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程H v g++=+++000020522. (5分) 求得喷嘴出口流速和流量为 v g 22599=⨯=.m ss m3000314.022==A v Q (1.5分) 橡胶管道内的流速为 s m 706.033==A Q v (1分)对于喷嘴建立x)(3233x x v v Q R A p -=-ρβ79.187)(3233=--=v v Q A p R ρN (6.5分)水流对喷嘴冲击力为 '=-R R 即为手握喷嘴所需之力。
(1分)(3) 有一梯形渠道,底宽 b =10 m ,水深 h = 3 m ,边坡为 1:1,糙率 n = 0.014,底坡i =0.001。
如流动在紊流粗糙区 ,求通过的流量Q 。
(9分)解:计算渠道断面水力要素,过流断面面积 A bh mh =+=239m 2 (1.5分) 湿周 49.18122=++=h m b x m (1.5分)水力半径 R A x==211. m (1分) 舍齐系数 s /m 90.8012161==R nC (2分) 通过的流量 Q = AC (R i )0.5 = 144.93 m 3/s (3分) (4)某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。
已知渠宽B =18m ,流量Q =265m 3/s ,坝下收缩断面处水深h c =1.1m ,当坝下游水深h t =4.7m 时,问: ( 12分)1)坝下游是否发生水跃? (4分)2)如发生水跃,属于何种形式的水跃? (4分)3) 是否需要修建消能工?若需要修建消能工,估算消力池深。
(4分) 解:1)计算临界水深h k ,判断收缩断面和下游水流流态,q = Q/B =265/18 =14.72 m 3/sm81.28.972.143232===g q h k αm 因为收缩断面水深 h c =1.1 m h k 为急流,下游水深h t =4.7m > h k 为缓流, 所以溢流坝下游必定发生水跃。
2)计算收缩断面处水深h c 的共軛水深h c "h c "=)181(232-+cc gh q h =)11.18.972.1481(21.132-⨯⨯+⨯ =5.81m因为 h c " > h t ,该水跃为远驱水跃。
3)溢流坝下游发生远驱水跃,需要修建消力池。
估算消力池深d ,取水跃淹没系数 j =1.05则池深约为 d = j h c "- h t =1.05 5.81 – 4.7 = 1.40 m。