西安理工大学2011年硕研水力学入学试题

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西安理工大学
2011 年攻读硕士学位研究生入学考试命题纸（A卷）考试科目水力学基础
使用试题学科、专业水利工程、环境工程等
（共八题，答题不得使用铅笔、红色笔、不必抄题，但需标明题号。

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11、图示管道中两根测压管的水面高差 ∆h 代表局部水头损失的是 ( )
(1) 图A ； (2)图B ； (3) 图C ； (4) 以上答案都不对 。

12、如图所示，两水库水位差为 H ，其间以两根管路相连通。

已知直径 d 1=2d 2，管长L 及沿程水头损失系数λ均相等。

若按长管计算，则两管的流量之比为 （ ） （1）Q 1/ Q 2 =1.732； （2）Q 1/ Q 2=1.414； （3）Q 1/ Q 2=2-2.5； （4）Q 1/ Q 2=22.5 。

13、若要求并联长管道每根管道所流水流的总能量损失相等，则必要求每根管道的
（ ）
（1）流量相等； （2）糙率相等； （3）管长相等；
（4）管径相等。

14、有一输水管道，d=5cm ，水温t=20℃（ν=0.0101cm 2/s ）,欲使管中水流为紊流，
则管内通过的流量应为 （ ）
（1）79.3cm 3/s ；（2）50cm 3/s ； （3）75×10-3l/s ； （4） 49.7cm 3/s
15、下列说法错误的是： （ ） （1）在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。

（2）阻力平方区的沿程水头损失与断面平均流速 v 的平方成正比。

（3）在紊流粗糙区中，沿程水头损失系数与平均流速的1.75~2.0次方成正比。

（4）属于紊流粗糙区的管道流动，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。

二、（10分）层流明渠粘性液体的动力粘度为s Pa 1052•⨯=-μ，断面流速分布为2y)-C(b -a =u ，式中C 为待定常数，a=100m/s ，b=5.0m ，试求： （1）C 的数值，及流速梯度；（2）切应力分布； （3）最大切应力。

提示：注意利用边界条件求解。

三、（20分）半圆筒形闸门的上游水深H 1=2 m ，下游水深H 2=1.0 m ，闸门的直径D =H 1，
闸门宽度b =1 m ，如图所示。

要求：
(1) 绘出闸门上水平分力的压强分布图及垂直分力的压力体图，并标明方向；
(2) 计算闸门所受的静水总压力及其方向。

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四、（10分）一矩形水箱的长度L =2.0 m ，箱中静水面至箱顶的高度h =0.4 m ，如图所示。

当水箱作直线等加速运动，问加速度 a 为多大时，水将溢出水箱。

五、（20分）已知用欧拉法表示液体运动时的流速分量为0,,=-==z y x u ky u kx u 。

k 为不等于0的常数，试确定：
(1) 该流动是否为恒定流？是否满足连续性方程？
（2）求其加速度；
（3）写出流线的微分方程并求出流线方程。

六、（20分）水由水箱1经圆滑无摩擦的孔口水平射出冲击到一平板上，使平板能封盖住另一水箱2的孔口，两孔口中心重合，而且d 1=12
d 2，当已知水箱1中水深h 1时，求水箱2中水深 h 2 最大能为多大（不计平板重量和水头损失）。

七、（20分）一矩形长直明渠，已知底宽B=0.5m ，水深h=0.1m ，水的粘滞系数ν=10-6m 2/s ，流量Q=7 l/s ，单位渠长的沿程水头损失0.0001。

试证明2
8C g =λ。

（其中g 为重力加速度、C 为谢才系数）。

并计算
（1）渠底的切应力τ0；（2）距离渠底0.25h 处的切应力τ；（3）沿程阻力系数λ。

八、（20分）一台离心泵装置如图所示，吸水管长l 1=15m ，压力管长l 2=62m ；各局部水头损失系数分别为：进口ξ1= 4.5，90。

弯头ξ2=0.38，30。

弯头ξ3=0.3，出口ξ4=1.0；直径均为d =63mm ，沿程水头损失系数λ=0.018；上下游水池高差H =24m ，通过流量Q =24.0 m 3/h ，上下水池的流速约为0 m/s 。

(1)若水泵进口处2-2 断面最大允许真空度为6.6m ，求水泵允许安装高度Z S ；
(2)水泵效率η=82%，求水泵的轴功率。