河海大学研究生考试-水力学-2006真题答案

河海大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题解析

考试科目名称：水力学

一、是非题（每题2分，共26分） 1． ×

【参考答案】由牛顿内摩擦定律du

T A dy

μ=，所以液体流层之间的内摩擦力与液体所承受的压力无关。 2． √

【参考答案】紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。

【点 评】要区别几组概念：

①恒定流与非恒定流：运动要素是否随时间变化来区分。

②层流和紊流：下界雷诺数e R 小于2320的为层流，下界雷诺数e R 大于2320的为紊流。 ③均匀流与非均匀流：流速的大小和方向是否沿流线变化来区分。 对紊流来说u u u '=+，其中u '为脉动流速，u 为时均流速。如果时均值不随时间变化，称为（时均）

恒定流。

3． ×

【参考答案】液体作层流运动时，沿程水头损失λ仅仅与e R 有关，而与相对粗糙度d

∆

无关。 【点 评】 4． √

【参考答案】明渠为均匀流时，缓坡上一定是缓流，陡坡上一定是急流。 5． ×

【参考答案】淹没出流的条件有两个（适用于薄壁堰和实用堰）： ①下游水位高于堰顶； ②堰下游发生淹没水跃。

要同时满足这两个条件，则发生淹没出流。 6． ×

【参考答案】有压管道中水流作均匀流，总水头线、测压管水头线必定平行，而“管轴线”是否平行是无必然联系的。 7． ×

【参考答案】根据通过泄水建筑物的几个不同的流量计算相应的co h 、2co h ，并确定t h ，使

2()co t h h -为最大值所对应的流量作为计算消力池深度d 的设计流量，而消力池长度则取最

大流量作为设计流量。 8． ×

【参考答案】在无压渗流的自由表面线（又称为浸润线）上，各点的压强相等。

因为断面总能量22S p v E z g g αρ=++，其中2

2v g

α很小，可以忽略； 故断面总能量S p E z g

ρ=+

； 虽然各点压强相等，但由于势能不同，故不是等水头线。 9． ×

【参考答案】从0t =至2l

t c

=的一相称为水击的第一相； 从2l t c =至4l

t c

=的时间称为周期。

10． ×

【参考答案】分别将的p ∆ 、ρ 、v 量纲带入运算：

23M p L LT M L v T

L T

ρ∆==⋅；可见组成的并非无量纲数。

11． √

【参考答案】临界水深c h 决定于流量、过水断面形状尺寸有关，跟底坡i 和糙率n 无关。 12． √

【参考答案】做出以下区别：

绝对压强：abs p （气体全部抽空为起点），变化范围是[0,)+∞； 相对压强：r abs a p p p =-，变化范围是[],a a p p -；

绝对压强：v a abs p p p =-，变化范围是[],a o p ； 出现真空就出现负压，必小于零。 13． ×

【参考答案】均匀流是指流速的大小和方向不沿流线变化，均匀流的特征： ①流线时相互平行的直线，所以过水断面时平面，且面积不变； ②流速分布沿程不变； ③在均匀流的过水断面上 p

z c g

ρ+

=； 题干中“均匀分布”的意思并不吻合。例如抛物线分布、矩形分布的断面流速也是均匀分布的，但都并不是均匀流。

二、选择题（每题2分，共24分） 1． （3）

【参考答案】根据粘性底层厚度0δ与绝对粗糙度∆的对比可将紊流壁面分为以下三类： ①∆<0δ， 紊流光滑面；

②0δ<∆<0δ+1δ， 紊流过渡粗糙面； ③∆>0δ+1δ ， 紊流粗糙面。

于是，题干中粘性底层厚度0δ比绝对粗糙度∆小得多的壁面称为粗糙面。 2． （3）

【参考答案】总水头线：2

2p v E z g g

αρ=++ ； 测管水头线：p E z g

ρ=+

； 总水头线一直下降，当水流突然扩大时，总水头线下降，测管水头线上升。即表明有压管道的测管水头线可以沿流上升，也可以沿流下降。 3． （1）

【参考答案】对某种液体而言，v 值主要随温度而变，并随温度的升高而减小。 4． （1）

【参考答案】静止液体中任一点处各个方向的静水压强的大小都相等。

5． （4）

【参考答案】根据能量方程：22

1112221222w p v p v z z h g g g g

ααρρ+

+=+++； 因等直径管道所以2112v g α与2222v g α相抵消；12

12w p p h z z g

ρ-=-+>0；其中12z z ->0；

由此可以看出12

p p g

ρ-是否大于零是不一定的。 6． （2）

【参考答案】由Fr = ；22

2

12221mv v Fr gh mgh =

=⨯=> 所以1Fr >，所以为急流。

7． （2）

【参考答案】对于实用堰有三种情况：

① 当d H H =，d m m =； ②当d H H >，d m m >；可以形成真空，流量增大； ③当d H H <，d m m <；可以减小堰的过水能力。 8． （2）

【参考答案】试验表明，消力池中淹没水跃的长度较平底渠道中自由水跃的长度为短，这是由于水跃水跃受池末坚壁的约束所致，一般约减小20%~30%，因此从收缩断面起算的消力池长度为：(0.7~0.8)j l l = 。 9． （1）

【参考答案】达西定律： v k J =，式中：w

h J l

=

—渗流水力坡度；w h —渗流水头损失； l —渗流长度；k —渗流系数。反映土壤渗流能力大小，其有速度的量纲。

适用条件：均匀层流，砂土，具有线性规律。 10． （2）

【参考答案】重力相似准则：p m Fr Fr = 11． （2）