水力学试题

河海大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目名称：水力学一、是非题（每题2分，共20分）1．紊流过渡粗糙区的沿程水头损失系数λ与雷诺数。

（ 错 ）2．断面单位能量s E 沿流程总是减小的。

（ 错 ）3．计算消力池池深和池长时，设计流量一般选择使池深和池长最大的流量。

（ ）4．渗流的达西定律既适用于层流也适合于紊流。

（ 错 ）5．在恒定均匀流中，沿程水头损失与速度的平方成正比。

（ ）6．两个液流在重力作用下的动力相似条件是它们的弗劳德数r F 相等。

（ 对 ）7．因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管的水头损失也不同。

（ 错 ）8．均匀流可以是恒定流，也可以是非恒定流。

（ 错 ）9．流体质点做圆周运动不一定是有旋运动。

（对 ）10．相对压强可以大于、等于或小于零。

（ 对 ）二、选择题（每题2分，共20分）1．当水流流态从层流转变为紊流后，过水断面上水流动能校正系数α和动量校正系数β将（ B ）（1）均增大 （2）均减小（3）α增大、β减小 （4）α减小、β增大2．溢流坝下泄水流收缩断面水深的跃后水深为，此时下游水深为，则形成远离水跃的条件是 （ C ）（1）2t co h h = （2）2t co h h >（3）2t co h h < （4）无法确定3．渗流模型流速与实际渗流流速相比较 （ ）（1）前者大于后者 （2）二者相等（3）前者小于后者 （4）无法比较4．明渠的临界水深决定于 （D ）（1）流量和底坡 （2）断面形状、尺寸和底坡（3）流量和糙率 （4）流量和断面形状、尺寸5．均匀流断面和渐变流断面上的动水压强 （A ）（1）均按静水压强规律分布（2）前者按静水压强规律分布，后者不静水压强规律分布（3）前者不静水压强规律分布，后者静水压强规律分布（4）均不按静水压强规律分布6．下列哪个条件满足时，明渠水流是缓流 （ C ）（1）1r F > （2）1r F =（3）1r F < （4）无法确定7．毕托管可以用来测 （ B ）（1）脉动流速（2）时均流速（3）脉动流速（4）脉动压强8．满足/0s dE ds =条件的流动是 （ C ）（1）非均匀渐变缓流 （2）非均匀渐变急流（3）均匀流 （4）临界流9．有压管流，管轴线水平，管径逐渐增大且通过的流量不变，其总水头线沿流向应（ B ）（1）逐渐升高（2）逐渐降低（3）与管轴线平行（4）无法确定10．雷诺数的物理意义是 （ D ）（1）重力与惯性力之比 （2）重力与粘滞力之比（3）粘滞力与惯性力之比 （4）惯性力与粘滞力之比三、作图题（每题5分，共10分）1．绘出下列两段不同糙率棱柱形渠道的水面曲线。

（渠道每段都充分长）(>2)i>i cNN NS 2CC2．绘出下列二向曲面的水平压强分布图和压力体图。

四、计算题（本题6小题，共100分）1．粘度测量仪由两个圆筒组成，两筒的间隙充满某种液体。

外筒与转轴连接，其半径为2r ，旋转角速度为ω。

内筒悬挂于一扭丝上，其半径为1r ，扭丝所受的力矩M 可以测出。

外筒与内筒底面间隙为a ，内筒高为H ，如图所示。

试推出该液体的动力粘滞系数μ的计算式。

aωH2．有一锥形容器如图所示，在容器的底部A 处接一U 形水银测压计，当容器没有水时，在A 以下注水后测压计压差读书为19cm ，当容器充满水后，测压计的压差读书又为多少？A 19c m3.1mρm水φ2.5mp a3．一泄洪管道直径4d m =，管长2l km =，上游水箱水面管道中心的水头25H m =，沿程水头损失系数0.02λ=，局部水头损失不计，出口用锥形阀控制流量，锥形阀顶角260α=，如图所示，当锥形阀全开时，求水流对锥形阀的作用力。

（取动能和动量校正系数1αβ==） m4．为了测定AB 管段的沿程水头损失系数λ或糙率n ，可采用如图所示装置。

已知AB 管段长10l m =，管径50d mm =。

今测得实验数据：（1）A ，B 两测压管的水头差为0.8m ；（2）通过管道的流量 2.74/Q l s =；试求该管道的沿程水头损失系数值，并用曼宁公式求其糙率n 。

BA △h5．当流场流速为x u y =，y u x =-时，试判断该流场：（1）是否存在线变形率；（2）是否存在角变形率；（3）是否满足不可压缩液体连续方程；（4）是否存在流函数和势函数若存在请求之。

6．有一长管从水池引水，管长1000L m =，管径0.6d m =，糙率0.012n =，末端与一长面直的矩形棱柱体水力最佳断面渠道相接，如图所示。

渠道糙率0.02n =，底坡0.0016i =，求管道的水头和明渠产生均匀流时的底宽b 和水深h 。

BA 1.5河海大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目名称：水力学一、是非题（每题2分，共20分）1．图为管道流速分布图，从其对应部位取出水体B ，则水体B 底面的切应力方向与水流流动方向相同。

（ ）2．不论平面在静止液体内如何放置，其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。

（ ）3．如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例，且方向一致，则两个液流就是动力相似的。

（ ）4．同一种管径和粗糙度的管道，雷诺数不同时，可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过渡粗糙区。

（ ）5．当2H m =，0.6m δ=，如图所示的建筑物为实用堰。

（ ） δ6．棱柱形明渠中形成3M 型水面曲线时，其断面单位能量S E 沿程增大。

（ ）7．因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。

（ ）8．均匀流的动能校正系数1α=。

（ ）9．用毕托管测定水槽中某点的流速，实测的应是时均流速u 。

（ ）10．在平面流动中，两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。

（ ）二、选择题（每题2分，共20分）1．某一恒定流处于紊流阻力平方区，其沿程水头损失系数λ随雷诺数的增大而 （ ）（1）增大 （2）减小 （3）不变 （4）不定2．同一渠道中有1、2两个渠段，其糙率1n <2n ，其他参数均相同。

当通过一定流量时，则两渠段的临界水深1c h 、2c h 和正常水深01h 、02h 的关系分别为 （ ）（1）1c h =2c h ，01h =02h （2）1c h =2c h ，01h <02h（3）1c h >2c h ，01h >02h （4）1c h =2c h ，01h >02h3．按普朗特动量传递理论，紊流的断面流速分布规律符合 （ ）（1）对数分布 （2）椭圆分布 （3）抛物线分布 （4）直线分布4．在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度1h 与2h 的关系为 （ ）（1）1h >2h （2）1h <2h （3）1h =2h （4）无法确定5．设某一平面流动的流函数为233x y y ψ=-，则其流速势函数ϕ为 （ ）（1）323x xy ϕ=+ （2）326x xy ϕ=-（3）323x xy ϕ=- （4）ϕ 不存在6． 渠道中出现1S 型水面曲线，则水流为 （ ）（1）缓流 （2）均匀流（3）急流 （4）急交流7．若测得两根管道的下临界雷诺数相等，则必须两管的 （ ）（1）管径d 相等 （2）液体的粘性系数ν相等（3）管径d 和ν均相等 （4）以上答案均不对8．闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关 （ ）（1）上游水位 （2）渗流系数（3）上下游水位等 （4）边界的几何形状9．明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 （ ）（1）缓流 （2）急流 （3）临界流 （4）无法判定10．平底矩形棱柱渠中闸孔出流下游有一水跃，闸后收缩断面C —C 处水深为01c h ，水流弗劳德数1Fr =012.5tc h h =，该水跃的形式为 （ ）（1）临界水跃 （2）淹没水跃 （3）远离式水跃 （4）波状水跃三、作图题（每题5分，共10分）1．定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线（管径为d 常数）。

2．定性绘图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。

（渠道每段都充分长，糙率沿程不变）i 3<i ci 2>i c i 1<i c四、计算题（本题7小题，共100分）1． 有一很窄间隙，高为h ，如图所示，其间被一平板隔开。

平板向右拖动速度为u 。

一边液体的动力粘性系数为1μ，另一边液体动力粘性系数为2μ，计算板放置的位置y 。

要求：（1）平板两边切应力相同；（2）要求拖动平板时的阻力最小。

（10分）μ2μ12． 有一压力储油箱如图所示，其宽度（垂直于纸面方向）2b m =，箱内油层厚1 1.9h m =，油的密度为30980/kg m ρ=，油层下有积水，厚度20.4h m =，箱底有一U 型水银压差计，所测之值如图所示，试求作用在半径1R m =的圆柱面AB 上的总压力（大小和方向）。

（15分） O水油Hg3． 如图所示一管道，当管道通过的流量100/Q l s =，压差计中水银的密度3013600/kg m ρ=，管道的直径由1300d mm =变为2100d mm =，不计水头损失。

求U 型水银压差计中的读数h 。

4． 如图所示，将一平板放置在自由射流之中，并且垂直于射流轴线，该平板截去射流流量的一部分1Q 射流的其余部分偏转一角度θ，已知30/v m s =，36/Q l s =，112/Q l s =，不计摩擦力。

试求：（1）射流的偏转角度θ；（2）射流对平板的作用力。

（15分）5． 做沿程水头损失试验的管道直径 1.5d cm =，量测段长度4l m =，水温5T C =（此时水的运动粘性系数20.01519/cm s ν=），试求：（1）当流量0.03/Q l s =时，管中水流的流态；（2）此时的沿程水头损失系数λ；（3）量测段的沿程水头损失f h ；（4）为保持管中水流为层流，量测段的最大测压管水头差12()/p p g ρ-为多少？（20分）6． 设流场224x u x x y =+-，22y u xy y =--，0z u =试问：（1）该流场是否符合不可压缩液体连续方程？ （2）旋转角速度ω为多少？ （3）流函数的表达式如何？ （4）驻点位置的坐标值？（15分）7． 一梯形断面明渠均匀流，已知梯形底宽3b m =，水深0.8H m =，边坡系数 1.5m =，糙率系数0.03n =，底坡0.005i =，水温20T C =（相应的运动粘滞系数），试判断此水流为层流或紊流，急流或缓流？（10分）河海大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目名称：水力学一、是非题（每题2分，共20分）1．当液体中发生真空时，其绝对压强必小于1个大气压强。