水力学期末考试题_3

水力学期末考试题

]一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）

（本大题分10小题，每小题1.5分，共15分）

1、在连续介质假设的条件小，液体中各种物理量的变化是连续的。（√）

2、相对压强可以大于、等于或小于零。（√）

3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（√）

4、谢才系数C的单位是m （×）

5、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的

真实断面平均流速u小。（√）6、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。（√）

7、公式

2

2

f

l v

h

d g

λ

=既适用于层流，也适用于紊流。（√）

8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（√）

9、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（√）

10、局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。（×）

二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

（本大题分5小题，每小题2分，共10分）

1、静止液体中同一点各方向的压强（(1) ）

（1）数字相等（2）数值不相等

（3）仅水平方向数值相等（3）铅直方向数值最大

2、可以形成均匀急流的明渠底坡是（(2) ）

（1）缓坡（2）陡坡

（3）平坡（4）负坡

3、宽顶堰流量系数m的最大值为（（2））

（1）0.30 （2）0.385 （3）0.502 （4）0.75

4、流函数（(3) ）

（1）在等势面上为常数（2）只有在无旋流中才存在

（3）沿流线为常数（4）表达了速度与压强的关系

三、思考题（4×8=32分）

1．图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A1V1=A2V2的连续方程？为什么？

答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。

2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？

答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线：

2

2

()2s Q E h f h gA

α=+

=

二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45°

角直线为渐近线h →∞，Es →∞；

2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ；

3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态：

（1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h

3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？

答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。 4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？

长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。

四、作图题（2×6=12分）

1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。

2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。

五、根据题目要求解答下列各题（本大题共3小题，总计31分）

1、（本小题8分） 已知某流场的流速势为()2

22

a x y φ=

-，式中a 为常数，试求： （1）u x 及u y ； （2）流函数方程。 2、（本小题12分）

一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面内，两端输入流量Q 1=0.2m 3/s ，Q 3=0.1m 3/s ，相应断面动水压强p 1=20kPa, p 3=15kPa,两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径d 1=0.3m ，d 2=0.2m ，d 3=0.15m ，θ=30°。试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力）。

;47kN .0A p P ;0kN .0A p P ;41kN .1A p P 3-32-21-1 (2) / 18.3A Q v m/s; 8.49 A Q

v m/s; 2.82 A Q v / 15.02/)(Q 213332221113

332221113312231=⋅==⋅==⋅=======

=+=∴=+：求各断面的动水总压力体，断面间的水体作为控制和，以）解：（s m s m Q Q Q Q Q N 3

N 2

N 1N 1K

b 1

c 1

a 2

c 2

N 2

b 2

P 2P 1

P 3

P 2

R x R x

1

1

2

222

3

3=0 V 0 =0

V 4

≠ 0 V 1

V 2

V 3

总水头线

测压管水头线

x