水力学A(一)练习题及参考答案 (1)

水力学A（一）习题及参考答案一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。

（√）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。

(×)3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。

(×)5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（×）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。

（×）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

(√)9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。

(√)10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。

（×）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

(√)13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。

(×)15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。

（√）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

(×)17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。

(√)18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

(×)19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。

（√）20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。

(×)22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。

(√)24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。

(√)25、水深相同的静止水面一定是等压面。

(√)26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

（×）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。

(√)32、静水压强的大小与受压面的方位无关。

(√)33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。

(×)34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。

（×）二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)1、作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）(1)大; (2)小；(3)相同；(4)无法确定。

2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（1）(1) 数值相等; (2) 数值不等;(3) 仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大。

3、已知水流的沿程水头损失系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（4）(1)层流区；(2)紊流光滑区；(3)紊流过渡粗糙区；(4)紊流粗糙区。

4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（2）（1）1 kN/m2（2）2 kN/m2（3）5 kN/m2（4）10 kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合（1）(1)对数分布；(2)直线分布；(3)抛物线分布；(4)椭圆分布。

6、长管的总水头线与测压管水头线（1）（1）相重合；（2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状；（4）以上答案都不对。

8、液流的沿程水头损失系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属（3）(1)层流区；(2)紊流光滑区；(3)紊流过渡粗糙区；(4 )紊流粗糙区。

12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为（4）（1）1 kN/m2（2）2 kN/m2（3）8 kN/m2（4）10 kN/m213、静止液体中同一点沿各方向上的压强（1）(1) 数值相等; (2) 数值不等; (3) 仅水平方向数值相等。

14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于（2）( 1 ) 1 ；( 2 ) 2 ；( 3 ) 3 ；( 4 ) 4 。

15、水泵的扬程是指（2）(1) 水泵提水高度；(2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失；(3) 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。

16、紊流粗糙区的水头损失与流速成（2）(1)一次方关系；(2)二次方关系；(3) 1.75～2.0次方关系。

17、在平衡液体中，质量力与等压面（3）（1）重合；（2）平行；（3）正交。

18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(3 )(1)急流和缓流；(2)均匀流和非均匀流；(3)层流和紊流；(4)恒定流和非恒定流。

21、图示容器中有两种液体，密度ρ2 > ρ1，则A、B 两测压管中的液面必为(2) (1) B 管高于A 管；(2) A 管高于B 管；(3) AB 两管同高。

22、紊流的断面流速分布规律符合 （1） ( 1 ) 对数分布 ； ( 2 ) 椭圆分布 ； ( 3 ) 抛物线分布 ； ( 4 ) 直线分布 。

24、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为 p a和 p b 。

若两容器内水深相等，则 p a 和p b 的关系为 （1）( 1) p a > p b (2) p a < p b (3) p a = p b (4) 无法确定25、层流断面流速分布规律符合 （3） ( 1 ) 对数分布 ； ( 2 ) 直线分布 ； ( 3 ) 抛物线分布 ； ( 4 ) 椭圆分布 。

27、紊流中粘滞底层厚度 δ 比绝对粗糙高度 ∆ 大得多的壁面称为 （1） （1）光滑面 ( 2 ) 过渡粗糙面 （3）粗糙面 （4）以上答案均不对三、填空题(在空格中填写正确答案)5、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。

8、 计算明渠均匀流的公式是i R AC Q =。

9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为 （1） 直接水击 和 （2） 间接水击 。

12、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ，层流运动13、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________ 14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ，外因是 边界条件的影响。

16、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 B —B四、问答题1．．什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。

液体可压缩性一般情况下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。

2．有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。

因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。

两者判别标准不同。

3．什么是相对压强和绝对压强？4。

写出水力半径R的表达式。

8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？10明渠均匀流产生的条件是什么？五、作图题(在题图上绘出正确答案)4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力和铅垂方向压力体。

(5分)5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。

6、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。

确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。

解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2,P=113.50kN,tan = P y /P x =1.15 ∴ =49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。

2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。

折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。

若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。

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 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.0, m 2.04/=++⨯====∑ξχd AR将参数代入上式计算，可以求解得到/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴vA Q v 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。

3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。

用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN /m 2，管路内流速v 1=0.706m/s 。

求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1)解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：sm00314.0311==A v Q s m 9.922==A Qv对于喷嘴建立x 方向的动量方程)(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。

4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =0.014，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。

进口处槽底高程Z 1=52.16m ，出口槽底高程Z 2＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。

解： i=（Z 1-Z 2）/L =0.00155.2==bh A m 29.42=+=h b x m52.0==xAR m s /m 06.6412161==R nCv=C (Ri )0.5＝1.46m/s Q= vA=3.72m 3/s 。

5、有一矩形断面混凝土渡槽(n =0.014)，底宽b ＝1.5m,槽长L ＝116.5m 。

进口处槽底高程Z 1=52.06m ，当通过设计流量Q ＝7.65m 3/s 时，槽中均匀流水深h 0=1.7m ，试求渡槽底坡和出口槽底高程Z 2？6、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。

若管嘴出口至水箱水面的高度h =5 m ，短管的总水头损失是短管流速水头的0.2倍，取动能校正系数α=1。

求管嘴的出流速度v 及此射流达到的高度z 。

7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深H=2 m，板宽B＝3m。

8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m，长l=50 m，两个30。

折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，已知通过流量Q=2.662m3/s。

若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H。

10、测定90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。

已知试验段AB长10 m，管径d＝0.05m，弯管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝0.0264，实测AB两端测压管水头差△h＝0.63cm，100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m3，试求弯管局部水头1.5m，槽长L＝120m。