2017年水力学考试试卷及答案7

2017年水力学考试试卷及答案

一、是非题（正确的划“√”，错误的划“╳”）

（本大题分17小题，每小题1分，共17分）

1、在连续介质假设的条件下，液体中各种物理量的变化是连续的。（ √ ）

2、管道突然扩大的局部水头损失系数ζ的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 （ ╳ ）

3、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时，管中水流为紊流。 （ ╳ ）

4、紊流实质上是非恒定流。 （ √ ）

5、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 （ √ ）

6、尼古拉兹试验是研究管道沿程水头损失随雷诺数和相对粗糙度的变化关系的试验。 （ ╳ ）

7、水跃只能发生于平底明渠中。 （ ╳ ）

8、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。 （ √ ）

9、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。 （ ╳ ）

10、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。 （ √ ）

11、流网存在的充分必要条件是恒定渗流。 （ ╳ ）

12、牛顿内摩擦定律只适用于管道中的层流。 （ ╳ ）

13、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。 （ √ ）

14、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。 （ √ ）

15、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。 （ √ ）

16、当下游水位高于薄壁堰顶时，一定是淹没出流。 （ √ ）

17、不可压缩液体连续性微分方程0=∂∂+∂∂+∂∂z

u y u x u z y x 只适用于恒定流。 （ ╳ ）

二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

（本大题分8小题，每小题2分，共16分）

1、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

2、图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，阀门所受静水总压力为（（2））

（1）0.5γhA；（2）γhA

（3）0.5γh2A；（4）γhA2

3、图示为两种液体盛于容器中、且密度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

v 不能用于（（3））

4、公式RJ

（1）均匀流（2）急流

（3）管流（4）明渠流

5、图示两管道的管长L、管径d、流量q v及水温均相同，但测压管水面h1>h2，则两管糙率n l与n2的关系为（（1））

（1）n1 > n2（2）n l < n2

（3）n l = n2（4）无法确定

6、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

7、长度L=1000m的有压管道。发生水击时的水击波速α=1000m／s，则水击相长为（（2））

（1）1.0s （2）2.0s （3）3.0s （4）4.0s

8、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是（（2））。

（1）相交（2）正交（3）共轭（4）斜交

三、填空题（在空格中填写正确答案）

（本大题分4小题，每空1分，共8分）

1、作用于静止（绝对平衡）液体上的面积力有压力，质量力有

重力。

2、宽顶堰式闸孔出流。当下游发生远驱式水跃或临界式水跃时，为闸孔自由出流；当下游发生淹没式水跃时，闸孔淹没出流。

3、液体质点的运动形式有平移、变形、旋转。

4、渗流系数k与液体及土壤透水性质有关，它的物理意义是J=1时的渗流流速。

四、作图题（在题图上绘出正确答案）

（本大题分4小题，每小题6分，共24分）

1、绘出图中AB曲面上水平压强分布图及压力体。（6分）

2、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。（各渠段均充分长，各段糙率相同）（6分）

3、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。（6分）

4、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。（6分）

五、根据题目要求解答下列各题（本大题共4小题，总计35分）

1、（本小题5分）

一大水箱侧壁有一直径d=5cm的小孔口，孔口作用水头H=9.0m，孔口的流量系数μ=0.61。求孔口自由出流的流量q v。（5分）

（答案：q v=0.0159m3/s）

2、（本小题10分）

有一倾斜放置的管道，管径由d1=10cm，突然扩大至d2=20cm。试验时测得

测压管1和2中的水位分别为0.5m和0.8m，如图所示。求管道流量q v。

（取动能校正系数为1，突然扩大局部水头损失系数ξ= (A2／A1-1)2，A1、A2分别为小管和大管的断面面积，ξ对应于大管的流速。）（10分）（答案：q v=0.0311m3/s）

3、（本小题10分）

有一水平放置的管道（如图）。管径d1=10cm，d2=5cm。管中流量q v=10L/s。断面1处测管高度h=2m。不计管道收缩段的水头损失。取动能校正系数均为1。求水流作用于收缩段管壁上的力。（10分）

（答案：F=101.31 N，方向向右）

4、（本小题10分）

有一铸铁管，直径D=200mm，管壁厚度δ=10mm，管道末端阀门全开时管中流速v0=3.5 m／s。当管道末端阀门瞬时完全关闭，求水击压强。已知铸铁管弹性系数E=9.8×1010 N／m2，水的弹性系数K=19.6×108N／m2。

（答案：ΔP=4244.8KPa）