权威水利学复习题及答案2

中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案《水力学》一、 填空题： 1静止流体 剪切应力。

2均质的不可压缩流体是密度 的流体。

3某液体的动力粘度s pa ⋅=005.0μ，密度3/850m kg =ρ，则其运动粘度ν＝ m 2/s 。

4应用牛顿内摩擦定律分析，当流体粘度一定时，影响流体的切应力大小的因素是_____________________________。

5均匀渗流的流速为0.001cm/s,，流程s=100m 的渗流水头损失h w =3m ，其渗透系数k 为 cm/s 。

6图示容器内液面的相对压强p 0= Pa 。

(2题图) (3题图)7垂直放置的4m ×4m 矩形闸门，一侧挡水，顶部与自由表面齐平，则水压力对闸门底部的力矩M= m KN ⋅。

8液体中某点的相对压强为-35kPa ，当地大气压为0.1MPa ，该点绝对压强1汞水32为 kPa 。

9已知当大气压强为2/95m kN ，则绝对压强为2/227m kN 时的相对压强为________工程大气压，绝对压强为2/70m kN 时的真空度为_________m 水柱。

10图示为一密闭容器，上装有一U 形水银测压计，其中１、２、３点位于同一水平面上，其压强p 1、p 2、p 3的关系为 。

11如图所示为一分岔管路，已知两支管直径分别为cm d 201=和cm d 102=，若两支管的断面平均流速比121=v v ，则两支管的流量比21Q Q为 。

(3题图) (5题图)12在恒定流中，流线与迹线 。

13有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q 2=Q 3=0.5Q 1，A 2=A 3=0.5A 1，各断面形心位于同一水平面内，取α1=α2=α3，忽略水头损失，则2—2断面的形心点压强p 2与1—1断面形心点压强p 1的关系为 。

（4题图） （5题图）14一圆管水流，直径d ＝2cm ，平均流速v ＝8cm/s ，运动粘性系数ν＝0.01cm 2/s ，管长23 在相同的水头作用下，相同过水断面管嘴的过流能力 孔口的过流能力。

24 雷诺数表征惯性力与 之比。

25已知某液流的沿程水头损失系数λ=0.02，则谢才系数 C= sm21。

26对于梯形水力最优断面，其水力半径R 等于 。

27 明渠均匀流的水力坡度J 、水面坡度J p 与底坡i 三者的关系是 。

28在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是 。

二、 单选题：1如图：一平板在油面上作水平运动。

已知平板运动速度v=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度s Pa ⋅=1.0μ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 ［ ］A. 10PaB. 15PaC. 20PaD. 25Pa2影响水的运动粘滞系数的主要因素为 [ ]A.水的温度B. 水的密度C. 当地气压D. 水的流速 3连续介质假设意味着 [ ] A. 流体质点互相紧连 B. 流体为理想无粘性 C. 流体分子间有空隙 D. 流体不可压缩 4如图所示：一平板在油面上作水平运动。

已知平板运动速度v=1m/s ，平板与固定边界的距离δ=5mm ，油的动力粘度s Pa ⋅=1.0μ，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 [ ]A.10PaB.15PaC.20PaD.25P5图中正确的等压面是 ［ ］A. A ——AB. B ——BC. C ——CD. D ——D6一封闭容器，水表面上气体压强的真空值kPa p v 10=，水深2m 处的相对压强为[ ]A. -10kPaB. 9.6kPaC. 19.6kPaD. 29.6kPa7已知水中某点绝对压强为p ′=49kN/m 2，如当地大气压强为98kN/m 2，其真空度（以水柱高度计）为 [ ]A. -5mB. 0.5mC. 5mD. 不存在真空8 不可压缩流体恒定总流的连续性方程是 [ ] A. 2211dA u dA u = B. 2211A u A u = C. 2211A v A v = D. 2211dA v dA v =9圆管层流区的沿程摩阻系数λ与 [ ] A. 雷诺数有关 B. 管壁相对粗糙度有关 C. 雷诺数和相对粗糙度有关 D. 雷诺数和管长有关10图示U 型管水银压差计，A 、B 两水银液面高差为Δh ，则所测水管中同一水平面上两点的压强差为 [ ]A. 13.6ΔhB. 12.6ΔhC. 9.8ΔhD. Δh水水A AB DBDC C 水汞28如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节 阀，则水头损失 [ ]A.21w w h h >B.21w w h h <C.21w w h h =D.阀j w h h =1三、 简答题1.为保证管嘴正常工作，以达到增大流量的目的，管嘴的长度应符合L=(3～4)d ，太长或太短都不行,为什么？2. 简要说明雷诺数与弗劳德数的力学意义及弗劳德数的能量意义。

3.试述液体静力学基本方程c gpz =+ρ及其各项的几何意义。

4. 什么叫水跃？什么叫水跌？ 四、 作图题1.绘出图示圆柱面上的压力体图及水平静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。

2.绘出图示曲面上的压力体图及水平静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。

Q 1K调节阀Q 23.绘出图中圆柱曲面上的压力体图，标明压力的方向。

4绘出图示圆柱面AB 上的压力体图，标明压力体的方向。

五、 计算机1.一矩形断面渠道，宽B=10m ，渠内有一直立平板闸门。

已知闸前水深H=5m ，闸前行近流速v 0=0.96m/s ，闸后收缩断面水深h C =0.8m ，不计水流过闸的水头损失，求水流对闸门的水平推力。

2.涵洞进口，装有与水平面夹角α=60°的圆形平板闸门AB ，直径d=1m ，其自重G=980N ，铰接于A 点，闸门中心水深h C =4m 。

试求当下游无水时打开闸门的最小铅直拉力T 。

3.图中水自压力容器恒定出流。

设表压强kPa P M 170=，h=3m ，管嘴直径m d 1.01=，m d 05.02=，不计水头损失，试求管嘴所受流体的水平作用力。

BA4.杯式水银压力计如图。

若杯上接大气时，测压管中的液面在O －O 处。

已知杯的直径d 1=60mm ，测压管直径d 2=6mm ，水银的密度13600kg/m 3，图中p a 为大气压强。

当测压时测压管中液面下降h=300mm ，求此时杯上的压强p 。

水银d 2h0p a p Δh d 126 B 27C 28 C三、 简答题1 答：（1）若管嘴太长，管壁粗糙对水流的影响程度大，沿程水头损失增大，管嘴变成短管出流而减小过水能力；（2）若管嘴太短，管嘴内收缩断面至出口的距离则短，流束收缩后来不及扩大到整个管嘴断面，在收缩断面处不能形成真空而失去了管嘴的作用。

所以管嘴的长度应符合L=(3~4)d ，太长或太短都不行。

2 （3）弗劳德数的能量意义：表征断面平均动能的二倍与断面平均势能的比值。

（2）弗劳德数的力学意义：表征惯性力作用与重力作用的对比；答：（1）雷诺数的力学意义：表征惯性力作用与粘性力作用的对比；3 答：z ：表示液体某点在基准面以上的高度，称为位置水头。

gp ρ：表示某点液体沿测压管上升的高度，称为压强水头。

c gp z =+ρ：表示静止液体中各点的测压管水头相等。

4 答：水跃是明渠水流由急流（h <h k ）状态向缓流 （h >h k ） 状态过渡时短流程内的一种水面急剧跃升的局部水力现象；水跌是明渠水流由缓流过渡到急流，水面急剧降落的局部水力现象。

四、 作图题1 234五、 计算题1 解：如图所示：选闸前符合渐变流条件的1—1过水断面、闸后收缩断面为2—2过水断面，以渠底线为基准面为0—0。

）s mHB V Q 3048== s m h H V V cc 60== 对1—1和2—2间水体列x 方向动量方程：()R P P V V Q c --=-21012ββρR kN 72.951=2 解：kN kN A p P c 7876.301448.92=⨯⨯⨯==π闸门铰A 沿闸门方向距水面的斜距L 1为：260sin 1d h L C -︒= m 1188.4=圆形平板闸门所受静水总压力的压力中心D距铰B 的长度为： P zh 1h 2m d L d L d L D 5135.0)2(8)58(11=++= 将闸门上所受的力均对A 点取矩：060cos 260cos =--D L P d G Td 闸门 kN T 1108.32=当下游无水时，在B 点将门吊起所需的力T 至少为32.1108kN 。

3 解：列水箱液面0—0和管嘴出口2—2断面的伯努利方程：gv h g P m 222=+ρ s m v /97.192=2211A v A v =s m v /99.421=s m v d Q /0392.099.41.04432121=⨯⨯==ππ列1—1和2—2断面的伯努利方程：gv g p z g v g p z 2222222111++=++ρρ 0,221==p z zkPa p 9375.1861=∴取1—1和2—2间液体为控制体，设喷嘴对流体的水平作用力为T ，列水平方向的动量方程：()122114v v Q T d p -=-ρπ可得：KN T 88.0=流体对喷嘴的水平作用力大小为0.88KN,方向水平向右。

4 解：测压时，()0=∆++=h h g p p a ρ222144d h d h ππ=∆mm h 3=∆。