水力学期末考试题 2

水力学期末考试题

一、选择题（每小题1分，共5分）

1、明渠均匀流可能发生在：（B ）

A、平坡棱柱形渠道；

B、顺坡棱柱形渠道；

C、逆坡棱柱形渠道；

D、都有可能。

2、某水库水深为10m处的绝对压强为：（ D ）

A. 10kPa；

B. 98kPa；

C. 147kPa；

D. 196kPa。

3、水的粘滞性会随着温度的升高___（1）变小 ________ 。

（1）变小（2）变大（3）不变（4）不一定

4、某点压强与受压面的关系是__（1）垂直指向受压面 _______________

（1）垂直指向受压面（2）垂直背向受压面

（3）平行于受压面（4）倾斜指向受压面

1、仅受重力时，静止液体的测压管水头线为（A.）

A.水平线

B.斜线;

C.平行线;

D.铅垂线.

二、填空题（每空2分，共12分）

1、水力最优矩形断面的宽深比是 2 ，其水力半径等于水深的一半。

2、水的运动粘滞系数随温度的升高而_ 降低 _，它的单位是 M2/S 。

3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而降低。

4、明渠均匀流的水深和断面平均流速等物理量沿程不变。

1、液体的__粘滞性_________是产生水流机械能损失的主要原因。

2、液体的主要物理特性_质量和重量、易流性、粘滞性、压缩性、表面张

力和气化_________________________________。

2、在已建渠道中，若不改变断面形状尺寸，要提高过水能力，可采取增大堤坡i

和减小糟率n 的工程措施。

三、简答题（每小题5分，共18分）

3、“恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”是如何定义的（8分）

(1)液体运动时，若任何空间点上所有的运动要素都不随时间而改变，这种水流称为恒定流。

若任何空间点上所有的运动要素随时间发生了变化，这种水流称为非恒定流。

(2)在恒定流中，液流同一流线上液体质点流速的大小和方向均沿程不变地流动，称为均匀流。当流线上各质点的运动要素沿程发生变化，流线不是彼此平行的直线时，称为非均匀流。

(3)流线接近于平行直线的流动称为渐变流，流线的曲率较大，流线之间的夹角也较大的流动，称为急变流。

1、总流能量方程的物理意义是什么？试说明方程中各项的物理意义？ 答：总流的能量方程表述为：g v p Z 22111αγ++=2

122222-+++w h g v p Z αγ

它的物理意义是：水流只能从总机械能大的地方流向总机械能小的地方。各项物理意义如下： Z ─总流过水断面上单位重量液体所具有的位能，简称为单位位能；

γ1p ─总流过水断面上单位重量液体所具有的压能，简称为单位压能；

γ1

p Z +─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均势能，简称为单位势能；

g v 22

α─总流过水断面上单位重量液体所具有的平均动能；

g v p Z H 22

αγ++=─总流过水断面上单位重量液体所具有的总能量，即总机械能； 2、什么叫总水头线和测压管水头线？什么是水力坡度和测压管坡度？

连接各断面的总水头（g v p Z H 22

αγ++

=）得到的线，即总水头线；连接 各断面的测压管水头（

γp Z +）得到的线，即为测压管水头线。

水力坡度就是总水头线的坡度，用J 表示，

l dH l dh J w -==;测压管水头线的坡度即测压管坡度，用Jp 表示，dl

p Z d Jp )/(γ+-=。

１、试说明明渠水力最佳断面是否就是经济实用断面？ 答：由梯形断面的最佳条件)1(22m m h b m -+==β可知，当

1 ,75.0<>m m β， 这是一种底宽较小，水深较大的窄深式断面。虽然水力最佳断面在相同流量下过水断面面积最小，工程量少，但应用于较大型渠道时，由于深挖高填，施工效率低，管理维护也不方便。而且在流量改变时，渠中水深变化较大，给灌溉、航运等部门带来不变，所以反而不经济。这说明水力最佳断面不一定是渠道的实用经济断面。所以在设计渠道断面时，必须结合实际条件，从经济和技术方面来考虑，既要考虑水力的最佳断面，但又不能完全受此条件约束。

五、计算题（共65分）

1、某有机玻璃矩形断面明渠，底宽m b 15.0=，水深m h 065.0=，渠底坡02.0=i ，均匀流时测得流量s L Q /20=，试求渠道的粗糙系数n 值。（10分）

解：过水断面面积200975

.0065.015.0m bh A =⨯==

湿周m h b 28.0065.0215.020=⨯+=+=χ 水力半径

m A

R 0348.028.000975.0===χ 0085.002.00348.00173.000975.021322132=⨯⨯==i R Q A n

4、如图所示为一平面闸门AB ，宽m b 5=，闸门在水深m H 8=下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。（10分）、

解：KN b H P 15685288.922

2

=⨯⨯=⨯=γ

m H e 67.2383===

1、如图所示，已知：Z=1m, h=2m,求A 点的相对压强，绝对压强和真空压强（10分）

.解：A 点相对压强 kPa h z z h p A 8.9)21(8.9)(-=-⨯=-=+-=γγγ

绝对压强 kPa p p p A a A 2.888.998=-=+=绝

真空压强 kPa p p A A 8.9||==真