水力学期末考试题

机密★启用前大连理工大学网络教育学院2019年秋《水力学》期末考试复习题☆注意事项：本复习题满分共：200分。

一、选择题1、渐变流过水断面上的静水压强（）分布，动水压强（）规律分布。

A．按直线，也按直线 B．按直线，按曲线C．按曲线，也按曲线 D．按曲线，按直线答案：A2、在谢才公式中，当其它参数一定时，流速与水力坡度的关系是（）。

A．流速与水力坡度成正比 B．流速与水力坡度平方成正比C．流速与水力坡度平方根成正比 D．流速与水力坡度的倒数成正比答案：C3、宽浅式明渠层流过水断面上沿垂线的流速是按（）规律分布的。

A．直线 B．抛物线 C．对数曲线 D．指数曲线答案：B4、管路的比阻A表示的是（）。

A．单位水头通过单位管径面积所需要的流量B．单位水头通过单位长度管路所需要的流量C．单位流量通过单位管径面积所需要的水头D．单位流量通过单位长度管路所需要的水头答案：D5、用雷诺数判别液流型态，当雷诺数较小时，表明作用在液流上的（）起主导作用，液流呈（）型态。

A．惯性力，紊流 B．惯性力，层流 C．粘性力，紊流 D．粘性力，层流答案：D6、长管中的作用水头全部消耗在克服（）上。

A．速度水头 B．沿程水头损失 C．局部水头损失 D．压强水头答案：B二、填空题1、作用在平面上的静水总压力等于平面________与其形心处_____________的乘积。

答案：面积、静水压强F________1，流动为________。

2、明渠中，当水流流速大于相对波速时，则弗劳德数r答案：大于、急流3、棱柱形渠道恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析时，b1区曲线为处于________坡的_______水曲线。

答案：缓、降4、达西定律表达式为____________。

符合达西定律的渗流其沿程水头损失与流速______次方成正比。

、一答案：v kJ5、对于水银而言，由于内聚力比附着力______，所以细玻璃管中的水银面呈现____________面。

答案：大、凸F________1，流动为________。

6、明渠中，当水流流速小于相对波速时，则弗劳德数r答案：小于、缓流7、棱柱形渠道恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析时，b3区曲线为处于________坡的_______水曲线。

答案：临界、降8、渗流总压力或扬压力等于_____________与______________之和。

答案：浮托力、渗透压力9、液柱式压强计测压的基本原理包括____________、液体中两点的压强差等于________________。

答案：等压面原理、两点高程差乘以液体的容重F________1，流动为________。

10、明渠中，当水流流速等于相对波速时，则弗劳德数r答案：等于、临界流11、棱柱形渠道恒定非均匀渐变流水面曲线定性分析时，b2区曲线为处于________坡的_______水曲线。

答案：陡、降12、井的计算任务主要是求________________和_________________。

答案：渗透流量、浸润线的位置三、判断题1、定性分析水面曲线时，缓坡在流区号上加的下角标是5。

答案：错。

2、曲线型实用堰的流量系数随水头变化，其范围大致是0.42-0.50。

答案：对3、液体的粘性随温度的增加而增加，而气体的粘性则随温度的增加而减小。

答案：错。

4、恒定总流能量方程的应用条件中要求液体所有受力只有重力。

答案：错。

5、圆管层流过水断面上的平均流速为管轴处最大流速的1/2。

答案：对6、平底坡渠道是产生均匀流的必要条件。

答案：错。

7、底流衔接形式只可以通过临界式水跃进行消能。

答案：错。

8、液体内任意一点处向下方向的静水压强都大于向上方向的静水压强。

答案：错。

9、圆管层流断面上沿过圆心垂线的流速是按抛物线规律分布的。

答案：对10、短管中沿程水头损失远小于流速水头，可以忽略不计。

答案：错。

11、定性分析水面曲线时，临界坡在流区号上加的下角标是2。

答案：错。

12、达西定律是从明渠非均匀渗流中总结的，因此它只适用于紊流渗流。

答案：错。

13、使用水银U形压差计量测管道中的流量时，一定要测出管道上两点压强的大小才可算出流量。

答案：错。

14、均匀流过水断面上的动水压强也是按着抛物线规律对称分布的。

答案：错。

15、并联管路中流入某节点的流量和应该等于由该节点流出的流量和。

答案：对四、简答题1、何谓简单长管？其液体流动的特征是什么？（1）沿程管径、管材及流量不变，且在水力计算中只计沿程水头损失的管路称为简单长管。

（2）长管流动的特征是：① 长管中的作用水头全部消耗在克服沿程水头损失上；② 总水头线与测压管水头线重合。

2、明渠渐变流和急变流的特征主要有哪些？（1）明渠渐变流的特征是：水深沿程缓慢增加发生壅水，水深沿程缓慢减小发生降水，其次是底坡线、水面线和总水头线互相不平行，即p i J J ≠≠。

（2）明渠急变流的特征是：水面急升或急降。

3、弗劳德数的物理意义是什么？它表示作用在水流上的惯性力与重力之比。

弗劳德数小于1，说明作用在水流上的重力起主要作用，流动为缓流；弗劳德数等于1，说明作用在水流上的惯性力与重力相当，流动为临界流；弗劳德数大于1，说明作用在水流上的惯性力起主要作用，流动为急流。

五、论述题简要分析泄水建筑物下游水流的特点，论述水力学中，泄水建筑物下游水流衔接与消能方式的分类、特点？并针对某一种消能方式简要说明其水力计算方法。

解答思路：（1）概括说明泄水建筑物下游水流的特点。

（2）说明各消能方式的定义、特点。

（3）针对某一种消能方式简要说明其基本思路和计算公式方法。

针对上述内容思路进行拓展论述。

六、计算题1、某水库的正常高水位为75.6m ，溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口，下接陡槽和消能池。

宽顶堰宽60m ，堰坎高2P m =，坎顶高程70.6m ，坎顶进口修圆。

若堰与上游的引水渠同宽，试求通过的流量。

流量系数公式：（适用条件为0/3P H ≤≤。

当/3P H >时，可以令/3P H =代入计算m ） 堰顶入口为直角时：3/0.320.010.460.75/P H m P H-=++； 堰顶入口为圆角时：3/0.360.011.2 1.5/P H m P H -=++。

解：由题可知流动为无侧收缩、自由溢流的宽顶堰，60B m =，2P m =。

（1）堰上水头计算：75.670.65H m =-=（2）流量系数计算：0250.43P H <==<， 又∵坎顶进口修圆，∴3/0.360.011.2 1.5/P H m P H -=++ 则：30.40.360.010.3741.21.50.4m -=+⨯=+⨯ （3）通过流量计算① 行进流速不计，则05H H m ==3/20Q=3/230.3746051110.7m /s =⨯=② 考虑行进流速：23/23/20220.37460[5]29.860(52)Q Q ==⨯+⨯⨯⨯+ 经试算得出：31247.6/Q m s = 2、某矩形断面渠道，底坡0i =，底宽8.0m b =，流量380m /s Q =。

测得跃前水深'0.6m h =。

试求：（1）跃后水深"h ；（2）水跃长度j L （优先用 6.1"j L h =计算，不可用则采用其它公式）；（3）水跃中的能量损失j E ∆和消能系数j K ；（4）水跃的消能功率j N 。

解：（1）跃后水深"h 计算'"1)2h h =-0.61) 5.54m 2=⨯-= （2）水跃长度j L 计算18016.67m/s '80.6Q bh υ===⨯，16.87r F === 因为14.510r F <<， 6.1"j L h =式可用， 6.1" 6.1 5.5433.79m j L h ==⨯=（3）水跃中能量损失j E ∆和消能系数j K 计算332("')(5.540.6)9.07mH O 4'"40.6 5.54j h h E h h --∆===⨯⨯ 22119.070.6161%116.670.6'19.62jj E K h gαυ∆====⨯++（4）水跃的消能功率j N 计算9.8809.077111kW j N =⨯⨯=3、某一矩形断面渠道中筑有一溢流坝。

已知渠宽B ＝18m ，流量Q ＝2653m /s ，坝下收缩断面处水深c h =1.1m ，当坝下游水深t h =4.7m 时，问：（1）坝下游是否发生水跃？（2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？解：（1）计算临界水深k h ，判断收缩断面和下游水流流态，2/ =265/18 =14.72 m /s q = Q B2.81k h m === 因为收缩断面水深c h =1.1m<k h 为急流，下游水深t h =4.7m >k h 为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。

（2）计算收缩断面处水深c h 的共轭水深''c h''1)2c c h h =-1.11) 5.812m =⨯-= 因为''c t h h >，该水跃为远驱水跃。