水力学复习题及答案

水 力 学 复 习 题 1

一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1. 下列物理量中，有量纲的数为（ C ）

A ．佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数λ

C ．渗流系数k m/day D. 堰流流量系数m 2. 缓坡明渠中的均匀流是（A ）

A ．缓流 B. 急流 C. 临界流 D. 可以是急流或缓流 3. 管流的负压区是指测压管水头线（ C ）

A ．在基准面以下的部分 B. 在下游自由水面以下的部分 C ． 在管轴线以下的部分 D. 在基准面以上的部分

4. 有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i 1>i 2，

则其均匀流水深h 1和h 2的关系为（ B ）

A ．h 1>h 2 B. h 1

A ．流量 B. 切应力 C. 沿程水头损失 D. 水力坡度 6. 平衡液体的等压面必为（D ）

A ．水平面 B. 斜平面 C. 旋转抛物面 D. 与质量力正交的面 7. 理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时， （

B ）

A 整个流场内各点的总水头)2//(2g u p z ++γ相等

B 只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2g u p z ++γ相等

C 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程减小

D 沿流线总水头)2//(2g u p z ++γ沿程增加

8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m ，堰上水头为2m ，则该堰流属于（ c ）

A ．薄壁堰流 B. 宽顶堰流 C. 实用堰流 D. 明渠水流 9. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ A ）

A ．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

10. 一段直径不变管道的流速从2m/s 增加到4m/s 时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水

损失是原来的（ d ）倍 A ．1 B.2 C. 2 D. 4 二、填空题（在空格中填写正确答案）

（本大题共8小题，每空格2分，共16分）

1．有一明渠均匀流，通过流量s m Q /553=，底坡0004.0=i ，则其流量模数K = 2750 . 2．水泵进口真空计的读数为2/5.24m KN p k =，则该处的相对压强水头为 2.5 m 3．矩形断面渠道，水深h=1m ，单宽流量s m q /13=,则该水流的佛汝德数Fr = 。 4．宽顶堰的总水头H 0=2m, 下游水位超过堰顶的高度h s =，此时堰流为 出流。 5．渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为 。 6．已知谢才系数s m C /1002/1=，则沿程阻力系数λ= 。 7．当液流为 恒定流 流时，流线与迹线重合。 8．直径为1m 的管道中的水流，其水力半径为 。 三、计算题 （本大题分5小题，共54分）

1．（本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB ，宽为1m （垂直于纸面方向），半径R =1m ，m h 21=，m h 32=，计算曲面AB 所受静水总压力的大小、方

向和作用点。

h 1

h 2

R

p 0

2．（本小题10分）有一长度为L 的有压管道，管径d=，作用水头H=3m ，在L/2处装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m ，不计行进流速，求管道中通过的流量。

1m

H

L/2

L

3．（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角o 30=θ，渐变段长L=10m ，渐变段中水体重量G=2KN ，进水管直径m d 2.01=，流速s m V /11=，形心点相对压强水头m p 50/1=γ水柱高，出水管直径m d 1.02=，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力x R 和y R 。

L

x

y

1

1 2

2

水力学1答案：

一、单项选择题（20分）

2. A 5. C 二、填空题（16分）

1. 2750m 3/s

2. –

3.

4. 自由出流

5. 矩形/或均匀分布

6．

7.恒定流 8. 0.25m 三、作图题

0≠上V 0≠下V

i 1=i c

i 2

i 3>i c

四、计算题 1． （10分）

画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）； 水平方向静水总压力：)(5.24115.28.9←=⨯⨯⨯==KN A h P c x γ （2分） 垂直方向静水总压力：)(71.21)4/1113(8.92↑=⨯-⨯⨯⨯==KN V P z πγ （2分） 总静水总压力：KN P P P z x 73.3271.215.242222=+=+= （1分）

与水平方向的夹角：o x z tg P P tg 5.415

.2471.2111

===--θ （1分） 距底部B 点的垂直距离：m R e o 663.05.41sin 1sin =⨯==θ （2分）

2．（10分） 以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程： 得m h f 12/= （4分） 列水箱和出口断面能量方程得，g V g V 2/2/2322++=ξ（5.0=ξ）

所以V=m g 615.33/4= （5分）

s l s m VA Q /4.28/0284.04/1.01.0615.33==⨯⨯⨯==π （1分） 3．（12分）

s m V d d V /4)/(12212==， s m A V Q /0314.0311== （1分） 以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程：

g

V p z g V p z 222222221111αγαγ++=++ 取121==αα （3分）

6

.19430sin 106.191500222++⨯=++γp o ，

得m p 23.44/2=γ水柱，即22/5.43323.448.9m KN p =⨯= （2分）