水力学水动力学基础-试卷1_真题-无答案

水力学（水动力学基础）-试卷1

(总分70,考试时间90分钟)

1. 计算题

1. 已知流速场，求空间点M(3，0，2)在t=1时的加速度。

2. 图3—9所示收缩管段长l=60cm，管径D=30cm，d=15cm，通过流量Q=0．3m3／s。如果逐渐关闭闸门，使流量线性减小，在30s内流量减为零。求在关闭闸门的第10秒时，A 点的加速度和B点的加速度(假设断面上流速均匀分布)。

3. 试求下列各种不同流速分布的流线和迹线。

4. 已知流体的速度分布为ux=1一y，uy=t。求t=1时过(0，0)点的流线及t=0时位于(0，0)点的质点轨迹。

5. 有一底坡较陡的渠道如图3-10所示，水流为恒定均匀流，设A点距水面的铅直水深为3．5m。以过B点的水平面为基准面计算A点的位置水头、压强水头、测压管水头并在图上标明。

6. 如图3—11所示，水流从水箱经过管径d1=5cm，d2=2．5cm的管道在C处流人大气，已知出口断面平均流速为1m／s，求AB管段的断面平均流速。

7. 对于不可压缩液体，下面的流动是否满足连续性条件?(1)ux=2t+2x+2y，uy=t-y—z，uz=t+x—z(2)ux=x2+xy一y2，uy=x2+y2，uz=0(3)ux=2ln(xy)，

8. 如图3—12所示，某一压力水管安有带水银比压计的毕托管，比压计中水银面的高差△h=2cm，求A点的流速uA。

9. 在一宽浅式明渠中产生均匀流，现用和比压计相连的两根毕托管量测流速，已知A、B、C各点位置如图3～13所示，γ1=8036 N／m3。当毕托管位于A、B两点时比压计中的液面差△h1=0．3m，h1=0．6m，当毕托管位于A、C两点时比压计中的液面差△h2=0．5m．。

求C点的流速uC。

10. 圆管水流如图3—14所示，已知：dA=0．2m，dB=0．4m，pA=6．8 6N／cm2，pB=1．96N ／cm2，vB=1 m／s，△z=1m。试问：(1)AB间水流的单位能量损失hω为多少米水头? (2)水流流动方向是由A到B，还是由B到A?

11. 有一渐变管，与水平面的倾角为45°，其装置如图3—15所示。1—1断面的管径d1=200mm，2—2断面的管径d2=100mm，两断面间距l=2m，若重度γ’为8820N／m3的油通过该管段，在1—1断面处的流速v1=2m／s，水银测压计中的液位差h=20cm。试求：(1)1—1断面到2—2断面的水头损失hω1-2；(2)判断液流流向；(3)1—1断面与2—2断面的压强差。

12. 铅直管如图3—16所示，直径D=10cm，出口直径d=5cm，水流流入大气，其他尺寸如图所示。若不计水头损失，求A、B、C 3点的压强。

13. 如图3—17所示，溢流坝过水的单宽流量q=29．8m3／s.m，已知1—1断面到c—c断面过坝水流的水头损失。求hc及vc。

14. 图3—18所示为一抽水装置。利用喷射水流在喉道断面上造成的负压，可将容器M中的积水抽出。已知H、b、h，如不计水头损失，喉道断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么条件才能使抽水装置开始工作?

15. 文透里流量计装置如图3—19所示，D=5cm，d=2．5cm，流量系数μ=0．95，在水银比压计上读得△h=20cm。试求：(1)管中所通过的流量；(2)若文透里管倾斜放置的角度发生变化时(其他条件均不变)，问通过的流量有无变化?

16. 如图3—20所示，水从d1=0．6m水管进入一水力机械，其入口压强p1=147．1kN／m2，出口后流入一个d2=0．9m的水管，此处p2=34．32kN／m2，Q=450L／s，设其间能量损失，求水流供给水力机械的功率。

17. 在测定流量用的密闭水箱中开一直径d=2cm的孔口，为了测定水箱中的压强，安置了一个U形水银测压管，如图3-21所示，设h1=4．0cm，h2=20．0cm，孔口流量系数水头损失为求恒定流的流量Q(设水箱的断面面积比孔口断面面积大得多)。

18. 如图3-22所示，一水泵产生水头Hp一50m，水泵吸水管从水池A处吸水，吸水管直径d1=150mm，所产生的水头损失为,v1为吸水管平均流速，水泵安装高程z2=2m，出水管直径d2=100mm，末端接一管嘴，直径d3=76mm，管嘴中心距吸水池水面高30m，出水管所产生的水头损失为为出水管断面平均流速，计算：(1)管嘴C点的射流流速v；(2)水泵入口处B点的压强。

19. 嵌入支座内的一段输水管，其直径由d1为1．5m变化到d2为1m(图3—23)，当支座前的压强p=4个大气压(相对压强)，流量Q为1．8m3／s时，试确定渐变段支座所受的轴向力R。不计水头损失。

20. 一水平管道末端装一向上弯曲的喷嘴，转角α=45°，喷嘴的进口直径dA=0．20m，出口直径dB=0．10m，出口断面平均流速vB=10m／s，两断面中心A、B的高差△z=0．2m，通过喷嘴的水头损失，喷嘴中水重G=196N，求水流作用于喷嘴上的作用力F。

21. 主管水流经过一非对称分岔管，由两短支管射出，管路布置如图3—26所示。出流速度v2、v3为10m／s，主管和两支管在同一水平面内，忽略阻力。(1)求水体作用在管体上的x 和y方向力的大小；(2)管径为10cm支管应与x轴交成何角度才使作用力的方向沿着主管轴线?

22. 如图3—27所示，一矩形渠道宽4m，渠中设有薄壁堰，堰顶水深1 m，堰高2m，下游尾水深0．8m，已知通过的流量Q=6．8m3／s，堰后水舌内外均为大气，试求堰壁上所受动水总压力(上、下游河底为平底，河底摩擦阻力可忽略)。

23. 不可压缩无黏性的液体从平板闸门下缘下泄。液体的密度为ρ，其他量如图3—28所示，为使闸门AB不致被液流冲走，试确定闸门AB每单位宽度需施加的支撑力R与γ(重度)、h1、h2的关系式。

24. 水箱上装一圆柱形内管嘴，管嘴断面面积为A，经管嘴出流的水股收缩断面面积为Ac，则收缩系数。假设水箱体积很大，水位不变，沿箱壁压强分布可按静水压强分布考虑，此外，不计水头损失。(1)证明ε=0．5；(2)水股对水箱的反作用力为多少，方向如何?