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.docx
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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
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,密度,则其运动粘度
ν=m2/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hw=3m,其渗透系数k
为cm/s。
6
图示容器内液面的相对压强p0=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=。
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
为kPa。
9
已知当大气压强为,则绝对压强为时的相对压强为________工程大气压,绝对压强为时的真空度为_________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p1、p2、p3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和,若两支管的断面平均流速比,则两支管的流量比为。
(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Q2=Q3=0.5Q1,A2=A3=0.5A1,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p2与1—1断面形心点压强p1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=0.01cm2/s,管长
L=1000m,则Re=,hw=m水柱。
15
只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体
的大小,就能判断出流动方向。
16
图示为一并联长管道。
已知流量Q1>Q2,则管1与管2的水头损失关系为
hf1hf2,单位时间内通过的液体总机械能损失关系为γQ1hf1γQ2hf2。
(填>、=、<、≠等)
17
某水管的直径d=100mm,断面平均流速v=0.5m/s,水的运动粘滞系数ν=1.01×10-6m2/s,
则管中雷诺数Re为,所以水流为流。
18
如图所示的并联管路,已知两支管流量Q1>Q2,则管路1与管路2的水头损失关系为
hf1hf2,单位时间内通过的液体总机械能损失关系为ρgQ1hf1ρgQ2hf2。
(填>、<、=、≠等)
19
水在直径d=1cm的圆管中流动,流速v=1m/s,运动粘滞系数ν=0.01cm2/s,因雷诺数Re=,所以水流为流。
20
圆管层流实测管轴上流速为4m/s,则断面平均流速
为m/s。
21
水力学中将粘性底层的厚度显著地大于粗糙凸起高度的壁面称
为面。
22
水力学中将粘性底层的厚度显著地大于粗糙凸起高度的壁面
称为。
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=。
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Jp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,则作用在平板单位面积上的粘滞阻力[]
A.10Pa
B.15Pa
C.20Pa
D.25Pa
2
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,则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为[]
A.10Pa
B.15Pa
C.20Pa
D.25P
5
图中正确的等压面是[]
A.A——A
B.B——B
C.C——C
D.D——D
6
一封闭容器,水表面上气体压强的真空值,水深2m处的相对压强为
[]
A.-10kPaB.9.6kPa
C.19.6kPaD.29.6kPa
7
已知水中某点绝对压强为p′=49kN/m2,如当地大气压强为98kN/m2,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.B.
C.D.
9
圆管层流区的沿程摩阻系数与[]
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.13.6Δh
B.12.6Δh
C.9.8Δh
D.Δh
11
恒定流的[]
A.位变加速度为零B.时变加速度为零
C.位变加速度与时变加速度均为零D.位变加速度与时变加速度均不为零
12
一等直径水管,A——A为过流断面,B——B为水平面,1、2、3、4为面上各点,各点的运动物理量有以下关系[]
A.p1=p2
B.p3=p4
C.
D.
13
层流的沿程水头损失系数λ[]
A.只与雷诺数有关B.只与相对粗糙度有关
C.与雷诺数及相对粗糙度有关D.只与流量有关
14
均匀流是[]
A.当地加速度为零B.迁移加速度为零
C.向心加速度为零D.合加速度为零
15
圆管层流中,沿程水头损失与断面平均速度的[]
A.0.5次方成正比B.1.0次方成正比
C.1.75次方成正比D.2.0次方成正比
16
孔口出流的基本公式为[]
A.B.
C.D.
17
两不同管径串联管道的正确计算公式是[]
A.B.
C.D.
18
有压短管是指[]
A.管道很短B.只计算沿程水头损失hf
C.要计算沿程水头损失hf、局部水头损失hj和流速水头
D.计算时令水头损失hw=0
19
管道紊流光滑区的沿程水头损失系数λ取决于[]
A.v、d、ρ、l、μ、△B.Q、l、μ、ρ
C.v、d、ρ、μ、pD.μ、d、ρ、Q
20
均匀流动方程式[]
A.仅适用于层流B.仅适用于紊流
C.层流和紊流都不适用D.层流和紊流都适用
21
底宽b=2m,水深h=1m的矩形断面渠道,水力半径R等于[]
A.0.5mB.1.0m
C.1.5mD.2.0m
22
在正常工作条件下,在孔口处外接一个相同管径的管嘴,作用水头相同时,管嘴
出流量与孔口出流相比[]
A.变大B.变小C.不变D.不定
23
圆管层流过流断面上切应力分布为[]
A.在过流断面上是常数B.管轴处是零,且与半径成正比
C.管壁处是零,向管轴线性增大D.按抛物线分布
24
水流通过一串联管道,当小管与大管的直径比为时,其雷诺数为[]
A.1B.2C.1/2D.4
25
水在等直径直管中作恒定流动时,其测压管水头线沿程变化是[]
A.下降B.上升
C.不变D.可以上升,也可以下降
26
明渠水力最优断面,在一定的条件下,是[]
A. 缓流过渡到急流时的断面B. 过水断面面积最小的断面
C. Fr=1的断面D. 湿周χ最大的断面
27
梯形断面渠道的宽深比是[]
A.过水断面的水面宽与水深之比B.过水断面的水面宽与渠道开挖深度之比
C.过水断面的底宽与水深之比D.渠道开挖顶宽与水深之比
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.
B.
C.
D.
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。
3.
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v0=0.96m/s,闸后收缩断面水深hC=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hC=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,h=3m,管嘴直径,,不计水头损失,试求管嘴所受流体的水平作用力。
4.
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d1=60mm,测压管直径d2=6mm,水银的密度13600kg/m3,图中pa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。
参考答案
一、
填空题
1
不能承受
2
不变的
3
4
剪切变形速度或速度梯度
5
0.0333cm/s
6
7
8
65
9
1.352.55
10
11
4
12
重合(或相同)
13
(或相等)
14
16000.653m水柱
15
(平均)机械能
16
17
紊流
18
(作用水头)9m
19
水力光滑面
20
2m/s
21
水力光滑面
22
,紊流
23
大于(或>)
24
粘滞力
25
26
(或水深的一半
27
28
平坡,负(或反、逆)坡
二、
单选题
1
CAACB
6
BCCAB
11
BCABB
16
DACDD
21
AABCA
26
BCC
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
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