《水力学》练习题16文档格式.docx

《水力学》练习题16文档格式.docx

《《水力学》练习题16文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《水力学》练习题16文档格式.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）

26.试述液体静力学的基本方程及其各项的物理意义。

27.如图所示，一倒置U形管，上部为油，其密度poii=800kg/m3，用来测定水管中的A点流

速ua，若读数厶h=200mm，求该点流速卩a。

28.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态？

29.试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M2型水面曲

线的变化趋势。

五、计算题

30.如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角a=30°

，

其自重G=19.6kN，并铰接于A点。

水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。

31.如图所示，文丘里流量计管道直径d1=200mm，喉管直径

32.

d2=100mm，水银差压计读数y=20mm，水银密度pm=13.6x103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q。

32.有一浆砌块石的矩形断面渠道。

已知渠道长

糙系数n=0.025，通过的流量Q=6m3/s,

少宽

l=500m,底

试求沿程水头损失。

33.水塔经图示管道系统供水。

已知供水流量

各段管长h=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直径d1=d4=200mm（比阻

26

a1=a4=9.029s/m）,d2=d3=150mm（比阻

a2=a3=41.85s/m）,试求：

（1）各并联管段的流量Q2,Q;

（2）水塔水面高度H°

3

Q=0.1m/s,

水力学习题2

一、单项选择题

1•一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下为98KPa,则容器内液面的绝对压强为（

A.2m

B.1m

C.8m

D.-2m

2•理想流体是一种（

）的假想流体。

A.动力粘度□为0

C.速度u为一常数

3•断面平均流速

A.v=u

6m,粗

H

-AA

趣33示:

言图

4.2米处的测压管高度为2.2m，设当地压强

）水柱。

du亠

为0

dy

D.流体没有剪切变形

B.速度梯度

v与断面上每一点的实际流速u的关系是（

B.v<

uC.v>

uD.v<

u或v>

u

）°

4•在并联管路问题中，有（

A.流经每一管路的水头损失相加得总水头损失

B.流经所有管路的流量相同

C.并联的任一管路的水头损失相同

D.当总流量已知时，可直接解得各管的流量

5•水力最优的矩形断面渠道，底宽

b和水深h之比3h=-为（

h

A.0.5B.1C.2

6.明渠渠首断面的过水断面面积为

的流速为（）°

A.0.5m/sB.1m/sC.2m/s

7.在渐变流过流断面上，动压强分布满足

pp

A.z+>

0B.z+<

JJ

2

10m,

D.2.5

渠尾面积为15m。

若渠首的流速为3m/s，则渠尾

D.2.5m/s）规律。

C宀

D.以上都不是

8•边界层分离只可能发生在有压强梯度的区域,

dpdp

A.<

0B.>

dxdx

9.明渠水流由缓流过渡到急流时发生

A.水跃B.水跌

10.进行石油输送管路的水力模型试验,

即（

dp

C.=0

dx

）的水力现象。

）的区域。

（

C.连续过渡D.都可能

要实现动力相似，应选的相似准则是

A.雷诺准则

、填空题

B.弗劳德准则

C.欧拉准则

1•流体质点加速度由—和

两部分组成，恒定流动—加速度为零，均匀流动加速度为零。

2.如图，相同条件（d1=d2,h1=h2）的孔口与管嘴出流，问：

（1）V1V2（用等号或不等号表示）；

（2）Q!

Q2（用等号或不等号表示）；

3•在常温常压范围内，每增加一个标准大气压，水体积的相对缩小量约为百万分之四十九，

试计算在此范围内水的平均体积压缩系数K=。

4•真实渗流的流速渗流模型的流速，因为。

5.井群的浸润面高度z可根据理导出，即等于各单井浸润面高度的叠加。

井群的总产水量（等于、不等于）单井计算出水量的总和。

6.有一直径d=25mm的水管，流速v=1.0m/s，水温为10C时的运动粘度v=1.31x10-6m2/s,

则管中流体的流态为_____（填层流或紊流）。

7.堰是主要用作测量流量的设备；

堰则适用于水利工程中的大、中

型溢流坝中；

而小桥孔过流可利用堰流来计算。

8.明渠水流模型试验，应采用相似准则。

若其长度比尺为9,则模型流量应为

原型流量的__。

三、简述题

1.如图所示两种液体盛在同一容器中，其中p1<

p2。

试分析下面两个水静力学方程式

P作用下平衡（如h。

h=1m,压力表读数

四、作图

绘出（a）,（b）两种情况下，管道进口前、后一段距离内的总水头线和测压管水头线示意图。

（a）v0=0（b）v0工0

五、计算题

1.

（1）如图（a）中的直径D=150mm，重量G=10N的活塞浸入水中，并在压力图示）。

若P=6N，试求与活塞底等高之点M处的压强Pm及测压管高度

（b）

（2）如图（b）中的敞口水箱侧壁装有压力表，表的中心至水箱底的高度

为39.2kPa，求水箱中的水深H。

2•设水流由水箱经水平串联管路流入大气，如图所示。

已知AB管段直径di=0.25m，沿程损

222

失hfAB=0.4V^，BC管段直径d2=0.15m，已知损失htBc=0.5，进口局部损失hji=0.5V^-

2g2g2g

突然收缩局部损失hj2=0.32仝，试求管内流量Q。

2g

3.有一浆砌块石矩形断面渠道，已知：

流量Q=10m/s,底宽

坡i=0.003。

当渠中水流为均匀流时，试分别用干扰微波流速法、弗劳德数、临界水深判别渠中的水流流态。

4.设在现场用注水法测定潜水含水层土壤的渗透系数透水层，如图所示，注入流量

H=3.5m，影响半径R=150m，

k值，已知钻孔直径d=30cm，直达不

Q=400cm/s,井中水深h0=5m，未注水前天然含水层厚度

求渗透系数k值。

T_.-

A.与雷诺数Re有关B.与管壁相对粗糙ks/d有关

C与Re和kSd有关D.与Re和管长I有关

6•均匀流动方程式to=pgRJ（）

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

7•在正常工作条件下，在孔口处外接一个相同管轻的管嘴，作用水头相同时，管嘴出流量与

孔口出流相比（）

12.潜体所受浮力大小与潜体在水平的深度。

13.在恒定流中，流线与迹线。

14.某水管的直径d=100mm,断面平均流速v=0.5m/s，水的运动粘度v=1.01x10'

6m2/s,其管

中流态为。

15.圆管层流运动的沿程阻力系数入=

16.根据尼古拉兹实验，在紊流粗糙区沿程水头损失与断面平均流速的成正比。

17.在并联管道中，各并联管段的相等。

18.弗劳德数大于1的明渠水流的流动状态为。

19.裘皮依公式表示了渗流某一过流断面平均流速与水力坡度的关系。

20.雷诺数表征惯性力与之比。

三、名词解释

21.真空度

22.渐变流

23.当量直径

24.水击

25.断面单元能量

四、简答题

26.

水在倾斜管中流动，用U形水银测压计测定A点压强。

测压计所指

示的读数如图，求A点压强。

又问图中E、D点压强是否与A点压强相同？

（水银的密度pHg为13600kg/m3）

27.试分析局部水头损失产生的主要原因。

28.为什么要将圆柱形外管嘴的管嘴长度I和直径d比之限定为丄=3~4?

d

29.溢流坝采用长度尺比入1=50的模型进行试验。

如测得模型中坝脚处收缩断面流速

vm=2.2m/s，试求原型相应的流速vp。

（提示：

溢流坝泄流可考虑以重力作用为主选择相

似准则）

30.管道系统如图所示。

已知管长l=10m，直径d=100mm，沿程阻力系数入=0.025，管道进

口的局部阻力系数Z1=0.5,管道淹没出流的局部阻力系数Z2=1.0,如下游水箱水面至管

道出口中心的高度h=2m，试求：

（1）管道系统所通过的流量Q;

⑵上游水箱水面至管道出口中心的高度H。

A.壅水、壅水B.壅水、降水C.降水、壅水D.降水、降水

9•圆管中的紊流运动，过水断面上的流速分布符合（）。

A.均匀分布B.直线变化规律C.抛物线规律D.对数曲线规律

10.在（）中，流线与迹线线重合。

A.层流B.非均匀流C.恒定流D.缓流

二、填空题

1•由分子之间的粘滞性所引起的损失称为；

而由流动流体局部受阻如弯头等所

引起的损失称为__。

2•根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的厚度ks,紊流可分为光滑区、过渡区和粗糙区。

光滑

区的入仅与—有关，粗糙区的入与有关，而过渡区的入则与

有关。

3•孔口和管嘴出流的流速公式均为u二［2gH°

。

对孔口

而言，u是断面的流速；

对管嘴而言，u

是__断面的流速。

4.

（1）大气出流⑵淹没出流Z出=1，二^=0

上图所示的两种虹吸管流动，上下游水位差H,管径d,

管长I，管道布置及管材、管道进口条件均相同，仅出口条件不同。

则管道泄流量有：

Q1Q2（填空用=、>

、<

表示）。

5•长管并联管段1,2，两管段直径d相等，长度12=311，沿程阻力系数相等，两管段流量比

Q1

Q2

6•在明渠均匀流中，促使液体流动的力——与阻止流动的力——两者达到

状态。

7•如果所考虑的模型流动粘滞力占主要作用，则流动相似考虑准则。

如果模型比尺

为1:

20，采用的模型中流体与原型中相同，模型中流速为50m/s时，则原型中流速为

m/s。

8•有一矩形无侧收缩薄壁堰，已知堰宽b=0.5m，堰上水头H=0.2m，流量系数为0.42。

当堰

流为自由出流时，通过薄壁堰的流量为l/s。

三、简答题

1•从能量分析观点分析：

（1）在i=0和i<

0的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流？

（2）为什么

在i>

0的棱柱形长渠道中的流动总是趋向均匀流？

2•如何判别层流与紊流？

为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比？

四、作图题

1•绘出如图球体的压力体并标出力的方向。

小。

3

1.两平行平板间距S=0.5mm，其间充满密度p=900kg/m的液体，下平板固定，上平板在切应力t=2Pa的作用下，以速度u=0.25m/s的速度平移，试求该液体的动力粘度□及运动粘

度u。

2.已知流速分布为u=Um（y/ro）1/10,Um为轴心最大流速，ro为圆管半径，y为距管壁的距离,

试求圆管断面上的平均流速u与最大流速之比。

3.

由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径d1=d3=70mm,d2=50mm，各管段长度见图，沿

力系数自定，试求流量。

4.如图所示为一近似矩形断面的河道，在1—1、

间分成两支，已知河长l1=6000m,l2=2500m,底宽b2=150m;

水深h1=2.2m,h2=4m，河床粗糙系数

2—2断面

■w

A

£

、旳,<

J

F

—一----——1—

b1=80m,

6ni4mlainy

n=0.03，当总流量Q=400m/s时，断面1

—1处的水面高程—=120m，如近似地按均匀流计算，试求:

（1）

2—2断面处的水面高程

（2）流量Q1和Q2各为多少？

水力学习题5

1•如图所示，一平板在油面上作水平运动。

已知平板运动

题1图

速度V=1m/s，平板与固定边界的距离S=5mm，油的动力粘度卩=0.1Pa•s,则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为（）

A•10PaB.15Pa

C.20PaD.25Pa

2•一封闭容器，水表面上气体压强的真空度pv=10kPa,

水深2m处的相对压强为（）

B.9.6kPa

A.-10kPa

C.19.6kPa

29.6kPa

3•用欧拉法描述流体质点沿

x方向的加速度为（

;

:

U

lx

.:

t

+Ux

C.Ux旦+Uy竺+Uz县

x;

y:

z

UX氈+Uy±

+Uz县：

：

X：

Z

4.圆管层流中，沿程水头损失与速度的（

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

5•紊流附加切应力7等于（）

A.；

UxUy

r

B.—PuxUy

C.UxUy

D.-UxUy

6.如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如杲在支管2中加一个调节阀，则水头损失（

A.h

w1>

hw2

B.hw1-hw2

―

题昨图

C.hw1二hw2

D.hw1=hj阀

7.明渠均匀流可形成于（

A.底坡大于零的长直渠道

C.非棱柱形顺坡渠道

&

若水力最优矩形断面的水深为

A.0.6mB.1.2m

9.宽顶堰淹没溢流的充分条件是（_p•=0

B.棱柱形平坡渠道

D.流量不变的逆坡渠道

1.2米，其宽度为（

C.1.8m

2.4m

A.h-p^：

0B.

（H0――堰上水头,

）C.0.8H0Ah—p、0

下游堰坎高，h――下游水深）

0.8H0

10.弗劳德数的物理意义为（

A.惯性力与重力之比

C.压力与惯性力之比

二、填空题

11.均质的不可压缩流体是密度

B.惯性力与粘滞力之比

D.粘滞力与重力之比

流体。

12.煤气管上某点的压强为100mm水柱，相当于_

13.在渐变流过流断面上，动压强分布规律的表达式为

14.只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体的流动方向。

15.质点的迁移加速度为零的流动称为。

16.某输送燃油的管道，直径d=100mm,流速v=0.51m/s，燃油的运动粘度

v=150X10-6m2/s,其管中流态为_

如图所示，半满管流的水力半径管道内水流

N/m2。

大小，就能判断出

17.

18.

无压圆管均匀流中，充满度a=0.81

在渠道形状、尺寸和流量一定的条件下，水深。

19.

20.

R=。

突然变化是引发水击的条件。

时，最大。

临界水深是

题竹图

最小的

22.流线

23•过流断面

24.长管

25.堰流

26.简述总流伯努利方程各项及方程的物理意义。

27.试画出曲面AB和CD的压力体，并分别标明这两个曲面液体总压力竖向分力的方向。

28.试定性画出图示等直径管路的总水头线和测压管水头线。

29.

某矩形断面排水沟，采用浆砌块石衬砌，粗糙系数n=0.025，底宽1.6m，全长150m,进出口底板高差为30cm，计算水深为1.0m时输送的流量和断面平均流速。

0——0处。

已知杯的直径

30.杯式水银压力计如图。

若杯上接大气时，测压管中的液面在

d1=60mm，测压管直径d2=6mm，测压时，测压管中液面下降

h=300mm，求此时杯上的压强p。

（水银的密度为13600kg/m,图中Pa为大气压）

31.一水平放置的突然扩大水管，直径由d1=50mm扩大到

d2=100mm，比压计下部为：

?

m=1.6103kg/m3的四氯化

碳，当Q=16m3/h时，比压计读数△h=173mm，求突然扩大的局部阻力系数。

32.如图所示射流冲击弯曲叶片。

已知射流流量为Q,流速

为Vo，叶片弯曲角为3，不计水头损失，不计重力作用，试求水流对叶片的作用力。

33•水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中

心到水面的高度H=4.0m。

已知孔口的流速系数$=0.98，收缩系数£

=0.62，求孔口出流收缩断面的流速Vc、流量Q和水头损失

水力学习题6

1•图示容器内盛有两种不同的液体，密度分别为

D.增大、减小

D.不一定

D.以上均不对

2.气体与液体的粘度随着温度的升高分别（）°

A.减小、减小B.减小、增大C.增大、增大

3.如图所示，垂直放置的矩形平面的一侧受到液体的作用。

假设该平面由两根分别在顶端和底端的绳子牵引不动（绳

子和平面垂直），则顶端和底端所受张力之比为（）°

A.1/4B.1/3C.1/2D.1

4.绕流阻力系数取决于（）°

A.雷诺数、物体的形状及其尺寸大小

B.雷诺数、物体的形状及表面的粗糙情况

C.弗劳德数、物体的形状及其尺寸大小

D.弗劳德数、物体的形状及表面的粗糙情况

5.圆管层流的动能修正系数:

与圆管紊流的动能修正系数

-■相比，有（）°

A.、£

>

用'

B.=_：

iC.、:

<

6.—般情况下，流线不能相交，但在（）处除外。

A.驻点B.奇点C.驻点与奇点

7.如图所示，（a）图为自由出流，（b）图为淹没出流，若在两种出流情况下作用水头H,管长I、

管径d及沿程阻力系数均相同。

则两管中的流量（）°

A.Qa>

QbB.Qa=QbC.Qa<

QbD.不确定

V7

1

（a）

（bj

8.有一矩形断面渠道，底坡、糙率和过水面积均已给定，在下列三种断面尺寸方案中:

（1）bi=4.5m,hi=1.0m;

（2）b2=2.25m,h2=2m;

（3）b3=3m,h3=1.5m。

设计方案（）的过流

能力最大。

9.

宽顶堰堰流在淹没溢流的条件下，堰上水流为（）。

10.自流完整井的出水量与（）成正比。

A.渗透系数B.井的半径

C.自流含水层的总水头

D.影响半径

1.某平面流动的流速分布方程为面y=7.5cm处的粘性切应力

u=2y-y（m/s），流体的动力粘度

T=Pa。

卩=0.8x10-Pa-s,则距壁

2.正常水深h0是渠道水流的水深，在梯形渠道中，它与因素有关。

3.水管内径d=150mm,在1小时内排水10m，则管内流量Q=及断面平均流速u

4.

梯形断面渠道，当边坡倾角为60度，且属水力最优断面时，

此时的水力半径R与水深h的关系是，底宽与水

深的关系是。

5.渐变流过水断面上的压强按静水压强分布，但两者仍存在着差

异，其不同点在于。

6.（2分）雷诺数的物理意义是与之比。

7.

1.0m/s时，原型船速为

一个几何比尺为1:

50的船舶模型，当模型船速为

1.试简述明渠均匀流的水力特征。

2.试简述防止水击危害的措施。

3.试简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。

（管长L为定值）。

试定性分析图中棱柱形长渠道中产生的水面曲线。

假设流量、粗糙系数沿程不变。

2•设导叶将水平射流作180°

的转弯后仍水平射出，如图所示。

若已知最大可能的支撑力为

F，射流直径为d，能量损失不计，试求最大射流速度V1。

3.管道系统如图所示，管长l1=b=40m，直径d1=40mm,d2=80mm，两水箱水面高差H=20m，沿程阻力系

数m=0.04，，2=0.035，局部阻力系统进口=0.5，弯=0.2，

其他阻力系数自定，试求流量。

4.如图所示为一边长a=20cm的正方形管，长l=200cm，连通两贮水容器，管中填充均质、各向同性的细砂与粗砂。

已知细砂的

H1=80cm,H2=40cm。

渗透系数k1=0.002cm/s，粗砂的渗透系数k2=0.05cm/s，两容器中水深

凹亠12^

X7-

求两种填充方式的渗流量各为多少