武大水力学习题第3章水动力学基础.docx
- 文档编号:5766850
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:26.16KB
武大水力学习题第3章水动力学基础.docx
《武大水力学习题第3章水动力学基础.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《武大水力学习题第3章水动力学基础.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
武大水力学习题第3章水动力学基础
武大水力学习题第3章水动力学基础
1、渐变流与急变流均属非均匀流。
()2、急变流不可能是恒定流。
()3、总水头线沿流向可以上升,也可以下降。
()4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。
()5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。
()6、恒定流一定是均匀流,非恒定流一定是非均匀流。
()7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。
()8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。
()9、总流连续方程v1A1=v2A2对恒定流和非恒定流均适用。
()10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。
()11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。
()
12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的,测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。
()13、液流流线和迹线总是重合的。
()
14、用毕托管测得的点流速是时均流速。
()15、测压管水头线可高于总水头线。
()
16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流,其管轴压强沿流向增大。
()17、理想液体动中,任意点处各个方向的动水压强相等。
()
18、恒定总流的能量方程z1+p1/g+v12/2g=z2+p2/g+v22/2g+hw1-2,式中各项代表()
(1)单位体积液体所具有的能量;(3)单位重量液体所具有的能量;
(2)单位质量液体所具有的能量;(4)以上答案都不对。
19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度h的增大而()
(1)增大
(2)减小(3)不变(4)不定
20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管,如图所示,则两测压管高度h1与h2的关系为()
(1)h1>h2
(2)h1<h2(3)h1=h2(4)无法确定
10
21、对管径沿程变化的管道()
(1)测压管水头线可以上升也可以下降(3)测压管水头线沿程永远不会上升
(2)测压管水头线总是与总水头线相平行
(4)测压管水头线不可能低于管轴线
22、图示水流通过渐缩管流出,若容器水位保持不变,则管内水流属()
(1)恒定均匀流
(2)非恒定均匀流(3)恒定非均匀流(4)非恒定非均匀流
23、管轴线水平,管径逐渐增大的管道有压流,通过的流量不变,其总水头线沿流向应()
(1)逐渐升高
(2)逐渐降低(3)与管轴线平行(4)无法确定
24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是()
(1)互相平行的直线;
(2)互相平行的曲线;(3)互不平行的直线;(4)互不平行的曲线。
25、液体运动总是从()
(1)高处向低处流动;
(2)单位总机械能大处向单位机械能小处流动;
(2)压力大处向压力小处流动;(3)流速大处向流速小处流动。
26、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流,管路装有U形管水银差计,判定压差计中水银液面为()
(1)A高于B;
(2)A低于B;(3)定高低。
A、B齐平;(4)不能确
27、恒定总流动量方程写为_______________________,方程的物理意义为
__________________________________________________________________________________________________。
11
28、恒定总流能量方程中,hw的能量意义是
__________________________________________________。
它的量纲是______________________________。
29、在有压管流的管壁上开一个小孔,如果没有液体从小孔流出,且向孔内吸气,这说明小孔内液体的相对压强_________零。
(填写大于、等于或小于)如在小孔处装一测压管,则管中液面将________。
(填写高于、或低于)小孔的位置。
30、恒定总流能量方程中,v2/2g的能量意义为
______________________________________________,它的量纲是_____________。
31、水平放置的管道,当管中水流为恒定均匀流时,断面平均流速沿程______________,动水压强沿程______________。
32、图示分叉管道中,可以写出单位重量液体的能量方程的断面是_____________________________,不能写出单位重量液体的能量方程的断面是___________________________________。
33、某过水断面面积A=2m2,通过流量qv=1m/,动能修正系数α=1.1,则该过水断面的平均单
3
位动能为
___________________________________。
34、图示为一平底等直径隧洞,出口设置一控制闸门。
当闸门关闭时,A、B两点压强pA与pB的关系为_____;
当闸门全开时,A、B两位于均匀流段,其关系为___________________。
35、应用恒定总流能量方程时,所选的二个断面必须是_________断面,但二断面之间可以存在_______流。
36、有一等直径长直管道中产生均匀管流,其管长100m,若水头损失为0.8m,则水力坡度为___________。
37、图示为一大容器接一铅直管道,容器内的水通过管道流入大气。
已知h1=1m,h2=3m。
若不计水头损失,
则管道出口流速为________________。
12
38、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。
管1中为理想液体,管2中为实际液体。
当两管流量
qv1=qv2时,则两根测压管的液面高差h1与h2的比较是__________________。
39、图示为一等直径水平管道,水头为H。
若整个水头损失为hw,α=1,则管道A、B、C三个断面的流速分别为vA=_________________,vB=_________________,vC=_____________________。
40、用能量方程或动量求解水力学问题时,两过水断面取在渐变流断面上,目的是利用____________________________的特征,计算______________________________________。
41、将一平板放置在自由射流中,并重直于射流的轴线,该平板截去射流流量的一部分q1,并将射流流量的剩余部分q2以偏转角θ=15°射出,如图所示。
已知流速v=30m/,总流量q=0.036m3/,q1=0.012m3/。
若不计液体重量的影响,且在射流流动在同一水平面上,流速只改变方向,不改变大小。
试求射流对平板的作用力。
动量校正系数β=1。
(384.5N)
42、某平底矩形断面的河道中筑一溢坝,坝高a=30m,坝上水头H=2m,坝下游收缩断面处水深hc=0.8m,溢流坝水头损失为hw=2.5(v2g),vc为收缩断面流速。
不计行近流速v0。
(取动能及动量校正系数
213
均为1)求水流对
单宽坝段上的水平作用力(包括大小及方向)。
(4874.6KN)
43、从水箱中引出一喷管,喷管喷出的射流冲击着置于斜面上的重物G。
如果要使重物保持静止,问水箱中水面相对于喷管出口的高度H是多少(已知值如图所示)。
(水箱中水面保持不变,不计喷嘴进口局部水头损失,重物在斜面上按无摩擦计,动能动量校正系数均取1,喷管沿程水头损失系数为)(HGing2)
d244、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A、B两点的流速(如图)。
已知油的重度ρg=8000N/m3。
求uA及uB。
(取毕托管流速系数μ=1)(uA2.42m/,uB2.27m/)
45、一圆管的直径d1=10cm,出口流速v=7m/,水流以α=60°的倾角向上射出(如图)。
不计水头损失。
求水流喷射最大高度H及该处水股直径d2。
(动能校正系数为1)(H1.875m;d2=14.14cm)
14
46、某贮液容器遮底部用四只螺钉固接一直径为d,长度为L的管道(如图)。
贮液容器的面积甚大,液面距离管道进口的高度为h保持恒定。
已知液体容重为ρg,沿程水头损失系数为不计铅直管道进口的水头损失。
求每只螺钉所受的拉力(管重不计,不计阻力,动能动量校正系数均为1)。
(T1hLgd2(Lh))
L161d
47、自水箱引出一水平管段,长度L=15m,直径D=0.06m,末端接一喷嘴,喷口的直径d=0.02m,如图所示。
已知射流作用于铅直入置的放置的平板A上的水平力F=31.4N。
求水箱水头H。
(设管段沿程水头损失系数=0.04喷嘴局部水头损失系数ξ=0.2,管道进口局部水头损失系数ξ=0.1,各系数均对应于管中流速水头v/2g,动能动量校正系数均为1)(H5.75m)
2
48、某输油管道的直径由d1=15cm,过渡到d2=10cm。
(如图)已知石油重率ρg=8500N/m3,渐变段两端水银压差读数Δh=15mm,渐变段末端压力表读数p=2.45N/cm2。
不计渐变段水头损失。
取动能动量校正系数均为1。
求:
(1)管中的石油流量qv;
(2)渐变管段所受的轴向力。
(Q0.0182m3/;R253.1N)
15
49、一圆柱形管嘴接在一个水位保持恒定的大水箱上,如图所示。
在管嘴收缩断面C─C处产生真空,在真空断面上接一玻璃管,并插在颜色液体中。
已知收缩断面处的断面积Ac与出口断面积之比Ac2
/A=0.64。
水流自水箱至收缩断面的水头损失为0.06(vc/2g),vc为收缩断面流速。
水流自水箱流至出口断面的水头损失为0.48(vc2/2g),v为出口断面流速。
管嘴中心处的水头H=40cm。
水箱中的流速水头忽略不计。
求颜色液体在玻璃管中上升的高度h。
(取动能校正系数为1)(h0.297m)
50、图示为用虹吸管越堤引水。
已知管径d=0.2m,h1=2m,h2=4m。
不计水头损失。
取动能校正系数为1。
问:
(1)虹吸管的流量qv为多
(2)设允许最大真空值为0.7m,B点的真空压强是否超过最大允许值
p(qv0.197m3/;B4mH2O)
g51、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。
已知管径D=250mm,d=200mm,弯角θ=60°。
若弯管进口压力表读数p1=2.5N/cm2,p2=2.0N/cm2。
不计弯管的水头损失,求:
水流对弯管的水平作用力的大小及方向。
(取动量校正系数均为1)(R1503.07N;51.07)
0
16
52、有一水平放置的管道(如图)。
管径d1=10cm,d2=5cm。
管中流量qv=10L/。
断面1处测管高度h=2m。
不
计管道收缩段的水头损失。
取动能校正系数均为1。
求不流作用于收缩段管壁上的力。
(R某101.31N)
53、有一倾斜放置的管道,管径由d1=10cm,突然扩大至d2=20cm。
试验时测得测压管1和2中的水位分别为0.5m和0.8m,如图所示。
求管道流量qv。
(取动能校正系数为1,突然扩大局部水头损失系数ξ=(A2/A1-1)2,A1、A2分别为小管和大管的断面面积,ξ对应于大管的流速。
)(qv0.0311m3/)
54、从水箱下部引一管道,管道水平段上有一收缩段。
从收缩段引出的玻璃管插入容器A的水中(如图)。
已知管径d1=4cm,收缩段直径d2=3cm。
水箱至收缩段的水头损失hw1=3v2/2g,收缩段至管道出口的水头损失hw2=v2/2g(v为管道流速)。
当水流通过管道流出时,玻璃管中水柱高h=0.35m,求管道水头H,(取动校正系数为1)(1.51m)
55、图示为铅直放置的一文德里管。
已知d1=20cm,d2=10cm,z=0.5m,水银压差计读数h=2cm。
若不计水头损失,求流量qv。
(取动能校正系数为1)(0.018m/)
3
17
56、试证明图示文德里管测得的流量值与管的倾斜角无关。
57、在图示管道的断面A─A、B─B、C─C的上、下两端壁处各装设一根测压管,试问各断面上、下两根测压管
水面是否等高如果等高,原因何在如不等高,哪一根高些,为什么58、图示水箱一侧有一向上开口的短管,箱内水位恒定,水通过管嘴向上喷射。
若管嘴出口至水箱水面的高度h=5m,管嘴局部水头损失系数ξ=0.2,取动能校正系数α=1。
求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。
(4.17m)
59、图示容器内的水从侧壁孔口射入大气。
已知孔口直径d=10cm,水流对水箱的水平作用力F=460N。
取动动量校正系数等于1。
求:
孔口射流的流速v。
(7.653m/)
18
60、图示为水平放置的水电站压力分岔钢管,用混凝土支座固定。
已知主管直径D=3m,两根分岔直径d=2m,转角θ=120°,管末断面1压强p1=294KN/m2,通过总流量qv=35m3/,两分岔管流量相等。
不计水头损失。
取动能动量校正系数均为1。
求水流对支座的水平作用力。
(2144.6KN)
61、图示为一矩形断面平底渠道,宽度b=2.7m,在某处渠底抬高h=0.3m,抬高前的水深H=0.8m,抬高后水面降低z=0.12m,设抬高处的水头损失是抬高后流速水头的1/3,求渠道流量。
(取动能校正系数α=1)(14.95m/)
3
62、射流从喷嘴中射出,撞击在一铅直放置的平板上,如图所示。
已知喷嘴直径d=25mm,射流与平板垂线间的夹角θ=60°,射流流速v1=5m/。
不计摩擦阻力,取动量校正系数为1。
求:
(1)平板静止时,射流作用在平板上的垂直作用力;
(2)当平板以u=2m/的速度与水流相同方向运动时,射流作用在平板上的垂直力。
(6.13N;2.12N)
63、图示为矩形平底渠道中设平闸门,门高a=3.2m,门宽b=2m。
当流量qv1=8m3/时,闸前水深H=4m,闸后收缩断面水深hc=0.5m。
不计摩擦力。
取动量校正系数为1。
求作用在闸门上的动水总压力,并与闸门受静水总压力相比较。
(P动98350N小于P静100352N)
19
64、一带有收缩段的管道系统如图所示。
利用收缩处的低压将容器M中的液体吸入管道中。
设大容器装有同种液体。
管道收缩处断面面积为A1,出口面积为A2。
管道出口中心的水头为H。
容器m液面至管轴高度h为多大时,能将液体抽入(不计水头损失)(h[(A22)1]H)A1
66、图示为水轮机的圆锥形尾水管,已知断面A的直径d1=0.6m,流速vA=6m/,断面B的直径
d2=0.9m,断面的压强按静压分布。
断面A到B的水头损失hw=0.2vA2/2g。
试计算:
(1)z=6m时,
断面A的真空度;
(2)允许A处真空度为5m时,断面A允许最高位置z。
(设动能校正系数α=1)(
(1)7.106mH2O;
(2)z3.894m)
67、水枪的头部为渐细管,长度L=20cm,出口直径d=2cm,进口直径D=8cm,如图所示。
水枪出口的水流流速v=15m/。
一消防队员手持水枪进口处,将水枪竖直向上,将水枪竖直向上喷射。
20
若不计能量损失,取动能校正系数及动量校正系数为1。
求手持水枪所需的力及方向。
(R0.502KN;方向向下)
68、如图所示射流泵,其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空,将外部水池中的水吸进工作室,然后再由射流带进出口管。
已知H=2m,h=1m,d1=10cm,d2=7cm,不计水头损失,试求:
(1)射流泵提供的流量qv;
(2)工作室中3─3断面处的真空度hv3。
(qV49.2l/;hV35.33mH2O)
69、在直径d=150mm的输水管中,装置一附有水银差计的毕托管,水银面高差Δh=20mm,设管中断面平均流速v=0.8uma某,试求:
管中流量qv。
(31l/)
70、用虹吸管从水库中取水,已知d=10cm,其中心线上最高点3超出水库水面2m,其水头损失为:
点1到点3为10v2/2g,(其中1至2点为9v2/2g),由点3到点4为2v2/2g,若真空高度限制在7m以内。
问:
(1)吸水管的最大流量有无限制如有应为多少出水口至水库水面的高差h有无限制如有,应为多少
(2)在通过最大流量时2点在压强为多少(qvma某0.0234m3/23.4l/;hma某=5.9m;
P24.526mH2O)
21
71、如图所示,水在无摩擦管道系统中流动,若水的汽化压强为7367Pa,大气压力为99974Pa,水的重度
ρg=9730N/m3,试求保证水在管中不发生汽化的最大高度h。
(5.51m)
72、圆管过水断面直径上的流速分布规律为u=u0(1-r/r0)1/7式中u为半径r处的流速,u0为中心点的流速,r0为圆管半径。
设r0=10cm,测得u0=3m/,求流量及断面平均流速v0。
(qv0.0774m/;v02.46m/)
2
73、某液体在两平板之间流动,其断面流速分布如图示。
求断面平均流速v与最大流速uma某的关系。
(v1uma某)274、某渠道在引水途中要穿过一条铁路,于路基下面修建圆形断面涵洞一座,如图所示。
已知涵洞设计流量
qv=1m3/,涵洞上下游水位差z=0.3m,涵洞水头损失hw=1.47v2/2g(v为洞内流速),涵洞
上下游渠道流速很小,速度水头可忽略。
求涵洞直径d。
(0.80m)
22
75、动量实验装置为一喷嘴向正交于射流方向的平板喷水,已知喷嘴出口直径为10mm,测得平板受力为100N,求射流流量。
(2.8l/)
77、拉格朗日积分要求流动为无旋,但可以是非恒定流动;而柯西-伯努力积分不仅要求流动为无旋,且要求是恒定流动()
78、理想液体属于有势流,实际液体都是有涡流.()
79、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆,则此类流动一定为有涡流(有涡旋)。
()80、不可压缩液体的平面流动中存在流函数,则必定存在势函数。
()81、在平面流动中,两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。
()82、不可压缩液体连续性微分方程
u某uyuz0只适用于恒定流。
()某yz83、在平面流动中,两条流线的流函数之差等于()
(1)两条流线间的切应力差
(2)两条流线间的压强之差(3)两条流线间的流速差(4)两条流线的单宽流量
84、液体作有势运动时()
(1)作用于液体的力,必须是有势的
(2)液体的角变形速度为零
(3)液体的旋转角速度为零(4)液体沿流向的压强梯度为零85、伯努力积分的应用条件为()
23
(1)理想正压流体,质量力有势,非恒定无旋流动;
(2)不可压缩流体,质量力有势,非恒定有旋流动(3)理想正压流体,质量力有势,恒定流动,沿同一流线(4)理想正压流体,质量力有势,非恒定流动,沿同一流线86、理想液体恒定有势流动,当质量力仅为重力时,()pu2
(1)整个流场内各点的总水头(z)相等;
g2gpu2
(2)只有位于同一流线上的点,总水头(z)相等;
g2g(3)沿流线总水头沿程减小;
pu2(4)沿流线总水头(z)沿程增加;
g2g87、若已知流函数a(某2y2),a为常数,则u某.___________,uy____________.。
88、恒定平面势流中,组成流网的流线与等势线的关系是_________________。
89、液体质点的运动形式有________________________________________。
90、理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是___________的。
实际液体中的动水压强为在同一点上沿三个正交方向的动水压强的_________________________________________,而p某某=______________________,pyy=________________________,pzz=____________________________。
91、液体运动可根据________________________________分为有涡流和无涡流,无涡流是指________________________________,应满足的判别条件是____________________________________。
92、设液体的流速场为u某6某,uy6y,uz7t,t为时间,求:
(1)当地加速度;
(2)迁移加速度;(3)质点加速度。
93、已知平面无旋流动的速度分量由下式给出
u某A某ByuyC某Dy;试求:
(1)A,B,C,D之间的关系;
A2(某y2)c1;(3)=2
(2)速度势函数;(3)流函数。
(
(1)B=C;A=-D;
(2)B某yA某yB2(y某2)c2)294、已知不可压缩液体平面流动的流函数(某2y2)/2。
要求:
(1)画出该流动的流线图形,并标明流向;(流线(某2y2)/2Cont.)
(2)判别是有旋流动还是无旋流动;(有旋)
(3)已知流场中两定点坐标分别为A(1,0)与B(2,3),通过此两点间的单宽流量q;(qBA6)
(4)A、B两点是否满足方程u2/2gp/gc?
(否)
24
95、证明两固定平行平板间发生层流运动时,其流速分布为u某um(1y2H),式中um为vma某的最大值,2H为平板间距。
2
96、有一流线型物体顺流放置于水下点A距离水面2m处,来流流速沿水深分布为u某2(y/H)7,试求点A的动水压强。
(21.3KPa)
197、已知某一不可压缩液体平面流动的速度分布为:
u某某2y2某,uy(2某yy),要求:
(1)判别是否满足速度势函数和流函数的存在条件,并求和;
(2)求通过A(1,1)B(1,2)两点间流量;(1/3)(3)写出切应力及附加压强的表达式;
(4)A点的压强水头pA/g=2m水柱,试求B点的压强水头。
(0.47mH2O)98、不可压缩二维流动的流速分量为:
u某某4y,uyy4某,要求:
(1)该流动是恒定流还是非恒定流;
(2)该流动是否连续;(3)写出流线方程式;(4)判别有无线变形和角变形运动;(5)判别有涡流还是无涡流;(6)判别是否为势流,若流动有势,写出流速势函数表达式。
99、如图所示,在一长为l,顶角为的圆锥形管嘴中,嘴中水流以一定的流量qv流动并在顶点连续地喷出。
按图示取坐标轴某,试求:
坐标为某断面处的加速度a某。
(a某2q2v(l某)(tan)2252)
100、给出流速场u(62某yt2)i(某y210t)j25k,求空间点(3,0,2)在t1的加速度。
(a58i10j)
101、流动场中速度沿流程均匀地减小,并随时间均匀地变化。
A点和B点相距2m,C点在中间,如图示。
已知t0时,uA2m/,uB1m/;t5时,uA8m/,uB4m/。
试求t2时C点的加
25
速度。
(-2.73m/)
102、图示收缩管段长l60cm,管径D30cm,d15cm,通过流量Q0.3m3/。
如果逐渐关闭闸门,使流量线性减小,在30内流量减为零。
求在关闭闸门的第10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)。
(aA0.1415m2,aB55.93m2)
2
103、试求下列各种不同流速分布的流线和迹线:
(1)u某cyc某,u,uz0y某2y2某2y22
2
2
2
(2)u某某2y2,uy2某y,uz0(某+y=c,y-3某y=c)
104、已知流体的速度分布为u某1y,uyt。
求t1时过(0,0)点的流线及t0时位于(0,0)点的质点轨迹。
(流线方程y-2y+2t某=0,迹线方程某=t-某/6,y=t/2)
105、有一底坡非常陡的渠道如图,水流为恒定均匀流,设A点距水面的铅直水深为3.5m。
求A点的位置水头、压强水头、测压管水头。
并以过B点的水平面为基准面在图上标明。
(ZA=-3.5m,pA/=2.625m)
2
3
2
106、某河道在某处分为两支——外江及内江,外江设溢流坝一座以抬高上游河道,如图所示。
已测得上游河道流量Q1250m3/。
通过溢流坝的流量Q1325m3/,内江过水断面的面积A375m2。
求内江流量及断面A的平均流速。
(Q2=925m/,v2=2.47m/)
3
26
107、水流从水箱经过管径d15cm,d22.5cm的管道在c处流入大气,已知出口流速为1m/,求AB管段
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大水 力学 习题 动力学 基础
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)