川大学水力学.docx
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川大学水力学
一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”)
(本大题分15小题,每小题1分,共15分)
1、在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。
()
2、相对压强可以大于、等于或小于零。
()
3、重力与其它质量力同时作用时,等压面为水平面。
()
4、当管流过水断面流速按抛物线规律分布时,管中水流为紊流。
()
5、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。
()
6、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰,只取决于堰壁厚度
。
()
7、谢才系数C的单位是m。
()
8、在渗流模型中,任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。
()
9、局部水头损失系数可用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。
()
10、总流连续方程
对恒定流和非恒定流均适用。
()
11、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。
()
12、均匀缓流只能在缓坡上发生,均匀急流只能在陡坡上发生。
()
13、串联长管道各管段的水头损失可能相等,也可能不相等。
()
14、液体流动时流线相互平行,该流动一定为均匀流动。
()
15、其它条件相同时,实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。
()
二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)
(本大题分8小题,每小题2分,共16分)
1、静止液体中同一点各方向的压强()
(1)数值相等;
(2)数值不等;
(3)仅水平方向数值相等;(4)铅直方向数值最大。
2、公式
不能用于()
(1)均匀流;
(2)急变流;
(3)明渠流;(4)管流。
3、图示为两种液体盛于容器中、且密度
>
,则A、B两测压管中的液面必为()
(1)B管高于A管;
(2)A管高于B管;(3)AB两管同高。
4、图示两管道的管长L、管径d、流量q及水温均相同,但测压管水面差h1>h2,则两管糙率n1与n2的关系为()
(1)n1>n2;
(2)n1<n2;
(3)n1=n2;(4)无法确定。
5、图示容器内有一放水孔,孔口设有面积为A的阀门ab,容器内水深为h,则阀门所受静水总压力为()
(1)
;
(2)
;(3)
;(4)
6、在图示并联管道中,当流量
时,则管段1和管段2的水头损失
与
的关系是()
(1)
>
(2)
<
(3)
=
(4)无法确定
7、长度L=1000m的有压管道。
发生水击时的水击波速a=1000m/s,则水击相长为()
(1)
(2)(3)(4)
8、恒定平面势流中,组成流网的流线与等势线的关系是()
(1)相交
(2)正交(3)共轭(4)斜交
三、填空题(在空格中填写正确答案)
(本大题分5小题,共10分)
1、在流中,流线不随时间变化,流线与线相重合。
2、薄平板顺流放置时,其阻力以阻力为主。
薄平板垂直于流向放置时,其阻力以为主。
3、运动要素随而变化的液流称为非恒定流。
4、作用于静止(绝对平衡)液体上的面积力有,质量力有。
5、渗流系数k与有关,它的物理意义是。
四、作图题(在题图上绘出正确答案)
(本大题分4小题,每小题6分,共24分)
1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
2、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。
3、如图示的无压渐变渗流浸润线,如有错误加以改正。
4、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)
五、根据题目要求解答下列各题
(本大题共4小题,总计35分)
1、(本小题8分)
某输水管道直径d=100mm,已知水的运动粘度
,沿程水头损失系数
,流程L=10m的水头损失
,求管壁处切应力
,并判别流动是层流还是紊流。
2、(本小题11分)
从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。
橡胶管直径D=,喷嘴出口直径d=。
水头H=。
由水箱至喷嘴的水头损失hw=。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=cm2。
如用手握住喷嘴,需要多大的水平力?
(行近流速v0≈0,取动能校正系数均为1)
3、(本小题8分)
已知某流场的流速势为
式中a为常数,试求
(1)ux及uy
(2)流函数方程
4、(本小题8分)
有一铸铁管,直径D=200mm,管壁厚度
,管道末端阀门全开时管中流速v0=s。
当管道末端阀门瞬时完全关闭,求水击压强。
已知铸铁管弹性系数E=×1010N/m2,水的弹性系数K=×108N/m2。
(8分)
一、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”)
(本大题分15小题,每小题1分,共15分)
1、水力学是研究液体机械运动和分子运动规律的学科。
()
2、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。
()
3、紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流。
()
4、谢才系数C的单位是m。
()
5、在原条件保持不变的情况下,增加并联支管的条数,可以增大输水总流量。
()
6、当管流过水断面流速符合对数规律分布时,管中水流为层流。
()
7、在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。
()
8、对于实用堰与宽顶堰,只要下游水位不超过堰顶时,就一定是自由出流。
()
9、阻力平方区的沿程水头损失系数
与断面平均流速v的平方成正比。
()
10、渗流中模型流速与真实流速数值相等。
()
11、在管道水力计算中,所谓“长管”就是说管很长,所谓“短管”就是管道很
短。
()
12、均匀流中只考虑沿程水头损失;渐变流中只考虑局部水头损失。
()
13、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。
()
14、并联长管道各管段的流量一定不相等。
()
15、不可压缩液体连续性微分方程
只适用于恒定流。
()
二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)
(本大题分8小题,每小题2分,共16分)
1、理想液体是()
(1)粘性大的液体;
(2)服从牛顿内摩擦定律的液体;
(3)没有粘性的液体;(4)具有粘性的不可压缩液体。
2、盛水容器a和b的测压管水面位置如图(a)、(b)所示,其底部压强分别为
pa和pb。
若两容器内水深相等,则pa和pb的关系为()
(1)pa>pb;
(2)pa<pb;
(3)pa=pb;(4)无法确定。
3、静水压力的方向()
(1)与受力面平行;
(2)与受力面斜交;
(3)与受力面外法线方向一致;(4)与受力面内法线方向一致。
4、平底棱柱形明渠的水跃函数
与
的关系是()
(1)
=
(2)
>
(3)
<
(4)无法确定
5、缓坡上发生均匀流必定是()
(1)缓流
(2)缓变流(3)急流(4)临界流
6、有一薄壁圆形孔口。
已知孔口直径d=10cm,则属于小孔口出流的相应水头为()
(1)
(2)(3)(4)
7、宽顶堰流量系数m的最大值为()
(1)
(2)(3)(4)
8、流函数
(1)在等势面上为常量
(2)只有无旋流动中才存在
(3)沿流线为常量(4)表达了速度与压强的关系
三、填空题(在空格中填写正确答案)
(本大题分4小题,每空1分,共10分)
1、液体不能保持固定的形状,但能保持固定的。
2、液体微团运动的基本形式可分为三种,即。
与刚体运动相比,不同之处在于刚体不存在。
3、渗流系数k的单位是,它与有关。
4、水在土壤中的形态有、、、、。
四、作图题(在题图上绘出正确答案)
(本大题分4小题,每小题6分,共24分)
1、绘出图中二向曲面AB的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图,标出数值及方向。
2、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)
3、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号。
4、定性绘出渐变渗流中两个过水断面1-1和2-2上的流速分布。
五、根据题目要求解答下列各题
1、(本小题4分)
写出图示不透水层上均质土坝渗流区各边界的边界条件。
2、(本小题8分)
图示为水箱下接一铅垂管道,直径d1=10cm,出口断面缩小至直径d2=5cm。
水流流入大气中。
已知h1=3m,h2=2m,h3=3m。
若不计水头损失,求出口流速及E点的压强。
(取动能校正系数=1)
3、(本小题8分)
在矩形断面渠道中有一升坎,坎高a=,坎前水头H=1m,坎上水深h=,渠宽b=1m,如图所示。
水流过坎时的水头损失hw=(v2/2g)(v为坎上流速)。
渠道摩阻力不计。
求流量qv和坎壁AB上的水流作用力F。
(取动能动量校正系数均为1)
4、(本小题15分)
已知不可压缩液体在圆管中的流速分布公式为
求:
(1)是恒定流还是非恒定流动?
(2)是均匀流还是非均匀流?
(3)是否满足连续性微分方程?
(4)有无线变形?
(5)是有旋流还是无旋流动?
(6)有无剪切变形?