39、层流断面流速分布规律符合（3）
1对数分布；2直线分布；
3抛物线分布；4椭圆分布。
40、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数
（1）
1急流和缓流；2均匀流和非均匀流；
3层流和紊流；4恒定流和非恒定流。
二、判断题
1、任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。
（）
答案：
错误
2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（）
答案：
错误
3、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
（）
答案：
错误
4、粘滞性是液体产生水头损失的内因。
（）
答案：
正确
5、同样条件下直接水击比间接水击更不安全。
（）
答案：
正确
6、在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。
（）
答案：
错误
7、矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。
（）
答案：
正确
8、断面比能沿流程总是减小的。
（）
答案：
错误
9、在流量和渠道断面形式一定的条件下，跃前水深越大，跃后水深也越大。
（）
答案：
错误
10、渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。
（）
答案：
正确
11、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。
（√）
12、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。
（×）
13、园管中层流的雷诺数必然大于3000。
×
14、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当Fr＞1为急流。
（√）
15、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
（×）
16、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。
（×）
17、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。
（√）
18、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。
（√）
19、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。
（√）
20、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。
（×）
21、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
√
22、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。
（√）
23、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。
（×）
24、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。
（√）
25、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
（√）
26、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
×
27、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
（√）
28、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
（×）
29、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
（√）
30、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
×
31、缓坡上可以出现均匀的急流。
（√）
32、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50kPa。
（√）
33、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。
（√）
34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
（×）
35、平坡渠道中不可能发生均匀流。
（√）
36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。
（√）
37、水跃只能发生于平底明渠中。
（×）
三、填空题
1、水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。
2、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越小。
3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。
4．测量明槽流量的主要工具有_堰__、__量水槽_。
4、根据管道计算方法的不同，管道可分类为长管和短管。
5、渗流的达西公式是____v=kJ__。
6、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。
7、计算明渠均匀流的公式是
。
8、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为
（1）直接水击和
（2）间接水击。
9、底流式消力池中产生的水跃，要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定。
10、按重力相似准则设计的模型中，几何比尺为64，则流速比尺为8。
11、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体，层流运动
12、实际液体在流动时产生水头损失的内因是液体的粘滞性，外因是边界条件的影响。
13、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是B—B
四、问答题
（1）什么是理想液体？
为什么要引入理想液体的概念？
答案：
理想液体是指没有粘滞性的液体。
实际液体都具有粘滞性，在液体流动时会引起能量损失，给分析液体运动带来很大困难。
为了简化液体运动的讨论，我们引入了理想液体的概念，忽略液体的粘滞性，分析其运动规律，然后再考虑粘滞性影响进行修正，可以得到实际水流的运动规律，用以解决实际工程问题。
这是水力学重要的研究方法。
（2）“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？
为什么？
答案：
这种说法错误的。
均匀是相对于空间分布而言，恒定是相对于时间而言。
当流量不变通过一变直径管道时，虽然是恒定流，但它不是均匀流。
（3）简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。
答案：
通过尼古拉兹实验可以发现：
在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1（Re）；过渡区λ=f2（Re，）；粗糙区λ=f3（），紊流粗糙区又称为阻力平方区。
（4）为什么舍齐公式只适用于阻力平方区？
答案：
舍齐公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于紊流阻力平方区，因此该公式只适用于紊流阻力平方区。
（5）流动相似的含义是什么？
答案：
流动相似包括几何相似、运动相似和动力相似。
其中几何相似是前提，动力相似是保证，才能实现流动相似。
（6）从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。
答案：
均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能来克服水流阻力。
所以均匀流只能产生在正坡渠道中。
（7）分析水面曲线时，如何寻找急流和缓流的控制断面？
答案：
急流的控制断面在上游，因为外界对急流的干扰不能向上游传播；缓流的控制断面在下游，其原因与急流正好相反。
（8）在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别？
答案：
达西定律适用于任一点的渗流流速u=kJ，其适用于恒定均匀层流渗流；而杜比公式是适用于恒定非均匀渐变层流渗流，同一过水断面上各点的渗流流速都相等且等于v=kJ。
五、作图题：
（1）定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
（5分）
解：
（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。
（各渠段均充分长，各段糙率相同）（5分）
六、计算题：
（1）图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64m2，长l=50m，两个30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。
求通过的流量Q?
（10分）
解：
按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程
（5分）
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
将参数代入上式计算，可以求解得到
（5分）
即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s。
（2）从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。
橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。
水头H=5.5m。
由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。
用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9Ncm2。
如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。
（15分）
解：
以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程
（5分）
求得喷嘴出口流速和流量为
（1.5分）
橡胶管道内的流速为
（1分）
对于喷嘴建立x方向的动量方程
N（6.5分）
水流对喷嘴冲击力为
即为手握喷嘴所需之力。
（1分）
（3）有一梯形渠道，底宽b=10m，水深h=3m，边坡为1:
1，糙率n=0.014，底坡i=0.001。
如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。
（9分）
解：
计算渠道断面水力要素，
过流断面面积
m2（1.5分）
湿周
m（1.5分）
水力半径
m（1分）
舍齐系数
（2分）
通过的流量Q=AC（Ri）0.5=144.93m3/s（3分）
（4）某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。
已知渠宽B＝18m，流量Q＝265m3/s，坝下收缩断面处水深hc=1.1m，当坝下游水深ht=4.7m时，问：
（12分）
1）坝下游是否发生水跃？
（4分）
2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？
（4分）
3）是否需要修建消能工？
若需要修建消能工，估算消力池深。
（4分）
解：
1）计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，
q=Q/B=265/18=14.72m3/sm
m
因为收缩断面水深hc=1.1mhk为急流，下游水深ht=4.7mhk为缓流，
所以溢流坝下游必定发生水跃。
2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc"
hc"＝
＝
＝5.81m
因为hc"ht，该水跃为远驱水跃。
3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。
估算消力池深d，取水跃淹没系数j＝1.05
则池深约为d=jhc"-ht=1.055.81–4.7=1.40m《流体力学》选择题库
升级会员 