西南大学水力学.docx

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西南大学水力学

（10.0分）1. 液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为

A）  A：

1kN/m2

B）  B：

2kN/m2

C）  C：

5kN/m2

D）  D：

10kN/m2

纠错

（10.0分）2. 有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=

A）  A：

8

B）  B：

4

C）  C：

2

D）  D：

1

纠错

（10.0分）3. 按是否考虑液体的粘滞性，可将液体分为

A）  A：

牛顿液体与非牛顿液体；

B）  B：

连续液体与非连续液体

C）  C：

可压缩液体与不可压缩液体

D）  D：

理想液体与实际液体

纠错

判断题

（10.0分）4. 园管中层流的雷诺数必然大于２000。

正确

错误

纠错

（10.0分）5. 渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。

正确

错误

纠错

（10.0分）6. 粘滞性是液体产生水头损失的内因。

正确

错误

纠错

（10.0分）7. 水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。

正确

错误

纠错

论述题

（10.0分）8. 

1、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

2、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？

为什么？

3、简述明渠均匀流的形成条件和特征。

4、 直径为d1＝700mm的管道在支承水平面上分支为d2＝500mm的两支管，A－A截面压力为70kN/m2，管道中水的体积流量为Q＝0.6m3/s，两支管流量相等。

（1）不计压头损失，求支墩受水平推力；

（2）压头损失为支管流速压头的5倍，求支墩受水平推力。

不考虑螺栓连接的作用

5、高压水管末端的喷嘴如图，出口直径d＝10cm，管端直径D＝40cm，流量Q＝0.4m3/s，喷嘴和管道以法兰连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少

6、求水流对1m宽的挑流坎AB作用的水平分力和铅直分力。

假定A、B两截面间水重为2.69kN，而且截面B流出的流动可以认为是自由射流。

1、简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。

（4分）

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，

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--[endif]--> ）；粗糙区λ=f3（

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--[endif]-->  ），紊流粗糙区又称为阻力平方区。

2、“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？

为什么？

（4分）

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、简述明渠均匀流的形成条件和特征。

 （6分）

答：

明渠均匀流的形成条件：

根本（力学）条件：

重力沿流向的分量=边壁摩阻力（

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具体条件：

1.水流应为恒定流；

2.流量沿程不变；

3.渠道必须是长而直的棱柱形顺坡渠道；

4）糙率n沿程不变；

5）渠道中无建筑物的局部干扰。

明渠均匀流的水力特征为：

1）等深流动：

h1=h2=h；

2）等速流动：

V1=V2=V；

3）总水头线//水面线//渠底线，J=Jp=I。

（10.0分）1. 明渠水力最优断面的水力半径R

A）  A：

等于水深的一半；

B）  B：

等于底宽的一半；

C）  C：

等于水面宽度的一半；

D）  D：

等于湿周的一半。

纠错

（10.0分）2. 已知水流的沿程水力摩擦系数l只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于

A）  A：

层流区

B）  B：

紊流光滑区

C）  C：

紊流过渡粗糙区

D）  D：

紊流粗糙区

纠错

（10.0分）3. 长管的总水头线与测压管水头线

A）  A：

相重合

B）  B：

相平行，呈直线

C）  C：

相平行，呈阶梯状

D）  D：

以上答案都不对

纠错

（10.0分）4. 在同一瞬时，流线上各个流体近质点的速度方向总是在该点与此流线

A）  A：

重合

B）  B：

相交

C）  C：

相切

D）  D：

平行

纠错

（10.0分）5. 下列说法中，正确的说法是

A）  A：

理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒

B）  B：

理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒

C）  C：

理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒

D）  D：

理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒

纠错

（10.0分）6. 若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m，其宽度为               （   ）

A）  A：

0.6m

B）  B：

1.2m

C）  C：

1.8m

D）  D：

2.4m

纠错

（10.0分）7. 在正常工作条件下，在孔口外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴比孔口出流量

A）  A：

大

B）  B：

小

C）  C：

相等

D）  D：

不定

纠错

论述题

（10.0分）8. 

1、已知速度场为 （m/s），求（2，3，1）点的速度和加速度。

2、已知速度场为 （m/s），求τ＝2秒时，位于（2，2，1）点的速度和加速度。

3、已知速度场为。

求τ＝1时，过（0，2）点的流线方程。

4、水流经180°弯管自喷嘴流出，如管径D＝100mm，喷嘴直径d＝25mm，管道前端测压表读数M＝196.5kN/m2，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。

假定螺栓上下前后共安装四个，上下螺栓中心距离为175mm，弯管喷嘴和水重为150N，作用位置如图。

（10.0分）1. 牛顿流体具有

A）  A：

扩散并充满整个容器的特性

B）  B：

在任何切应力作用下不能维持静止状态的特性

C）  C：

实际上绝对不可压缩的性质

D）  D：

切应力与运动状态无关的性质

纠错

（10.0分）2. 水的动力粘度随温度的升高而

A）  A：

增大

B）  B：

减小

C）  C：

不变

D）  D：

不定

纠错

（10.0分）3. 下列说法中，正确的说法是（　　）

A）  A：

理想不可压均质量重力流体作定常或非定常流动时，沿流线总机械能守恒

B）  B：

理想不可压均质重力流体作定常流动时，沿流线总机械能守恒

C）  C：

理想不可压均质重力流体作非定常流动时，沿迹线总机械能守恒

D）  D：

理想可压缩重力流体作非定常流动时，沿流线总机械能守恒

纠错

判断题

（10.0分）4. 恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。

正确

错误

纠错

（10.0分）5. 水深相同的静止水面一定是等压面。

正确

错误

纠错

（10.0分）6. 层流均匀流断面动量修正系数为２

正确

错误

纠错

论述题

（10.0分）7. 

1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

2、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

3、图示圆弧形闸门AB（1/4圆）,A点以上的水深H＝1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。

确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。

4、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?

5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm，水头H=5.5m，由水箱至喷嘴出口的水头损失hw=0.5m。

用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N/cm2。

行近流速v0≈0，取动能、动量修正系数均为1。

（1）计算通过管道的流量Q；

（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？

方向如何？

 6、已知矩形闸门高h＝3m，宽b＝2m，上游水深h1＝6m，下游水深h2＝4.5m，求：

（1）作用在闸门上的总静水压力；

（2）压力中心的位置。

7、一圆柱形闸门，长＝10m，直径D＝4m，上游水深h1＝4m，下游水深h2＝2m，求作用在该闸门上的静水总压力的大小与方向。

10.0分）1. 圆管紊流中的上临界雷诺数（）

A）  A：

是紊流转变为层流时的雷诺数

B）  B：

是层流和紊流的主要判别参数

C）  C：

等于2300

D）  D：

对流态判别作用不大

纠错

（10.0分）2. 一水平弯管，管中流量不变，在过水断面A—A内外两侧的1、2两点处各装一根测压管，则两测压管水面的高度h1与h2的关系为

A）  A：

h1>h2

B）  B：

h1=h2

C）  C：

h1

D）  D：

不定

纠错

判断题

（10.0分）3. 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

正确

错误

纠错

（10.0分）4. 恒定不可压缩流体运动在三个坐标方向的线变形速度之和为零。

正确

错误

纠错

主观填空题

1、如图所示：

水箱一侧接一串联管道，已知末端管径d=0.2m，流速v=5m/s，分流量q=0.2m3/s，则水箱出流量Q为0.3571m3/s。

2、水平射流流量为Q、以速度v射向固定平板，则射流对平板的水平作用力F为F=ρQβv（方向水平向右）。

3、明渠均匀流的力学特征是重力沿流程的分量=边壁摩阻力。

4、圆管层流沿程水头损失系数λ的计算公式为　　

。

5、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p2=p1。

6、图示容器内液面压强p0为9800Pa。

7、当管道尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流流区的变化是光滑区→过渡粗糙区→粗糙区。

8、紊流过水断面上的流速分布比层流过水断面上的流速分布均匀。

9、作层流运动的牛顿流体，其层间切应力为

。

10.0分）6. 1、

上下两块平行圆盘，直径均为d，间隙厚度为δ，间隙中液体的动力粘度为μ，若下盘固定不动，上盘以角速度ω旋转，求所需力矩M的表达式。

 2、

一圆锥体绕其中心轴作等角速度ω＝161/s旋转，锥体与固定壁面间的距离δ＝1mm，用μ＝0.1Pa·s的润滑油充满间隙，锥体半径R＝0.3m，高H＝0.5m，求作用于圆锥体的阻力矩。

3、有一块30×40cm2的矩形平板，浮在油面上，其水平运动的速度为10cm/s，油层厚度δ＝10mm，油的动力粘度μ＝0.102Pa·s，求平板所受的阻力。

4、两高度差