水力学07-08期末试卷，练习题及答案 - 图文

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2007～2008学年第二学期期末考试试卷 《水力学》（A卷 共 4 页） （考试时间：2008 年6月 20日） 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 成绩 核分人签字 （二）选择题（每小题 2分，共10分） 在下列命题中选择出正确的说法，添在括号内。 5. 圆管的水力半径是 ---------------------------------------------------（ ） （a） d/2 , （b） d/3 , （c） d/4 , （d） d/5 . （2）流体内部某点存在真空，是指------------------------------------------（ ） （a） 该点的绝对压强为正值 （b）该点的相对压强为正值 （c） 该点的绝对压强为负值 （d）该点的相对压强为负值 （3）在水箱上接出一条等直径圆管，末端设有阀门已控制流量，当水箱内水面随时间变化阀门开度一定时，管中水流为-------------------------------------------（ ） （a）恒定均匀流 （b） 恒定非均匀流 （c） 非恒定均匀流 （d） 非恒定非均匀流 （4）总水头线与测压管水头线的基本规律之一，是：--------------------------（ ） （a）总水头线总是沿程升高。 （b）总水头线总是在测压管水头线的上方。 （c）测压管水头线沿程升高。 （d）测压管水头线总是沿程下降的。 （5）下面关于流体粘性的说法中，不正确的是-------------------------------（ ） 一、基本概念部分（40分） （一） 判断题（每小题 1分，共10分） 判断下列说法是否正确。若正确在括号内划√，否则划?。 （1） 在绘制水头线时，会出现位置水头高于总水头线的情况。--------------（ ） （2） 动能修正系数的取值与断面流速分布有关。---------------------------------------（ ） （3） 在自然界存在着一种不具有粘滞性的液体，我们称它为理想流体。------（ ） （4） 无论流体作何种运动，流体内任何一个水平面都是等压面。------------（ ） （5） 无限空间淹没紊流射流的部分结果可应用于有限空间淹没紊流射流的变量计算中。------------------------------------------------------------（ ） （6） 在一般情况下，可以按照一种以上相似准数相等的条件来设计模型。----（ ） （7） 若两孔口形状、尺寸完全相同，作用水头相同，一个为自由出流，一个为淹没出流，二者的流量是相同的。------------------------------------------------------------（ ） （a）粘性是流体的固有属性。 （b）粘性是在运动状态下，流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度。 （c）流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性。 （d）流体的粘性随着温度的升高而增大 （8） 急变流一定是非恒定流。------------------------------------------（ ） （9） 临界雷诺数的大小仅与流体的流速有关，与流体的性质无关。----------（ ） （10）亚音速气流在收缩形管路中，可以在一定条件下获得超音速的速度。----------------------------------------------------------------------（ ） 天津大学试卷专用纸

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（三） 简答题 （每小题4分，共20分） p1．能量方程中Z、?g、v2/2g各有什么物理意义和几何意义？ 5．下面几种流动：（a）转角大于180度时出现的流动分离，并在分离后出现漩涡，造成损失；（b）尼古拉兹试验中，贴上不规则沙粒后的水流粗糙区内的沿程水头损失；（c）圆球下落时尾部所产生的卡门涡；（d）处于水力光滑区内的沿程水头损失；（e）突然扩大造成的局部损失。 哪几种流动造成的能量消耗具有相似的内在机理？ 二、计算题 （共60分） （四）14.4 一平面流动x方向的流速分量为u?=3ɑ(?2-?2)，在点A（0，0）处，u?=u?=0，试求通过A（0，0）、B（1，1）两点联线的单宽流量?qAB为多少？（9分） 2．指出水击形成的四个阶段。采取哪些办法可减少水击压强？ 3．计算工业管道的沿程阻力系数能否采用人工粗糙管的公式？为什么? lv2?m4．雷诺实验证实hf∝V，不同流区m值不同，为什么计算hf采用统一公式d2g? 天津大学试卷专用纸

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（五）如图示，闸门AB宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为－14700N／m2，在（六）如下图所示为嵌入支座内的直角弯段等径输水管，其直径d?250mm，流量右侧箱中油的容重γ0＝8.33KN/m，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？（12分）

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Q?0.12m3/s，支座前的压强p1?176.4kPa（相对压强），管道中心均在同一水平面上，试求支座所受的水平力R，可不计水头损失。 （12分）

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（七）水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=0.1m3/s，要求末端自由水头为10m（八）3.13 一直径沿程不变的输水管道，连接两水池，如图所示，已知管道直径d＝0.3m，，各段管长L1=L4=100m，L2=50m，L3=200m，各段管道直径d1=d4=200mm(比阻全管长l＝90m，沿程阻力系数?＝0.03，进口局部水头损失系数?1＝0.5，折弯局部水头a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6), （不要求修正比阻） 试求：(1)各并联管段的流量Q2，Q3；

(2)水塔水面高度H。 （12分）

损失系数?2=0.3，出口水头损失系数?3＝1.0，出口在下游水面以下深度h2=2.3m，在距出口30m处设有一“U”型水银测压计，其液面?h＝0.5m，较低的水银液面距管轴1.5m，试确定：

（1） 通过的流量Q以及两水池水面差Z； （2） 定性绘出总水头线及测压管水头线。（15分）

水力学练习题及参考答案

一、是非题(正确的划“√”，错误的划“×)

1、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。 （√）

2、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。(×)

3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。 ?×? 4、明槽水流的急流和缓流是用Fr判别的，当 Fr＞1为急流。 (√) 5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （×） 6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。 （×） 6、达西定律适用于所有的渗流。 （×） 7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。 （√）

8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√) 9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 (√) 10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。 （×） 11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ?√? 12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 (√) 13、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。 (×)

14、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。 15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 （√） 16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 ?×? 17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。

(×)

19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 （√） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。 ?×? 21、缓坡上可以出现均匀的急流。 (√) 22、静止水体中,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。 (√) 24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√) 25、水深相同的静止水面一定是等压面。

(√)

26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。 （×） 27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ?√? 28、陡坡上可以出现均匀的缓流。 (×) 29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 (√)

(√)

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