4.并联管道A、B,两管材料、直径相同,长度 B=2 ,两管的水头损失关系为( A.=
B. =2
C. =1.41 D.
=4
)
5.如图所示,水泵的扬程是( ) A. B. C.
+
D. + +
6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下,计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是( )
A.给定水深h,求底宽b
B.给定宽深比β,求水深h与底宽b
C.给定最大允许流速[v]max,求水底h与底宽b
D.给定水力坡度J,求水深
与底宽
7.断面单位能量 随水深 的变化规律是( ) A. 存在极大值 B. 存在极小值
C. 随 增加而单调增加 D. 随 增加而单调减少 8.下列各型水面曲线中,表现为上凸型的水面曲线是( ) A.M3型 B.C3型 C.S3型 D.H3型 9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值,堰可分为( )
A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰 B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰 C.三角堰、梯形堰和矩形堰 D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰 10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是( )
A. B. C. D. 第二部分 非选择题(共80分)
二、填空题(本大题共10空,每空1分,共10分)
不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。 11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。
12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。 13.圆管流的临界雷诺数Rec为______。
14.水由孔口直接流入另一水体中,称为______出流。
15.在相同的作用水头作用下,同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。 16.渠道中的水深h大于临界水深hc时,水流流态为______。 17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。 18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。 19.达西定律适用于______渗流。
20.具有自由液面的水流模型试验,一般选用______准则设计模型。 三、名词解释题(本大题共5小题,每小题2分,共10分) 21.粘性
22.断面平均流速 23.粘性底层 24.短管 25.临界底坡
四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
26.试述液体静力学的基本方程 及其各项的物理意义。
27.如图所示,一倒置U形管,上部为油,其密度ρoil=800kg/m3,用来测定水管中的A点流速uA,若读数△h=200mm,求该点流速μA。
28.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?
29.试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M2型水面曲线的变化趋势。 五、计算题(本大题共4小题,每小题10分,共40分)
30.如图所示,一矩形平板闸门AB,宽b=2m,与水平面夹角α=30°,其自重G=19.6kN,并铰接于A点。水面通过A点,水深h=2.1m,试求打开闸门的最大铅直拉力T。
31.如图所示,文丘里流量计管道直径d1=200mm,喉管直径d2=100mm,水银差压计读数y=20mm,水银密度ρm=13.6×103kg/m3,忽略管中水头损失,试求管道输水流量Q。
32.有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m,底宽b=3.2m,渠中水深h0=1.6m,粗糙系数n=0.025,通过的流量Q=6m3/s,试求沿程水头损失。
33.水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管长l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直径d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6),
试求:(1)各并联管段的流量Q2,Q3; (2)水塔水面高度H。
水力学试题参
一、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1.B 2.C 3.B 4.A 5.D 6.D 7.B 8.C 9.A 10.D 二、填空题(本大题共10空,每空1分,共10分) 11.密度 12.时间 13.2300或2000 14.淹没 15.大 16.缓流 17.共轭水深 18.急流 19.均匀 20.弗劳德
三、名词解释题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)
21.相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性;或者答粘性是流体阻抗剪切变形速度的特性;或者答粘性是流体的内摩擦特性均可。
22.设想过流断面上速度v均匀分布,通过的流量等于实际流量,此速度v定义为该断面的平均流速,即
23.紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。
24.水头损失中,沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重,两者都不可忽略的管道。 25.正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。 四、简答题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 26.物理意义:
z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能,简称位能。 :单位重量液体具有的压强势能,简称压能。 Z+ :单位重量液体具有的总势能。
Z+ =C:静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。 27.解:根据元流伯努利方程,如图,有:
=(1-0.8) =392Pa
=0.885m/s
答:A点流速为0.885m/s。 28.用临界雷诺数作为流态的判别标准 对于管流:
若 或2000,流动为层流
若 或2000,流动为紊流
对于非圆管道,特征长度为水力半径R,雷诺数
,此时,相应的临界雷诺数为575和500
或500,流动为层流
或500,流动为紊流
仍为2300或2000。
若特征长度取为当量直径,则
29.
水深小于正常水深,但大于临界水深,流动为缓流 分子:hi, I-J<0 分母:h>hc, Fr<1, i-Fr2>0 分式:dh/ds<0, M2型降水曲线五、计算题(本大题共4小题,每小题10分,共40分) 30.闸门AB上的水压力P=
表示闸门AB的长度。
作用点D,AD=
KN
=h
重力G作用点C,AC=
T=
=76.34kN
打开闸门的最小铅直拉力为76.34kN
31.解:列1-1,2-2断面的总流伯努利方程
取 =1,有
m
将(2)、(3)代入(1),得 v2=2.295m/s
Q= =0.018m2/s
32.R= 0.8m
C=
A=bh0=5.12m2
=38.54m0.5/s
= =1.17m/s
=0.00115
33.(1)
m
Q2+Q3=0.1m3/s 得 Q3=0.033m3/s Q2=0.067m3/s (2)H=
=
=27.45m