水力学模拟题库带答案(精选)

1.下列物理量中，有量纲的数为（）a)A．佛汝德数FrB.沿程阻力系数b)C．渗流系数kD.堰流流量系数m2.缓坡明渠中的均匀流是（）a)A．缓流B.急流C.临界流D.可以是急流或缓流3.管流的负压区是指测压管水头线（）A在基准面以下的部分B.在下游自由水面以下的部分C．在管轴线以下的部分D.在基准面以上的部分4.有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（）A．h1h2B.h1h2C.h1=h2D.无法确定5.对于并联长管道，每根管道的（）相等。A．流量B.切应力C.沿程水头损失D.水力坡度6.平衡液体的等压面必为（）A．水平面B.斜平面C.旋转抛物面D.与质量力正交的面7.理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时，（）A整个流场内各点的总水头)2//(2gupz相等B只有位于同一流线上的点，总水头)2//(2gupz相等C沿流线总水头)2//(2gupz沿程减小D沿流线总水头)2//(2gupz沿程增加8.有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于（）A．薄壁堰流B.宽顶堰流C.实用堰流D.明渠水流9.同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（）A．增大B.减小C.不变D.不一定10.一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水损失是原来的（）倍A．1B.2C.2D.41．有一明渠均匀流，通过流量smQ/553，底坡0004.0i，则其流量模数K=.2．水泵进口真空计的读数为2/5.24mKNpk，则该处的相对压强水头为m3．矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量smq/13,则该水流的佛汝德数Fr=。4．宽顶堰的总水头H0=2m,下游水位超过堰顶的高度hs=1.4m，此时堰流为出流。5．渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为。6．已知谢才系数smC/1002/1，则沿程阻力系数=。7．当液流为流时，流线与迹线重合。8．直径为1m的管道中的水流，其水力半径为。1．画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。2．画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。3．有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。四、计算题（本大题分5小题，共52分）1．（本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一1/4园柱曲面AB，宽为1m（垂直于纸面方向），半径R=1m，mh21，mh32，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。2．（本小题10分）有一长度为L的有压管道，管径d=0.1m，作用水头H=3m，在L/2处装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m，不计行进流速，求管道中通过的流量。0上V0下Vh1h2Rp0i1=ici2ici3icKK3．（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角o30，渐变段长L=10m，渐变段中水体重量G=2KN，进水管直径md2.01，流速smV/11，形心点相对压强水头mp50/1水柱高，出水管直径md1.02，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力xR和yR。4．（本小题10分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深mH8，闸门开度me5.2，闸下游水深mht5.4，闸门宽度mb8，（闸门垂向收缩系数625.02，堰流的流量系数34.0m，闸孔出流的流量系数He/18.060.0），不计行进流速，试求：（1）通过水闸的流量；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。1mHL/2LHehtLxy1122答案：一、单项选择题（20分）1.C2.A3.C4.B5.C6.D7.B8.C9.A10.D二、填空题（16分）1.2750m3/s2.–2.5m3.0.32m4.自由出流5.矩形/或均匀分布6．0.007847.恒定流8.0.25m三、作图题一、计算题1．（10分）画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）；水平方向静水总压力：)(5.24115.28.9KNAhPcx（2分）垂直方向静水总压力：)(71.21)4/1113(8.92KNVPz（2分）总静水总压力：KNPPPzx73.3271.215.242222（1分）与水平方向的夹角：oxztgPPtg5.415.2471.2111（1分）0上V0下Vi1=ici2ici3ic距底部B点的垂直距离：mReo663.05.41sin1sin（2分）2．（10分）以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程：得mhf12/（4分）列水箱和出口断面能量方程得，gVgV2/2/2322（5.0）所以V=mg615.33/4（5分）slsmVAQ/4.28/0284.04/1.01.0615.33（1分）3．（12分）smVddV/4)/(12212，smAVQ/0314.0311（1分）以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程：gVpzgVpz222222221111取121（3分）6.19430sin106.191500222po，得mp23.44/2水柱，即22/5.43323.448.9mKNp（2分）而21/490508.9mKNp，取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为xR和yR，（水流方向为x轴，与水流方向垂直为y轴）x方向大的动量方程：)(30sin112202211VVQRGApApx取121)(30sin122211VVQGApApRox1000/)14(0314.010005.0200785.05.4330314.0490KN9.109.014.393.15（3分）y方向的动量方程：030cos0GRyKNGRy73.1866.0230cos0（2分）水流对管壁的作用力与xR和yR大小相等，方向相反。（1分）4．(10分)（1）由于e/H=2.5/8=0.31250.65，所以为闸孔出流（1分）假定为自由出流（1分）smgHbeQ/2.13686.195.28)3125.018.06.0(23（2分）mehc563.15.2625.02smmbQq/03.17/3mghqhhccc42.5)1563.18.903.1703.1781(2563.1)181(2332由于cthh，所以闸孔为自由出流，假设正确。（2分）（2）mgqhk09.38.9/03.171/3232（1分）由于kchh，所以出闸水流为急流，又kthh，所以下游河道为缓流（1分）则下游水流衔接形式为远驱式水跃（1分）要设消能工。（1分）一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．液体动力粘滞系数μ的单位是（）A.m2/sB.（N.s）/m2C.N/m2D.Pa/s2．流线与等势线的关系为（）A.平行B.斜交C.正交D.不确定3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（）A.平坡B.缓坡C.陡坡D.临界坡4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率n，底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同，渠道一b1×h1=4m×1m，渠道二b2×h2=2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（）A.Q1Q2B.Q1=Q2C.Q1Q2D.无法确定5．管道发生水击现象时，其水流类型为（）A.有压、恒定均匀流B.无压恒定非均匀流C.有压、恒定非均匀流D.有压非恒定流6．水流在等直径管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程（）A.下降B.不变C.上升D.可上升，亦可下降7．串联管道，无支流分出，则各管段的（）A.流量相等B.切应力相等C.沿程水头损失相等D.水力坡度相等8．粘性底层厚度δ随雷诺数Re的增大而（）A.增大B.不变C.减小D.不定9．圆管水流中的下临界雷诺数等于（）A.2000B.1500C.3000D.500010．宽b=2m的矩形明渠中，通过的流量Q恒定，水深从h1=1m渐变到h2=2m，其雷诺数之比Re1/Re2为（）A.1/2B.2C.4/3D.3/2二、填空题（在空格中填写正确答案）1．理想液体流动时，切应力τ=。2．地下河槽的浸润线共有条。3．两条梯形断面渠道，其边坡系数m、底坡i及底宽b均相等，但粗糙系数n1n2，在通过相等流量时，其均匀流水深（即正常水深）的相对大小为h1h2。4．管道中的水击过程可分为个阶段。5．处于相对平衡的液体中，等压面与力正交。6．如图所示，B点的相对压强pB=KN/m2。（γ水银=13.6γ水）（题6图）（题7图）7．图示长管中，A点的相对压强pA=米水柱。8．尼古拉兹试验表明，当管道的尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流区的变化为。9．水力坡度是单位长度流程上的。10．层流时，沿程水头损失hf与断面平均流速的次方成正比。三、简答题（本大题共5小题，每小题4分,共20分）1．什么是绝对压强，什么是相对压强？2．均匀流具有的特征是什么？3．流线为什么不能相交？4．圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比，而两种流态下都能应用达西公式计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？5．渗透系数k值的确定有哪几种方法？四、计算题1．图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压强p0=7.8N/cm2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h=？hLdVgfλ222．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d=1.5m的虹吸管，当不计水头损失时，求虹吸管顶部s处的压强。3．水密封容器，液面上气体的相对压强p0=0.5个大气压，在容器底部接一段管路，管长L=4m，与水平面夹角为30°，管径d=50mm，若管路进口断面到液面的水头H=5m，水流的总水头损失hw=2.3v2/(2g)，求流量Q（容器内水面保持不变，容器内水流速度近似为零）。4．已知一射流在平面上以速度v冲击一斜置平板，平板和射流的夹角60，如不考虑水头损失即v=v1=v2且取动量系数为1，试证明两分流的流量比321QQ。（注，不考虑水流和平板的摩擦力）水力学试题（B）答案一、单项选择题1．B2．C3．A4．B5．D6．A7．A8．C9．A10．D60°QV（图五题）V2Q2V1Q1二、填空题1．零2．43．4．四5．质量力6．9.87．28．光滑区、过渡粗糙区、粗糙区9．沿程水头损失10．一三、简答题1．绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。2．①过水断面为平面，过水断面形状、尺寸沿程不变；②同一流线上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同；③动水压强按静水压强分布。3．因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。4．不矛盾。层流时，和Re成反比，即：vdvd6464Re64，则gvdlvdgvdlhf264222，即fh∝v。而紊流粗糙区)(df，则gvdldfgvdlhf2)(222，即fh∝2v5．经验法，室内测定法，野外测定法。四、计算题1．解：设容器内水面延长线交左、右测压管于A、B点，则由连通器原理3000pppAC74.10300108.98.73（N/cm2）.hppaB,/)(aBpph,而74.10CBpp（N/cm2）则92.95)108.9/(94.0)1