1、1水力学 A（一）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。 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。 （）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。 13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量
2、系数比等直径的管嘴流量系数大。 ()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。 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
3、失系数仅与雷诺数有关。 32、静水压强的大小与受压面的方位无关。 ()33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 ()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。 （）2二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号 )1、 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量 （2）(1)大 ; (2)小 ； (3)相同 ； (4)无法确定 。2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （1）(1) 数值相等; (2) 数值不等;(3) 仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大 。3、已知水流的沿程水头损失系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （4）1 层流区 ； 2 紊
4、流光滑区 ；3 紊流过渡粗糙区 ； 4 紊流粗糙区 。4、液体中某点的绝对压强为 100kN/m2，则该点的相对压强为 （2）（1）1 kN/m 2 （2）2 kN/m 2 （3）5 kN/m 2 （4）10 kN/m 25、紊流的断面流速分布规律符合 （1） 1对数分布； 2直线分布； 3抛物线分布； 4椭圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线 （1）（1）相重合； （2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状； （4）以上答案都不对。8、液流的沿程水头损失系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属 （3）1 层流区 ； 2 紊流光滑区 ；3 紊流过渡粗糙区 ； 4 紊流粗糙区 。1
5、2、液体中某点的绝对压强为 108kN/m2，则该点的相对压强为 （4）（1）1 kN/m 2 （2） 2 kN/m2 （3）8 kN/m 2 （4）10 kN/m 213、静止液体中同一点沿各方向上的压强 （1）(1) 数值相等 ; (2) 数值不等 ; (3) 仅水平方向数值相等 。14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比 等于 （2） 1 1 ； 2 2 ； 3 3 ； 4 4 。15、水泵的扬程是指 （2）(1) 水泵提水高度 ； (2) 水泵提水高度+ 吸水管的水头损失；(3) 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 16、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （2） 1 一次方关系；
6、2 二次方关系； 3 1.752.0 次方关系 。17、在平衡液体中，质量力与等压面 （3）（1）重合； （2）平行 ； （3）正交。18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 3 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。21、图示容器中有两种液体，密度 2 1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为 (2)3(1) B 管高于 A 管； (2) A 管高于 B 管； (3) AB 两管同高。22、紊流的断面流速分布规律符合 （1） 1 对数分布 ； 2 椭圆分布 ； 3 抛物线分布 ； 4 直线分布 。 24、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置
7、如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为 pa和 pb。若两容器内水深相等，则 pa 和 pb 的关系为 （1）( 1) pa pb (2) pa pb (3) pa = pb (4) 无法确定25、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 。27、紊流中粘滞底层厚度 比绝对粗糙高度 大得多的壁面称为 （1）（1）光滑面 2 过渡粗糙面 （3）粗糙面 （ 4）以上答案均不对三、填空题(在空格中填写正确答案 )5、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。8、 计算明渠均匀流的公式是 。iRACQ9、根据管道中水击波
8、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 。12、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ，层流运动 13、理想液体与实际液体的主要区别是_是否存在液体的拈滞性_14、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。16、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 BB 4四、问答题 1 什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。液体可压缩性一般情况下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。2有人
9、说“均匀流一定是恒定流” ，这种说法是否正确？为什么？解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。3什么是相对压强和绝对压强？4。写出水力半径 R 的表达式。8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？10 明渠均匀流产生的条件是什么？ 五、作图题(在题图上绘出正确答案 )2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 v0=05测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=04、定性绘出图示曲面 A上水平方向的分力和铅垂方向压力体。 (5 分)BC5、定性绘出图示管道（
10、短管）的总水头线和测压管水头线向。 6、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。 v0=0v0=0测压管水头总水头线v0=0v0=06AB六、根据题目要求解答下列各题 1、图示圆弧形闸门 AB(1/4 圆), A 点以上的水深 H1.2m，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。HRO ABR解：水平分力 Px=pcAx=74.48kN 铅垂分力 Py=V=85.65kN,静水总压力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tan= Py/Px=1.15 =49合力作用线通过圆弧形闸
11、门的圆心。2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径 d0.8m ，长 l=50 m，两个 30。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，上下游水位差 H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量 Q 。 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 7gvRlhHw2)4(计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.105.0 ,m2.0/ dAR将参数代入上式计算，可以求解得到/sm.2 ,/s16.4 3vAQv即倒虹吸管内通过的流量为 2.091m3/s 。 3、某水平管路直径
12、 d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强 p=49kNm2，管路内流速 v1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力 F (可取动量校正系数为 1) 解：列喷嘴进口断面 11 和喷嘴出口断面 22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为： sm034.1AvQs9.2Av对于喷嘴建立 x 方向的动量方程)(121xvQRpN 8.733水流对喷嘴冲击力:F 与 R, 等值反向。 4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 n=0.014，底宽 b1.5m，槽长 L120m 。进口处槽底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程
13、Z252.04m ，当槽中均匀流水深 h0=1.7m 时，试求渡槽底坡 i 和通过的流量 Q。 解： i=（ Z1-Z2）/L =0.001 m2 5.bhAm 94xm .0Rs/61216nCv=C(Ri)0.51.46m/sd1v1P1x2211R8Q= vA=3.72m3/s。5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽 b1.5m,槽长 L116.5m。进口处槽底高程 Z1=52.06m，当通过设计流量 Q7.65m 3/s 时，槽中均匀流水深 h 0=1.7m，试求渡槽底坡和出口槽底高程 Z 2？6、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口
14、至水箱水面的高度 h=5 m，短管的总水头损失是短管流速水头的 0.2 倍，取动能校正系数 =1。求管嘴的出流速度 v 及此射流达到的高度 z。7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深 H=2 m，板宽B3m 。 8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长 b=0.8m，长 l=50 m，两个 30。 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，已知通过流量 Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H 。 10、测定 90弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。已知试验段
15、AB 长 10 m ，管径 d0.05m，弯管曲率半径 Rd，管段沿程水力摩擦系数 0.0264，实测 AB两端测压管水头差h0.63cm，100 秒钟流入量水箱的水体体积为 0.028m3，试求弯管局部水头损失系数。9水 h A B 11、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 n=0.014，底宽 b1.5m，槽长 L120m 。进口处槽底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程 Z252.04m ，当槽中均匀流水深 h0=1.7m 时，试求渡槽底坡 i 和通过的流量 Q。 13、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽 b3m 。闸前水深 H4m ，闸下收缩断面水深 hc=0.8m，已知渠道流量 Q=18
16、m3/s。取动能和动量校正系数均为 1。求水流作用于闸门上的作用力。14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强 =0.5m， =-0.2m，水管1p2p的横断面积 A1=0.002m2，A 2=0.001m2, 不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量 Q 为多少？ pdhv15、管道直径 d = 10 mm，通过流量 Q = 20 cm3/s，运动粘度 = 0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为 d = 30 mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？ 1018、有一矩形断面渠道底宽 b1.5m ，底坡 i0.0004，糙率 n0.014，当槽中均匀流
17、水深 h0=1.7m 时，试求通过的流量 Q 。19、图示一水平放置的弯管，直径 D=0.2 m，转角 =90，11 断面管轴处的动水压强为 p1=40kN/m2，22 断面与大气连通，管中流量为 Q0.1m 3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。 （取动能校正系数和动量修正系数均为 1）20、求图中圆弧形闸门 AB 所受静水总压力的大小及方向。已知水深 H=4 m，板宽B2m。 24、如图所示矩形平板闸门 AB 宽 b=3m，门重 G=9800N，=60，h 1 =1m，h 2=1.73m。试求：下游有水时启门力 T。1325、有一水平放置的管道(如图 )。管径 d1=10 cm，d 2=5 cm。管中流量 Qv=10 L/s。断面1 处测管高度 H=2 m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为 1。求水流作用于收缩段管壁上的力。 HAB1122D
