工程流体力学全试题库试卷教案.doc

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。 (√)
30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 (×)
31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。 （×）
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。 （×）
35、平坡渠道中不可能发生均匀流。 (√)
36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 （√）
37、水跃只能发生于平底明渠中。 (×)
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、已知水流的沿程水力摩擦系数l 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （4）
(1)层流区；(2)紊流光滑区；
(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/m2 （2）2 kN/m2
（3）5 kN/m2 （4）10 kN/m2
5、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。
7、渗流的达西公式只能适用于 （1）
(1) 恒定均匀层流 (2) 恒定均匀紊流(3)恒定均匀流；(4)非恒定流。
8、液流的沿程水力摩擦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。
9、堰流的流量与堰顶水头的(2)成正比。
(1)1/2次；(2)3/2次方； (3)2次方；(4)1次方。
10、溢流坝下泄水流收缩断面水深 hc0的跃后水深为 hc02，形成远离水跃衔接的条件是 （3）
(1) ht = hc02 (2) ht > hc02 (3) ht< hc02 (4) 无法确定
11、按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则流速比尺为 （2）
（1）100； （2）10；（3）20； （4）50。
12、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/m2 （2）2 kN/m2 （3）8 kN/m2 （4）10 kN/m2
13、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β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；(2)二次方关系； (3)1.75～2.0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。
19、闸孔出流的流量与闸前水头(3)成正比
(1)1次方；(2)2次方；(3)0. 5次方。
20、共轭水深是指 ( 1)
(1) 水跃的跃前水深与跃后水深 (2) 溢流坝下游水流收缩断面水深
(3) 均匀流水深（4）临界水深
21、图示容器中有两种液体，密度r2>r1，则 A、B 两测压管中的液面必为 (2)
(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。
23平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数J (h1)与J (h2)的关系是（1）
( 1 )J(h1)= J(h2)(2 )J(h1)>J(h2)(3)J(h1)<J(h2)
24、盛水容器a 和b 的测压管水面位置如图 (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。
26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 （1）
( 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。
27、紊流中粘滞底层厚度 d 比绝对粗糙高度 D 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)
1、水力模型的重力相似准则是 模型与原型的佛汝德数相同 。
2、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越 小 。
3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。
4．测量明槽流量的主要工具有_堰__、__量水槽_。
5、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。
6、渗流的达西公式是____v=kJ__。
7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。
8、 计算明渠均匀流的公式是。
9、根据管道中水击波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 。
10、底流式消力池中产生的水跃，要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定。
11、按重力相似准则设计的模型中，几何比尺为64，则流速比尺为 8 。
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。
15、水跃是水流从_急_流过渡到 缓 流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，则跃后水深是 减小 。
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B—B

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。

5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。

6、明渠的底坡可以分为哪些类型？

7、如何用临界水深hk与渠道内的水深h 来判别明渠水流的流态？

8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？

9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。

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)
i.1>ik
i2<ik
1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5分)

2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

v0=0

测 压 管 水 头 线
总 水 头 线
v0=0

3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同,末端有一跌坎) (5分)
i.1>ik
i2<ik

4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力
和铅垂方向压力体。　(5分)

5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。

v0=0

v0=0

测压管水头
总水头线
v0=0
v0=0

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。

7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)

六、根据题目要求解答下列各题
H
R
O
A
B
R
1、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。
解：水平分力 Px=pc×Ax=74.48kN
铅垂分力 Py=γ×V=85.65kN,
静水总压力 P2= Px2+ Py2,
P=113.50kN,
tana= Py/Px=1.15 ∴a=49°
合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。

2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d＝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ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=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

计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

将参数代入上式计算，可以求解得到

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s。

3、d1
v1
某水平管路直径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=49kN/m2，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1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：
P1

x
2
2
1
1
得喷嘴流量和出口流速为：
R

对于喷嘴建立x方向的动量方程

N
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b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，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
m
m

v=C(Ri)0.5＝1.46m/s
Q= vA=3.72m3/s。

9