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水力学习题、试题库一、名词解释1 .有压流2 .无压流3 .流线4 .迹线5 .渐变流：6 .急变流7 .水力最优断面8 .粘滞性9 .膨胀性10 .压缩性IL质量力12 .外表力13 .均匀流14 .非均匀流15 .佛汝德数16 .雷诺数17 .棱柱形渠道18 .非棱柱形渠道19 .理想液体20 .圆柱形外管嘴21 .长管22 .短管23 .孔口24 .临界水深25 .正常水深26 .局部水头损失27 .沿程水头损失28 .连续介质29 .恒定流30 .非恒流31 .根本量纲32 .紊流33 .层流34 .流管35 .元流36 .总流37 .过水断面38 .流量39 .当地加速度40 .迁移加速度41 .水力坡度J42 .测压管坡度Jp43 .正坡44 .平坡45 .负坡46 .逆坡47 .临界流48 .急流49 .缓流50 .平均水深hm5L临界坡度ik52 .不冲允许流速53 .不淤允许流速54 .断面比能55 .自由出流56 .淹没出流二、简答题1 .请简述“连续介质假设”的内容及其对研究液体运动的意义。2 .什么是均匀流？明渠均匀流有哪些水力特征？3 .什么是水力最优断面？4 .什么是“佛汝德数”，其物理意义表示什么？5 .什么是理想液体？6 .什么是迹线？7 .什么是棱柱形渠道？8 .什么是“雷诺数”，其物理意义表示什么？9 .什么是圆柱形外管嘴？管嘴的形成条件。10 .简述牛顿内摩擦定律的内容及其物理意义。11 .简述静水压强的特性。12 .简述帕斯卡定律的内容。13 .什么是等压面？它有何性质？14 .什么是流线？它有何特点？15 .简述明渠均匀流的形成条件。16 .何谓渐变流，渐变流有哪些重要性质？17 .雷诺数与哪些因数有关？其物理意义是什么？当管道流量一定时，随管径的加大，雷诺数是增大还是减小？18 .欧拉数与韦伯数的物理意义是什么？三、判断题1.恒定流时，流线与迹线重合。()2 .在相同的水头作用下，孔口的流量比管嘴的流量大。()3 .相对压强可以大于、等于或小于零。()4 .等压面不一定与质量力正交。()5 .水一定由高处向低处流。()6 .液体质点运动的轨迹线称为迹线。()7 .均匀流时当地加速度为零。()8 .急变流简称急流。()9 .渐变流也称缓流。()10 .渐变流，又称缓变流，简称缓流。()IL恒定流时当地加速度为零。1)12 .理想液体就是没有粘滞性的液体。()13 .均匀流时迁移加速度为零。()14 .棱柱形渠道就是断面形状为棱形的渠道。15 .恒定流时迁移加速度为零。()16 .相对压强可以大于、等于零但不可以小于零。()17 .绝对压强可以大于、等于零但不可以小于零。()18 .相对压强可以大于、等于或小于零。()19 .真空值一般为负数。()20 .真空就是相对压强小于零。()21 .真空就是绝对压强小于零。()22 .长管就是指长度大于100Om的管道。()23 .水一定由流速大的地方向流速小的地方流。()24 .水一定由压强大的地方向压强小的地方流。()25 .明渠均匀流的总水头线坡度、测压管水头线坡度和渠底坡度彼此相等。)26 .实际液流的总水头线总是沿程下降。()27 .测压管水头线总是沿程下降。()28 .测压管水头线沿程可升可降。()29 .实际液流的水力坡度J总是大于零。()30 .测压管坡度JP总是大于零。()31 .测压管坡度JP可以大于、等于或小于零。()32 .实际液流的水力坡度J可以大于、等于或小于零。()33 .等压面不一定与质量力正交。()34 .水力光滑区的沿程阻力系数只与雷诺数有关。()35 .完全粗糙区的沿程阻力系数只与粗糙度有关。)36 .层流区的沿程阻力系数只与雷诺数有关。()37 .以完全真空为零点计算的压强称为绝对压强。()38 .以当地大气压强为零点计算的压强称为绝对压强。1)39 .以当地大气压强为零点计算的压强称为相对压强。()40 .以完全真空为零点计算的压强称为相对压强。()41 .作用在平面上的静水总压力的作用点在对称轴上。()42 .作用在曲面上的静水总压力的作用线必通过其水平分力PX与垂直分力PZ的交点)43 .作用在曲面上的静水总压力的作用点即其水平分力Px与垂直分力Pz的交点。()44 .流线疏密度代表流速的大小，流线密的地方，流速小。()45 .流线不能相交且必须是光滑曲线。【)46 .均匀流的过水断面为平面，非均匀流的过水断面为曲面。()47 .几何相似是运动相似和动力相似的前提与依据；（）48 .动力相似是决定两流动相似的主导因素；（）49 .运动相似是几何相似和动力相似的表现；（）50 .凡流动相似的流动，必是几何相似、运动相似和动力相似的流动。（）四.单项选择题：1.在水力学中，单位质量力是指（）A、单位面积液体受到的质量力；B、单位体积液体受到的质量力；C、单位质量液体受到的质量力；D、单位重量液体受到的质量力。2 .体积弹性系数越大，那么（A.液体压缩性大B.液体越不容易压缩C.液体越容易压缩3 .理想液体是（）0B.不可压缩液体B.粘滞度是常数的液体C.没有粘滞性的液体D.符合牛顿内摩擦定律的液体4 .液体的粘滞切应力（）.A.与剪切变形速率成反比B.与剪切变形速率成正比C.与速度梯度成反比5 .静止液体中，同一点各方向的压强（）oA.数值相等B.数值不等C.铅直方向数值最大D.水平方向数值最大6 .均匀流时（）A.当地加速度为零B.迁移加速度为零C.合加速度为零7 .粘性流体总水头线沿程的变化是（）0A.沿程下降B.沿程上升C.保持水平D.前三种情况都有可能8 .并联长管管段如右图，那么A.B之间的水头损失是（）.1A.hfAB-hf1+hf2÷hf3B.hfAB=hf+hf2C.hfAB=hf=hf2=hf3AB9 .水力最优矩形断面,宽深比为（）.0.5B.1.0C10 .明渠流动为缓流时（）.A.Fr<1B.Fr>1C.h<hoD.dedh<O11 .明渠中（）.A.水力坡度线一定平行于底坡线B.总水头线与自由水面重合C.测压管线与自由水面重合12 .在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的增大,临界水深将（）.A.增大B.减小C.不变13 .佛汝德数数的物理意义表示（J0A.粘滞力和重力之比B.惯性力与重力之比C.惯性力与粘滞力之比D.压力与粘滞力之比14 .明渠水流模型实验,长度比尺为4,模型水管的流量应为原型输水量的（）.A.1/32B.1/4C.1/8D.1/16.15 .模型和原型几何相似的条件是（J0A.对应长度成一固定的比例，且对应角相等；B.对应长度成一固定的比例，且对应角也成一固定的比例；16 .相对压强（）a）可以大于、等于或小于零；B.只能大于零；C.只能大于或等于零。17 .水的粘度随温度的升高（J0A.增大B.减小C.不变18 .体积压缩系数越大，那么iJoA.液体压缩性小B.液体越不容易压缩C.液体越容易压缩19 .在相同的水头作用下，孔口的流量比其圆柱形外管嘴的流量（）A.大B.小C.相等20 .以下说法哪个正确（）.水一定由高处向低处流；B.水从流速大的流向流速小的地方；C.水从压强大的流向压强小的地方；D.水从能量大处流向能量小处。21 .在平衡液体中，质量力与等压面（）A、重合；B、平行C、相交；D、正交。22 .明渠流动为急流时（）.A.Fr<1B.Fr>1C.h<h0D.dedh<023 .液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区24 .雷诺数的物理意义表示（J0A.粘滞力和重力之比B.惯性力与重力之比C.惯性力与粘滞力之比D.压力与粘滞力之比25 .牛顿液体是指OoA.具有粘滞性的液体B.不具有粘滞性的液体C.符合牛顿内摩擦定律的液体26 .液体的粘滞性随温度的降低而（）。A.增大B.减小C.不变27 .以下说法哪个不是明渠均匀流的形成条件（）A,恒定流；B.流量、底坡和渠道粗糙情况都沿程不变；C.明渠必须是长而直的平坡棱柱形渠道；D.无障碍物。28 .液体流动的沿程水力摩擦系数只与边壁粗糙度有关，即可以判断该液体流动属于A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区29 .以下不属于牛顿液体的是（J0A、水；B、酒精；C、泥浆；D、空气30 .理想液体的特征是（J0A.粘度是常数B.可压缩C.无粘性31 .与牛顿内摩擦定律直接有关的因素（）.A.切应力和压强B.切应力和剪切变形速度C.切应力和剪切变形32 .相对压强的起点是（）oA.绝对真空B.一个标准大气压C.当地大气压33 .绝对压强Pabs与相对压强P,真空度Pv.当地大气压之间Pa的关系（）。A.Pabs=P+PvB.P=Pabs+PaC.Pv=Pa-Pabs34 .恒定流是：（）.流动随时间按一定规律变化B.各过流断面的速度分布相同C.流场中任意空间点上的运动要素不随时间变化35 .进行水力模型实验,要实现有压管流的动力相似,应选择的相似准那么是（）。A.雷诺准那么B.弗劳德准那么C.欧拉准那么36 .速度V,长度L,重力加速度g的无量纲组合是（）。A.Lv/gB.v/gLC.L/vgD.v/gL37 .水力最优断面是（）.A.造价最低的渠道断面B.壁面粗糙系数最小的断面C.对一定的流量具有最大断面积的断面38 .圆管水流中的下临界雷诺数等于（）.1000B.1500C.2320D.58039 .明渠水流中的下临界雷诺数等于OA. 1000B.580C.2300D.500040 .在流量一定,渠道断面的形状.尺寸和壁面粗糙度一定时,随底坡的增大,正常水深将（）.A.增大B.减小C.不变41 .液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区42 .有压圆形管道的管径为d,其水力半径为R,那么d/R等于（）A、8；B、4；C、2；D、I043 .图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是（）.1-1断面和2-2断面B. 2-2断面和3-3断面C. I-I断面和3-3断面D. 3-3断面和4-4断面44 .并联长管1、2,两管的直径相同,沿程阻力系数相同,长度L2=3L,通过的流量为（）.A.Q1=Q2B.Q=l.5Q2C.Q=l.73Q2D.Q=3Q245 .密闭容器上装有U形水银测压计,其中1,2,3点位于同一水平面上,其压强关系为（）A.P=P2=P3B.P1>P2>P3C.P1<P2<P346 .恒定均匀流的等直径水管,AA为过流断面,B-B为水平而，1,2,3,4为面上各点，各点的运动物理量有以下关系：（）A.P=P2B.P3=P4C.Z1+P1pg=Z2+P2pgD.Z3+P3pg=Z4+P4pg47 .液体中某点的绝对压强为108kNm2,那么该点的相对压强为（）A.1kNm.2kNm2C.8kNm2D.10kNm248 .长管的总水头线与测压管水头线（）A.相重合；B.相平行，呈直线；C.相平行，呈阶梯状；D.以上答案都不对。49 .按重力相似准那么设计模型，假设几何比尺为100,那么流速比尺为（）A.100；B.10；C.20；D.50o50 .紊流粗糙区的水头损失与流速成（）A.一次方关系；B.二次方关系；C.1.752.0次方关系。51 .雷诺数是判别以下哪种流态的重要的无量纲数（）A.急流和缓流；B.均匀流和非均匀流；C.层流和紊流；D.恒定流和非恒定流。52 .盛水容器。和力的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为Pa和pg假设两容器内水深相等，那么Pa和Pb的关系为（）APa>PbBPa<PbC.Pa=PbD.无法确定53 .紊流中粘滞底层厚度比绝对粗糙高度大得多的壁面称为（）A.光滑面B.过渡粗糙面C.粗糙面D.以上答案均不对54 .以下可能发生明渠均匀流的渠道是（）oA.正坡棱柱形渠道B.正坡非棱柱形渠道C.平坡棱柱形渠道D.负坡棱柱形渠道55 .在图示并联管道中，当流量>%2时，那么管段1和管段2的水头损失即与心的关系是0A%>八Vh"C.hf=%2口.无法确定56 .假设水力最优矩形断面的水深为1.2米，其宽度为（）A.0.6mB.1.2mC.1.8mD.2.4m57 .图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab,容器内水深为h,阀门所受静水总压力为（）A.0.5hA;B.hA；C.0.5h2A;D.h2A58 .进行石油输送管路的水力模型试验，要实现动力相似，应选的相似准那么是（）oA.雷诺准那么B.弗劳德准那么C.欧拉准那么D.以上都不是59 .串联管道各串联管段的：（）A.水头损失相等；B.总能量损失相等；C.水力坡度相等；D.所通过的流量相等。60 .如图，并联长管管段1、2、3在A、B之间的水头损失是：（）五、绘图题1 .绘出图中AB面上静水压强分布图.2 .绘出图中二向曲面上的压力体。六.计算题：1 .如下图：为矩形断面平坡渠道中水流越过一平顶障碍物，渠宽b=1.2m,上游断面水深hl二2.0m,障碍物顶部2-2断面水深h2=0.5叫己测得vl=0.4ms,试求水流对障碍物迎水面的冲击力R.2 .:图中所示平面AB,宽1m,倾角为45°,左侧水深hl=3m右侧水深,h2=2m,求静水总压力及其作用点.3 .一铅垂形闸门如下图，：hl=lm.h2=2叫闸门宽度b为L5m,试求:水对闸门平面上静水总压力的大小及其作用点的位置.4 .水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止垂平板,水流随即在平板上向四周散开,射流流量Q为30Ls,射流流速V为20ms,试求射流对平板的冲击力R.5 .有一矩形平面闸门，宽度b=2m,两边承受水压力，如下图。h1=4m,h2=8mo求闸门上静水总压力的大小及其作用点的位置。6 .某一水池，通过一根管径d=100mm,管长=80Om的管道，恒定地放水（见图）。水池水面和管道出口高差H=20m,管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数l=2=0.3,管道是直角进口（一二0.5）,管道全长的沿程阻力系数入=0.025,试求通过管道的流量。7 .长2.Okm的梯形土渠，其渠底总落差Z=8.0m,渠宽b=3m,ho=0.8m,m=l.5,n=0.03,按土渠土质查得V不冲=L5ms,试校验该渠道是否会发生冲刷8 .一矩形渠道，断面宽b=5m,通过流量Q=17.25m3s,渠内水深h=l.5m,求此渠道的临界水深hz并判别水流流态。9 .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，试证明两分流的流量比旦=3。（不考虑水流和平板的摩擦力.）Qi10 .求淡水自由外表下2m深度处的绝对压强和相对压强（认为自由外表的绝对压强为1工程大气压）。11 .蒸汽机车的煤水车如下图由一直径d=150mm,长=8Om的管道供水，管道中有两个闸阀和四个直角弯头（入=0.03,闸阀全开工=0.12,弯头-0.48）,进口，=0.5。煤水车的有效容积V=25r113,水塔具有水头H=18m0试求煤水车充满水所需的最短时间。12 .一矩形渠道，断面宽b=6m,通过流量Q=30113s,渠内水深h=2.0m,求此渠道的临界水深hlt,并判别水流流态。13 .一圆弧形闸门如下图，圆心角为30°,半径R为2.5m,宽度b为6m,闸门转轴恰与水面齐平，求:水对闸门的总压力及对转轴的力矩。14 .如下图，一矩形平板闸门AB,宽b=2m,与水平面夹角=30°,其自重G=19.6kN,并较接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m,试求翻开闸门的最大铅直拉力T。15 .有一半圆柱形外壳,浸没于水中，求作用在该壳上（单宽）的静水总压力的水平分力及铅垂分力的大小.16 .水流通过变截面弯管如下图，弯管的直径d=25cm,d,F20cm,流量为0.12m7s,断面Af的相对压强为1.8个工程大气压,管子的中心线均在同一水平面上,求固定此弯管所需的力Fx和Fy,不计水头损失.17 .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。18 .设水流由水箱经水平串联管路流入大气,图。AB管段直径d=0.25m,沿程损失hfAB=0.4-,BC管段直径d2=0.15m,损失2ghfBC=0.5孝,进口局部损失加尸0.5工，突然收缩局部损失3=0.32谖，试求管内流量2g2g2g分21.从水箱接一橡胶管道及喷嘴（如图）。橡胶管O由19.图示圆弧形闸门AB（14圆）,A点以上的水深"=1.2m,闸门宽B=4m,圆弧形闸门半 的图3-47分岔管QoD=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm0水头”=5.5m喷嘴的水头损失w=05m0用压力表测得橡胶管与喷2处的压强p=4.9Ncm如用手握住喷嘴，需要多大於能校正系数和动量校正系数均为Io22.某水平管路直径d=7.5cm,末端连接一渐缩喷嘴通大气（如题图），喷嘴出口直径=2.0cmo用压力表测得管路与喷嘴接头处的相对压强p=49kN,管路内流速v=0.706mSo求水流对喷嘴的水平作用力尸（6分）力23.有一垂直立面90 °弯管，1/到2-2断面的轴线弧长L=314*两取耐呼差令Z = 2m, =0.2n q.06 m3s,1 1断面中心压强pl = 117.6 kNm2,水头损失hw = 0.1m 试求水流对弯管的作用力。? d =0.2nh f24 .:图中所示平面AB,宽1m,倾角为60：上部受油压深度h=L0m,下部受水压深度h2=2.0m,油的容重=8.OKN?求作用在AB板上（单宽）的静水总压力及其作用点的位置.（7分）（梯形形心点的位置*V73（。+。）/25 .图中所示变直径管的直径4=320mm,=160mm,流速尸1.5ms,%为多少？26 .一抽水机管系（如图），要求把下水池的水输送到高池，两池高差15m,流量301s,水管内径曲150mm。泵的效率n0.76。设管路损失（泵损除外）为10（2g）,试求轴功率。27 .如下图，一水平放置的喷嘴将一水流射至正前方一光滑壁面后，将水流分为两股（水流与水平方向的夹角为。=60°）o喷嘴直径力40mm,流量00.0252m7s,水头损失不计，求水流对光滑壁面的作用力R。28 .如图a所示有一高度为50mm,速度U为18ms的单宽射流水股，冲击在边长为1.2m的光滑平板上，射流沿平板外表分成两股。板与水流方向的夹角为30度,平板末端为较点.假设忽略水流、空气和平板的摩阻，且流动在同一水平面上，求：（1）流量分配。和Q;（2）设射流冲击点位于平板形心，假设平板自重可忽略，力端应施加多大的垂直力R才能保持平板的平衡，（图b）；（3）假设6点不较接，平板与水流方向一致以f8ms运动时，水流作用在平板上的垂直力的大小。（图a）（图b）29.用虹吸管自钻井输水至集水池，虹吸管长/=/仙+益=30+40=7011）,小200mm。钻井至集水池间的恒定水位高差M.60m。又4=0.03,管路进口、120弯头、90°弯头及出口处的局部阻力系数分别为4=0.5,或=0.2,中0.5,Ci=I.Oo试求：（1）流经虹吸管的流量；（2）如虹吸管顶部B点的安装高度=4.5m,校核其真空度。30 .以下图为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面17的水深为1.5m,下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失，求水流对InI坝宽（垂直纸面方向）的水平作用力区31 .路基上设置的钢筋混凝土倒虹管，如下图，管长AB=60m,c=80m,4二60m,=20o试求：（1）如上、下游水位差为27.4m79.4m=8m,管径法2m,计算其泄流能力Q（2）如泄流量¢/=25.14m7s,假设管径与下游水位维持不变，由上游水位怎样变化？（3）如流量。=25.14ks,上、下游水位保持原状不变（即於8m）,问管径应如何变化？32 .一直径为d的水平直管从水箱引水、如下图，：管径添0.1m,管长片50m,三4m,进口局部水头损失系数zlO.5,阀门局部水头损失系数Z2=2.5,今在相距为Iom的IT断面及2-2断面间设有一水银压差计，其液面差Ar4cm,试求通过水管的流量33 .水由封闭容器力沿垂直变直径管道流入下面的水池，容器内R=2Ncm2且液面保持不变。假设d=50mm,=75mm,容器内液面与水池液面的高差ZMm（只计局部水头损失）。求：（1）管道的流量Q（2）距水池液面处的管道内夕点的压强。34 .以下图中，由水塔供水的输水塔,有三段铸铁管组成，中段为均匀泄流管段。：/尸50Onb4=20OnIn1,72=150m,=150mm,73=200m,=125mm,节点5分出流量（r0.01n?/s,途泄流量QLO.015m7s,传输流量Q=0.02m3s,求需要的水塔高度作用水头）。35 .设模型比尺为1:100,符合重力相似准那么，如果模型流量为IoOCm'/S,那么原型流量为多少cn?/s?36 .长度比尺L二50的船舶模型，在水池中以lms的速度牵引前进，测得波浪阻力为0.02N,那么原型中需要的功率加为多少？37 .有一梯形断面土渠道，：渠中通过的流量5m7s,边坡系数m=1.0,粗糙系数n=0.020,底坡AO.0002,该土渠不冲流速为0.82ms0试求：（1）按水力最优条件设计断面；（2）假设宽深比b/加2来设计断面，检查渠中流速是否满足不冲条件。38 .有一梯形渠道，在土层中开挖，边坡系数m=l.5,粗糙系数/7=0.025,底坡f0.0005,设计流量0L511)3so按水力最优条件设计渠道断面尺寸。39 .有一梯形断面顺直小河，每公里落差0.5m,渠底宽3m,水深0.8n,边坡系数L5,河床糙率比0.032,求乐40 .某梯形断面土渠中发生均匀流动，：底宽A2m,m=tan-'8=L5,水深九二1.5m,底坡FO.0004,粗糙系数用0.0225,试求渠中流速，流量Q。41 .如下图的复式断面,渠底坡5064xl03,MI=Oo25,%F=O.040,叫=1,%=啊=2,求：通过该复式断面的流量。42 .一矩形水槽底宽50Cnb¢=500cm3s,=0.Olo求(1)临界水深品(2)临界底坡A；假设;F10cm,求力，Fro43 .一梯形断面明渠均匀流，宽度炉：加，水深/F.8m,炉1.5,=0.03,7=0.0005,水温20。C(v=0.0101cm7s),判断此水流为紊流或层流，急流或缓流？44 .假设离心水泵的吸水管中某点的绝对压强为40kpa,试将其换算成相对压强和真空值。45 .一密闭贮液罐，在边上8.0m高度处装有金属测压计，其读数为57.4KN11另在高度为5.0m处亦装有金属测压计，其读数为80.0KN11问该罐内液体的重度丫和密度P为多少？