1、考试形式：闭卷试卷题型：选择题（30%）填空题（ 20%）名词解释（10%）计算题（40%）考试范围包括：教材、所给复习题，特别注意辅导光盘中的复习题为重点内容，要弄懂会做。复习题水力学复习题 1选择题l.堰流流量 Q 与堰上全水头 H。的关系是( )。A l2 次方的关系B 1 次力的关系C 32 次方的关系D2 次方的关系2理想流体与实际流体的主要区别在于( )。A 是否考虑粘滞性B是否考虑易流动性C 是否考虑重力特性D 是否考虑惯性3.在均质?L 隙介质中，渗流流速 u 与水力坡降 J 的几次方成比例( )。A12 次方 B 1 次方C 32 次方 D2 次方4.对于实际流体、总水头线是
2、 )的线。A 沿程下降 B 沿程升高C 沿程可升可降 D沿程不升不降判断题1动能修正系数与断面流速分布有关。2临界雷诺数的大小与流体的性质无关。3.长短是指管道几何长度长的管道。4谢齐(Chc2y)公式适用于紊流粗糙区。5按沿程阻力系数的变化规律，尼古拉滋试验曲线分为三个区。6对于以重力为主导因素的流动，可按佛劳德准则进行模型设计。计算题1在封闭水箱中，h=1.5m，z=0.5m(如图)，压力表读数为 49kNm2，求 A点和水面压强。(8 分)2圆形有压涵管穿过路基，管长 L=50m，管径 d1Om，上下游水位差H3m，管路沿程阻力系数 R=o03，局部阻力系数：进口 Sco5，弯管 Sbo
3、65，水下出口 Ssc=1.o，求通过流量?(20 分) 3宽为 lm 的矩形闸门 AB，倾角 45，水深 h13m，h22m，求作用于闸门上的静水压力和作用点。(24 分) 4.矩形断面明渠，渠宽 b=2m，水深 ho7m ，通过流量 Q=16m3s，判断该水流是急流还是缓流?(8 分)中央广播电视大学 20032004 学年度第一学期“开放本科”期末考试土木工程专业流体力学试题答案及评分标准答案选择题1C 2A 3B 4A判断题 1 2X 3、X 4、 5 X 6水力学复习题 2一、填空题 1.水力学的研究方法之一实验方法，包括_ 、_ 、_ 。 2.液体的主要物理性质为 _、_ 、_ 、
4、_ 、_ 。 3.计算平面上静止液体作用力的两种方法是 _、_ 。 4.静止液体中压强的表示方法为_ 、_ 、_ 。 5.描述液体运动的两种方法_ 、_ 。 6.液体运动的两种型态_ 、_ 。 7.当液体所受粘性力和惯性力为主要作用力时，需满足相似准则中的_ 。 8.有压管路中水击分为_ 、_ 。 9.在棱柱形渠道的非均匀渐变流中，共有_ 种水面曲线。其中，顺坡渠道有_种，平坡和逆坡渠道各有_ 种。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为_ 、_ 、_ 。 11.模型试验时原型和模型的相似可分为三类：_ 、_ 、_ 。 12.要用实验方法解决一个水力学问题，应首先用_ 确定出各个变量之间的
5、关系式，然后进一步通过模型试验，确定出问题的完整分析式。 二名词解释 1.等压面 2.水头损失 3.水力最优断面 4.共轭水深 5.渗流系数 答案一、 填空题1、原型观测、模型试验、系统试验 2、惯性、粘性、压缩性和热胀性、表面张力、汽化 3、解析法、图解法 4. 绝对压强、相对压强、真空度 5. 拉格朗日法、欧拉法 6. 层流、紊流 7. 雷诺准则 8. 直接水击、间接水击 9. 12、 8、2 10. 薄壁堰、实用堰、宽顶堰 11.几何相似、运动相似、动力相似 12. 因次分析- 定理 二 .名词解释 1、等压面 -液体中压强相等的空间点构成的面。 2、水头损失 -液体在流动过程中由于受到
6、沿程或局部集中阻力所产生的能量损失。3. 水力最优断面-底坡 i、粗糙系数 n 和过水断面面积 A 一定的条件下，使渠道输水能力最大的断面形状。4、共轭水深 -指水跃的跃前水深 h 和跃后水深 h。 5、渗流系数 -渗流单位水力坡度上的流速，是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的大小取决于土壤颗粒的形状、大小、不均匀系数及水温等。 水力学复习题 3填空题1. 液体的主要物理性质为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 2. 所谓理想液体就是把水看作绝对（ ）、（ ）、（ ）、（ ）的连续介质。 3. 作用在液体上的两大力为（ ）、（ ）。 4. 现阶段水力学的科学试验主要有三种方式（
7、 ）、（ ）、（ ）。 5. 静止液体中压强的两种计算基准为（ ）、（ ）。 6. 描述液体运动的两种方法为（ ）和（ ）。 7. 根据下游水深和跃后水深的关系，可将水跃分为（ ）、（ ）、（ ）。 8. 明渠恒定非均匀流的三种流态为（ ）、（ ）、（ ）。 9. 两个流动系统的相似，可以用（ ）、（ ）、（ ）来描述。 10.水流模型的类型包括（ ）和（ ）两种。 判断 要用实际方法解决一个水力学问题，应首先用理论方法确定出各变量之间的关系式，然后进一步通过模型试验确定出问题的完整表达式。（ ） 在水力学上，毕托管用来测流量，而文丘里用来测流速。（ ） 明渠水力最优断面是按流体力学原理定义的
8、，在工程上不一定最优。（ ） 液体运动的两种型态是层流和急流，二者依据下临界雷诺数来判别。（ ） 孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。（ ） 单项力相似准则中两个独立的准则包括重力和惯性力为主要作用力时的弗劳德准则和粘性力和惯性力为主要作用力时的雷诺准则。（ ） 测压管水头线（水面线）沿程不可能上升。（ ） 明渠均匀流一定是恒定流。（ ） 工程上通常按照堰坎厚度与堰顶水头的比值大小和水流的特征，将堰流分为薄壁堰流、窄深堰流和宽顶堰流。（ ） 渗流系数是反映土壤渗流特性的一个综合指标，它的量纲为 LT 1 。（ ） 计算题 一封闭水箱（如图 1 所示）自由表面上气体压强 p
9、0 =25kN/m 2 ，h 1 =5m ，h 2 2m。 求 A、B 两点的绝对压强、相对压强及真空度。 （10 分） 一弧形闸门 AB(如图 2 所示 )，闸前水深 h 为 2.0m，宽 b=5m，圆心角 45 ，半径 r=2.83m，闸门转轴恰与水面齐平。求作用于闸门的静水总压力及 作用力的方向。（ 10 分） 3.有一水平敷设的弯管（如图 3 所示），弯头转角为 90 O ，起始断面 11 与终止断面 22 间的轴线长度 L 为 5.5m,两断面中心高差 Z 为 3.5m，已知 11 断面中心处动水压强 p 1 为 102.4KP a ，两断面之间水头损失 h w 为 0.25m，已知
10、管径 d 为 0.30m，试求当管中通过流量 Q 为 0.12m 3 /s 时，水流对弯头的作用力。（20 分） 4. 由水塔供水的输水管为三段铸铁管组成，当 n=0.011 时，各段流量模数分别为 K 1 =1.144m 3 /s, K 2 =0.388m 3 /s，K 3 =0.061m 3 /s，中段为均匀泄流管段（图 4）。每米长泄出的流量 q=0.20L/s 已知 q 1 =10L/s，Q=20L/s, l 1 =300m,d 1 =300mm; l 2 =150m,d 2 =200mm; l 3 =150m,d 3 =100mm。求需要的水塔高度（作用水头）。（ 选作题 10 分
11、） （图 1 ） （图 2 ） （图 3 ） （图 4 ） 答案填空题1 惯性、质量与密度，万有引力与重力，粘滞性与粘滞系数，压缩性及压缩率，表面张力，汽化2.不可压缩，不能膨胀，没有粘滞性，没有表面张力 3. 质量力，表面力 4. 原型观测、模型试验、系统试验 5. 绝对压强，相对压强 6.拉格朗日法，欧拉法 7.远驱式水跃，临界式水跃，淹没式水跃 8.缓流，临界流，急流 9. 几何相似，运动相似，动力相似 10.正态模型，变态模型 判断 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 计算题1. 解： 解： 由压强基本公式 求解 = 74 kN/m 2 p A =-24kPa
12、 p AK =24kPa = 44.6 kN/m 2 p B =-53.4kPa p BK =53.4kPa (10 分） 2.解：画出压力体图 计算水平方向分力 P x =ghhb/2=98002.0 2 5/2=98kN 铅垂方向分力 P z =gb =S 扇 OAB -S OBD =1.14m 2 P z =98001.145=55.86KN 求出合力及作用力的方向 P= (P x 2 + P z 2 ) 1/2 =112.8KN 设总压力与水平方向的夹角为 =arctg(P z / P x )=29 o 41 因为曲面是圆柱面的一部分，各点压强均垂直于柱面并指向圆心，故总压力也通过圆心
13、 O 点，方向也可图示。（ 10 分） 3 解： (1)求管中流速： v=Q/A=4Q/d 2 =(40.12)/(3.140.30 2 )=1.7m/s (2)求 22 断面中心处动水压强 p 2 以 22 断面为基准面，对 11 于 22 断面些能量方程为： 0+p 1 / g+v 2 /2g=0+ p 2 / g+v 2 /2g+h w 将 h w =0.25m， p 1 =102.4KP a 代入上式，可求出： p 2 =99.95KP a (3)计算作用于 11 断面于 22 断面上动水总压力为： F P1 = p 1 d 2 /4=7.23KN F P2 = p 2 d 2 /4=
14、7.06KN (5)对弯头内水流沿 X,Y 方向分别写动量方程式，受力分析见下面图 3 所示。 令管壁对水流的反作用力在水平和铅垂方向的分力分别为 F Rx 和 F Ry 沿 x 方向的动量方程为： Q(0-（ v）)= F Rx F P1 解得： F Rx =7.43KN 沿 y 方向的动量方程为： Q(-v-O)= F P2 - F Ry 解得：F Ry =7.26KN 管壁对水流的总作用力为： F R =（F Rx 2 + F Ry 2 ） 1/2 =10.39KN 令总作用力与水平轴之间的夹角为 则： =arctg( F Ry / F Rx )=44 o 20 所以水流对管壁的作用力与
15、 F R 的大小相等，方向相反。（ 20 分） 4.解：先计算各管段的流量。 Q 3 =Q=20l/s Q C =Q+0.55ql 2 =20+0.550.2150=36.5l/s Q 1 =Q+ ql 2 +q 1 =20+0.2150+10=60l/s 所需的作用水头为 H H=(Q 1 /K 1 ) 2 l 1 + (Q c /K 2 ) 2 l 2 + (Q/K 3 ) 2 l 3 =(0.060/1.144) 2 300 +(0.0365/0.388) 2 150+(0.020/0.061) 2 150=18.3m （选作题 10 分） （图 3）水力学复习题 4第 1 题 沿程水头
16、计算公式为( )第 2 题 圆管层流时沿程阻力系数与雷诺数关系为( )第 3 题 水力光滑区具有沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质。A、2 B、1.75 C、 1 第 4 题 水力粗糙区具有沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质A、2 B、1.75 C、1 第 5 题 水力光滑管是指层流边层厚度( ) 管路的绝对粗糙高度A、大于 B、小于 C、等于第 6 题 圆管层流时沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质A、2 B、1.75 C、1第 7 题 圆管紊流时过流断面上流速按( ) 规律分布A、均匀化 B、抛物面 C、线性第 8 题 圆管层流时过流断面上流速按( ) 规律分布A、线性 B、抛物
17、面 C、无法确定第 9 题 过水断面的水力要素包括过水断面面积、湿周和( )A、流速 B、水力半径 C、水流方向第 10 题 雷诺数物理意义是指( )A、惯性力与重力之比 B、压力与惯性力之比 C、惯性力与粘性力之比第 11 题 直径为 D 圆管的水力半径为 ( )A、D/4 B、D C、D/2第 14 题 水击现象产生的根本原因是由于流体具有( )A、压缩性和膨胀性 B、压缩性和惯性 C、惯性和膨胀性第 15 题 在紊流水力粗糙管范围内时，则圆管随着雷诺数 Re 的增大，其沿程损失系数 将( )A、增大 B、减小 C、不变第 16 题 在紊流水力光滑管范围内时，则圆管随着雷诺数 Re 的增大
18、，其沿程损失系数 将( )A、增大 B、减小 C、不变第 17 题 在相同的作用水头和出口面积条件下，孔口出流量( ) 管嘴出流量A、大于 B、小于 C、等于 第 18 题 并联管路水力特性：总流量为各管流量( ) ，总损失 ( )各管损失。A、相等，相加 B、相加，相加 C、相加，相等第 19 题 串联管路水力特性：各管流量( ) ，总损失是各管损失 ( )A、相加，相加 B、相等，相加 C、相加，相等第 20 题 长管计算时其流速水头可以忽略( )A、忽略不计 B、不能忽略 C、按比例计入答案第 1 题 沿程水头计算公式为( )h=入(L/D ) V2/2/g第 2 题 圆管层流时沿程阻力
19、系数与雷诺数关系为 64/Re第 3 题 水力光滑区具有沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质。B、1.75 第 4 题 水力粗糙区具有沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质A、2 次方 第 5 题 水力光滑管是指层流边层厚度( ) 管路的绝对粗糙高度A、大于 第 6 题 圆管层流时沿程水头损失与平均流速的( ) 的性质C、1 次方 第 7 题 圆管紊流时过流断面上流速按( ) 规律分布A、均匀化 第 8 题 圆管层流时过流断面上流速按( ) 规律分布B、抛物面 第 9 题 过水断面的水力要素包括过水断面面积、湿周和( )B、水力半径 第 10 题 雷诺数物理意义是指( )C、惯性力与粘性力之
20、比第 11 题 直径为 D 圆管的水力半径为 ( )A、D/4 第 14 题 水击现象产生的根本原因是由于流体具有( )B、压缩性和惯性 第 15 题 在紊流水力粗糙管范围内时，则圆管随着雷诺数 Re 的增大，其沿程损失系数 将( )C、不变第 16 题 在紊流水力光滑管范围内时，则圆管随着雷诺数 Re 的增大，其沿程损失系数 将( )B、减小 第 17 题 在相同的作用水头和出口面积条件下，孔口出流量( ) 管嘴出流量B、小于 第 18 题 并联管路水力特性：总流量为各管流量( ) ，总损失 ( )各管损失。C、相加，等于第 19 题 串联管路水力特性：各管流量( ) ，总损失是各管损失 ( )B、相等，相加 第 20 题 长管计算时其流速水头可以忽略( )A、忽略不计
