1、水力学最全复习资料一、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. 下列物理量中，有量纲的数为（ C ）A佛汝德数Fr B. 沿程阻力系数 C渗流系数k m/day D. 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（ C ）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（ B ）Ah1h2 B
2、. h1h2 C. h1=h2 D. 无法确定5. 对于并联长管道，每根管道的（ C ）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（D ）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， （B）A整个流场内各点的总水头相等B只有位于同一流线上的点，总水头相等C沿流线总水头沿程减小D沿流线总水头沿程增加8. 有一溢流堰，堰顶厚度为2m，堰上水头为2m，则该堰流属于（ c ）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
3、）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（ d ）倍A1 B. C. 2 D. 4二、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题共8小题，每空格2分，共16分）1有一明渠均匀流，通过流量，底坡，则其流量模数K= 2750 .2水泵进口真空计的读数为，则该处的相对压强水头为 2.5 m3矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量,则该水流的佛汝德数Fr= 0.319 。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
4、布为。6已知谢才系数，则沿程阻力系数 = 0.00784 。7当液流为 恒定流流时，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。三、计算题（本大题分5小题，共54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，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。3（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角，渐变段长L=10m，渐变段中水体重量G
5、=2KN，进水管直径，流速，形心点相对压强水头水柱高，出水管直径，不计水头损失，试求固定段管路所受的作用力和。水力学1答案：一、 单项选择题（20分）1.C 2. A 3.C 4.B 5. C6.D 7.B 8.C 9.A 10.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60.007847.恒定流8. 0.25m三、 作图题四、 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： （2分）垂直方向静水总压力： （2分）总静水总压力： （1分）与水平方向的夹角： （1分）距底
6、部B点的垂直距离： （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 （4分）列水箱和出口断面能量方程得，（）所以V= （5分）（1分）3（12分）， （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：取 （3分），得水柱，即 （2分）而， 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和，（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：取（3分）y方向的动量方程：（2分）水流对管壁的作用力与和大小相等，方向相反。 （1分）水力学练习2及参考答案一、 单项选择题（每小题2分，共计10分）1、紊流粗糙区的水头损失与流
7、速成 （ b ）a、一次方关系； b、二次方关系； c、1.752.0次方关系；d、不能确定2、已知液体流动的沿程水头损失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 （ c ）a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区3、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R =（ b ）a、8 b、4 c、2 d、1 4、已知突扩前后有压管道的直径之比d1/d2 =1：2，则突扩前后断面的雷诺数之比为 （ a ）a、2 b、1 c、0.5 d、0.255、层流断面流速分布规律符合 （ c ）a 、对数分布； b 直线分布； c、抛物线分布； d、 椭圆分布
8、。二、 填空题（每小题2分，共计8分）1、恒定流时流线与迹线 重合。2、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。3、雷诺试验揭示了液体存在_层流_和_紊流_两种流态，并可用临界雷诺数来判别液流的流态。4、在等直径长直管道中，液体的温度不变，当流量逐渐增大，管道内的雷诺数Re将逐渐 增大。三、 判断题（每小题2分，共计16分）1、根据连续性方程，流速与过流断面面积成正比。 （）2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （） 3、只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 （） 4、均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。 （） 5、判别圆管水流是
9、层流或紊流流态的临界雷诺数Re为2000。 （）6、层流一定是均匀流，紊流一定是非均匀流。 （）7、根据达西公式hf =，层流沿程水头损失与流速平方成正比。（）8、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。 （）四、 问答题（每小题5分，共计10分）1、 有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？答：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。2、 根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数在不同流态的变化规律。答：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中仅是雷诺数Re的函
10、数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，仅是Re的函数；在紊流光滑区=f1（Re）；过渡区=f2（Re，/d）；粗糙区=f3（/d），紊流粗糙区又称为阻力平方区。五、计算题（共5题，计56分）1、 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？ （8分） 解：（1）运动粘度= 0.0101 cm2/s，而管道截面积A=d2/4，=Q/A，则管道流动的雷诺数：管道水流为紊流。（2）管道流动的雷诺数，故可知水温、流量不变，管径扩大3倍后的雷诺数
11、将直径改为 d = 30 mm，水温、流量不变，管中水流是层流。 2、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。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，管嘴局部水头损失系数=0.2，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。 （ 12分）321解：（1）以管嘴出口为基准面，对水面1和管嘴出口2列能量方程，得：由h=5 m，=0.2，=1得=9.04m/s(2) 以管嘴出口为基准面，管嘴出口2和水面3列能量方程，得：由=9.04m/s，=1得3 、已知如图所示的文丘里管流量计，管的直径d1 =5cm，d2=2cm，1断面与喉管断面的测压管水头差为h =5c
12、m ，如果文丘里管流量计流量修正系数=0.98，求管路中通过流量Q为多少？（不计水头损失） （12分）解：计算文丘里管常数：管路中通过的流量：4、某水平管路的直径d1=7.5cm，管内流速v1=0.70m/s，管路末端接一渐缩喷嘴通入大气（如图）。喷嘴出口直径d2=2.0cm，用压力表测得管路与喷嘴接头处压强p=49kN/m2，求水流对喷嘴的水平作用力F（取动量校正系数为1）（12分）x解：取管路1-1断面和管嘴2-2断面为计算断面，根据连续方程得：对喷嘴建立x方向的动量方程，=1得：pA1 F=Q(v2x v1x)F= pA1 Q(v2 v1)=49(1/4) 3.140.0752 - 110.0031(2.625-0.7)=0.21KN水流对喷嘴的水平作用力F与F大小相等，方向相反。5、有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m，糙率n = 0.025，试求500m长渠道中的沿程水头损失。 （12分）解：计算渠道断面水力要素：过流断面面积A=bh=62=12m2湿周=b+2h=6