水力学复习题.docx
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水力学复习题
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、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、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。
()
15、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。
16、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。
()
17、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。
()
18、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。
()
19、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。
20、缓坡上可以出现均匀的急流。
()
21、静止水体中,某点的真空压强为50kPa,则该点相对压强为-50kPa。
()
22、水深相同的静止水面一定是等压面。
()
23、恒定流一定是均匀流,层流也一定是均匀流。
()
24、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
25、陡坡上可以出现均匀的缓流。
()
26、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。
()
27、缓坡上只能出现非均匀流缓流。
()
28、静水压强的大小与受压面的方位无关。
()
29、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。
()
30、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。
()
31、平坡渠道中不可能发生均匀流。
()
32、当明渠均匀流水深大于临界水深,该水流一定是急流。
()
33、水跃只能发生于平底明渠中。
34、当液体中某点的绝对压强小于当地大气压强时必定存在真空。
()
35、当管流过水断面流速符合对数规律分布时,管中水流为层流。
()
36、在连续介质假设的条件下,液体中各种物理量的变化是连续的。
()
37、对于实用堰与宽顶堰,只要下游水位不超过堰顶时,就一定是自由出流。
()
38、阻力平方区的沿程水头损失系数
与断面平均流速v的平方成正比。
()
39、渗流中模型流速与真实流速数值相等。
( )
40、均匀流中只考虑沿程水头损失;渐变流中只考虑局部水头损失。
()
41、相对静止液体中的等压面可以是倾斜平面或曲面。
()
42、不可压缩液体连续性微分方程
只适用于恒定流。
( )
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( )。
(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)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只与边界粗糙度有关,可判断该水流属于( )
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( )
(1)1kN/m2
(2)2kN/m2
(3)5kN/m2(4)10kN/m2
5、紊流的断面流速分布规律符合( )
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)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)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( )
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 成正比。
11/2次;23/2次方;32次方;41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()
(1)ht=hc02
(2)ht>hc02(3)ht 11、液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为( ) (1)1kN/m2 (2)2kN/m2(3)8kN/m2(4)10kN/m2 12、静止液体中同一点沿各方向上的压强( ) (1)数值相等; (2)数值不等;(3)仅水平方向数值相等。 13、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于( ) 11;22;33;44。 14、水泵的扬程是指( ) (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。 15、紊流粗糙区的水头损失与流速成( ) 1一次方关系;2二次方关系;31.75~2.0次方关系。 16、在平衡液体中,质量力与等压面( ) (1)重合; (2)平行;(3)正交。 17、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 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。 18、闸孔出流的流量与闸前水头 成正比 11次方;22次方;30.5次方。 19、共轭水深是指( ) (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 20、紊流的断面流速分布规律符合() 1对数分布;2椭圆分布; 3抛物线分布;4直线分布。 21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() 1J(h1)=J(h2)2J(h1)>J(h2)3J(h1) 22、层流断面流速分布规律符合() 1对数分布;2直线分布; 3抛物线分布;4椭圆分布。 23、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数() 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。 24、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)光滑面2过渡粗糙面(3)粗糙面(4)以上答案均不对 25、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。 26、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。 27、水力学中的一维流动是指() a、恒定流动;b、均匀流动; c、层流运动;d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 28、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=() a、8;b、4;c、2;d、1。 29、已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数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 30、在明渠中不可以发生的流动是() a、恒定均匀流;b、恒定非均匀流; c、非恒定均匀流;d、非恒定非均匀流。 31、在缓坡明渠中不可以发生的流动是()。 a、均匀缓流;b、均匀急流;c、非均匀缓流;d、非均匀急流。 32、闸孔出流的流量Q与闸前水头的H()成正比。 a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方 33、渗流研究的对象是()的运动规律。 a、重力水;b、毛细水;c、气态水;d、薄膜水。 34、测量水槽中某点水流流速的仪器有() a、文丘里计b、毕托管c、测压管d、薄壁堰 三、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? 2、有人说“均匀流一定是恒定流”,这种说法是否正确? 为什么? 3、什么是相对压强和绝对压强? 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? 11、“恒定流与非恒定流”,“均匀流与非均匀流”,“渐变流与急变流”等三个概念是如何定义的? 它们之间有么联系? 渐变流具有什么重要的性质? 12、关于水流去向问题,曾有以下一些说法如“水一定是从高处向低处”,“水是由压力大的地方向压力小的地方流”,“水是由流速大的地方向流速小的地方流”这些说法对吗? 试用基本方程式论证说明。 13、什么叫总水头线和测压管水头线? 水力坡度和测压管坡度? 均匀流的测压管水头线和总水头线的关系怎样? 14、何谓“层流底层”? 它与雷诺数有何关系? 它的厚度对沿程水头损失有何影响? 15、紊流中存在脉动现象,具有非恒定流性质,但又是恒定流,其中有无矛盾? 为什么? 16、今欲将产生均匀流的渠道中的流速减小,以减小冲刷,但流量仍然保持不变,试问有几种方法可以达到此目的。 17、佛汝德数的物理意义是什么? 为什么可以用它来判别明渠水流的流态? 18、缓坡渠道只能产生缓流,陡坡渠道只能产生急流,对吗? 缓流或急流为均匀流时,只能分别在缓坡或陡坡上发生,对吗? 19、为什么可以利用水跃来消除能量? 什么形式的水跃消能效率最高? 20、泄水建筑物下游常采用的水面衔接及消能措施有哪几种? 它们各自的水流特征是什么? 21、怎样判别堰、闸下游水流衔接形式(即确定水跃位置),可能有哪三种形式的水跃产生? 22、用解析法分析液体质点运动的基本方法有哪两种? 为什么我们常采用欧拉法? 23、什么叫无涡流? 什么叫有涡流? 它们的基本特征是什么? 判别条件是什么? 24、连续性方程 ,对可压缩液体或非恒定流动是否成立,为什么? 25、有势流的特点是什么? 研究平面势流有何实际意义? 26、势函数和流函数存在的充分必要条件是什么? 27、渗流的基本定律是什么? 写出数学表达式并说明其物理意义? 四、作图题(在题图上绘出正确答案) 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) 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 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) 4、定性绘出图示曲面ABC上铅垂方向压力体。 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 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) 9、试做出下图中二向曲面AB上的压力体。 10、定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称及流态。 (各渠段均充分长,各段糙率相同) 附加复习题: 1.什么是牛顿内摩擦公式? 适用条件是什么? 2.什么是液体的粘滞性? 常温下水的粘性一般取多少? 3.连续介质和理想液体的概念是什么? 4.常见的表面力和质量力有哪些? 5.静水压强的2个特性是什么? 6.等压面性质及其应用。 7.绝对压强、相对压强、真空及真空度的概念。 8.压强的测量仪器有哪些? 9.压强表示方法及其转换关系。 10.作用于平面及曲面上静水总压力的大小、作用点及其方向。 11.静水压力的水平分力及压力体的画法。 12.流场理论与流束理论的区别。 13.请说明恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、渐变流与急变流、层流与紊流、缓流与急流各概念之间的区别及各组概念之间的相互联系。 14.何谓均匀流与渐变流,说明均匀流的特点及为什么在水力学中要引入渐变流这一概念? 15.连续方程、能量方程、动量方程及其应用。 16.水头损失及其产生条件。 17.均匀流水头损失的计算公式(达西公式)。 18.层流与紊流的判别参数及其物理意义。 19.圆管层流、紊流流速分布的差别。 20.层流、紊流及其过渡区沿程阻力系数的变化规律。 21.谢才公式、满宁公式及其量纲。 22.长管、短管概念及其区别。 23.有压管自由与淹没出流的计算及其应用。 24.流量模数及其量纲。 25.虹吸管与水泵的水力计算、水泵的机械功率计算方法。 26.均匀流的特性及其产生条件。 27.矩形、梯形断面水力参数的表达式。 28.明渠均匀流计算公式及其应用。 29.水力最佳断面的计算及其各参数之间的关系。 30.何谓正常水深、临界水深、实际水深? 31.雷诺数、佛汝德数的物理意义及其在水力学中的主要用途。 32.判别明渠水流三种流态的参数及其物理意义。 33.断面比能、临界水深的概念及其计算方法。 34.临界底坡、缓坡与陡坡的概念。 35.12种水面曲线的绘制。 36.水跃共轭水深的计算公式。 37.水跃能量的分配规律。 38.堰流及闸孔出流划分原则、计算公式。 39.堰流及闸孔出流的区别及其联系。 40.泄水建筑物下游的一般消能措施有哪些? 41.淹没水跃、临界水跃及远驱水跃判别标准。 42.流束理论与流场理论的区别及其联系。 43.流场特性分析。 44.势函数、流函数关系及其充要条件。 45.渗流达西公式的适用条件。 各章重点与难点: 0绪论 1.粘滞性与牛顿内摩擦定律; 2.连续介质与理想液体的概念。 1水静力学 1.静水压强的两个重要的特性和等压面的性质。 2.静水压强计算和静水压强分布图的绘制。 3.静水压强的单位和三种表示方法、水头的物理意义和几何意义。 4.平面上的静水总压力的计算(图解法和解析法)。 5.压力体图的绘制及曲面上静水总压力的计算。 2液体运动的流速理论 1.液流的分类及液体运动的基本概念; 2.水动力学三大方程(连续性方程、能量方程、动量方程)的推导及其应用。 3.理解测压管水头线、总水头线、水力坡度、测压管坡度、流速水头、总水头。 3液流型态及水头损失 1.水头损失产生的条件及分类; 2.液体流动型态的判别及雷诺数的物理意义; 3.两类水头损失的计算; 4.了解沿程阻力系数的变化规律。 4有压管中的恒定流 1.管道的分类; 2.简单管道的水力计算。 5明渠恒定均匀流 1.明渠均匀流的水力特性及产生的条件. 2.明渠均匀流水力计算基本公式及其应用. 3.水力最佳断面的概念及梯形断面水力最优宽深比条件. 6明渠恒定非均匀流 1.明渠非均匀流的水力特性、产生的条件及水力现象. 2.明渠非均匀流水力计算基本公式. 3.断面比能的概念及变化规律. 4.临界水深、临界底坡的计算及应用. 5.明渠水流状态的判别方法(至少掌握三种). 6.棱柱体明渠中恒定渐变流水面曲线的类型及特点. 7.棱柱体明渠中恒定渐变流水面曲线定性分析与计算. 7水跃 1.水跃的定义、类型及作用; 2.棱柱体水平明渠的水跃方程(7.2)或(7.4)式; 3.共轭水深的计算; 4.水跃能量损失及水跃长度的计算. 8堰流及闸孔出流 1.堰流及闸孔出流的水力特性; 2.各种堰流的水力计算; 3.闸孔出流的水力计算. 12液体运动的流场理论 1.流场理论与流束理论的区别; 2.流线、迹线及其微分方程; 3.液体质点运动的基本形式; 4.液体运动特征的分析。 14恒定平面势流 1.恒定平面势流流函数与势函数的性质及关系; 2.流网法解平面势流.
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