水力学080421-431试题a.doc

成绩

水力学试题（A卷）
水务工程、给水排水工程专业
姓名 学号 日期
大题
一
二
三
四
五
六
七
成绩

一、解释下列概念（每小题1分，共10分）
1、牛顿流体

2、恒定流

3、涡管

4、层流

5、当量粗糙高度

6、边界层

7、卡门涡街

8、水击

9、水力最佳断面

10、堰流

二、简单分析、判断题（1、2、6每小题3分，其他每小题1分，共20分）
1、已知液体中流速沿方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律，定性绘出切应力沿方向的分布图。(在原图上画)

2、试分析图中三种情况下：(a)静止水池。(b)明渠均匀流。(c)平面弯道水流。水体A受到哪些表面力和质量力作用？

答：

3、流体静止状态是指流体质点之间不存在 ，它们之间的相互作用力，都是以 形式表现的。
4、水静力学基本方程常数的适用条件是：(1) ， (2) ， (3) 。
5、如图所示，容器内液体密度，容器左侧和底部各连接测压管，其中液体密度为，试问水平面是否是等压面？
答：
6、下列装置中，如箱中水位逐渐变小，那么AB、BC、CD、DE、EF各段的水流产生什么加速度？

7、如图所示一矩形微团，发生了a、b、c三种变形，则发生角变形的情况是( )，发生转动的情况是( )。

8、实际流体运动微分方程即方程，仅以x轴向表示为：

试述方程各项物理意义：
（1）项称__________________项； （2）项称__________________项；
（3）项称__________________项； （4）项称__________________项。
9、设在两平板间流动，流速分布如图所示有三种情况，（1〕三角形分布，（2〕矩形分布，（3〕抛物线分布。试比较这三种情况动能修正系数的大小关系：。

10、管道中紊流运动，过水断面流速分布符合（ ）。
（a）均匀分布 （b）直线变化规律
（c）抛物线规律 （d）对数曲线规律
11、图示三种虹吸管流动，H，管径d，管长i，管道布置及管材、管道进口条件均相同，仅出口条件不同。(1)大气出流，(2)淹没出流出=1，，(3)淹没出流出=1，。试比较这三种情况下管道泄流量的大小。
（填空用等号、大于号、小于号表示）：（1）( )，（2）( )。

12、底宽与水深均为a的明渠和每边长为a的正方形管，沿程阻力系数相同，水力坡度相同，比较其流量为：（ ）。
(1)Q1=Q2， (2)Q1>Q2， (3)Q1<Q2。

13、在并联管道上，因为流量不同，所以虽然各单位重量流体_ _ ____相同，但通过各管的水流所损失_ _ ____却不相同。
(a) 总机械能； (b)粘滞力； (c)测压管水头线； (d)水头损失。
14、渐扩管 （填“能”或“不能”）发生附面层分离现象，渐缩管中 （填“能”或“不能”）发生附面层分离现象。
三、简单叙述（每小题6分，共18分）
1、为什么液体的动力粘度随温度而降低，而气体的动力粘度随温度升高而增加。

2、说明实际流体元流伯诺里方程的物理意义与几何意义。

3、下图为尼古拉兹圆管阻力试验结果，其中为阻力系数，Re为雷诺数。试回答下列问题：（1）ab线的意义；（2）cd线的意义；（3）ef线的意义；（4）l1线和l2线对应的管壁相对粗糙有什么不同？（5）cd与ef之间是什么区？与哪些因素有关？

四、绘图表示（每小题5分，共10分）
1、试绘出壁面ABC上的相对压强分布图，并注明大小。

2、有一等直径的虹吸管：
（1）试定性画出当通过实际水流时的总水头线和测管水头线；
（2）在图上标出可能产生的负压区；
（3）在图上标出真空值最大的断面。

五、证明下列各题（每小题6分，共12分）
1、对于空间不可压缩液体，流动，是否存在？

2、水泵抽送液体，已知泵的输出功率P与液体的g（rg），流量Q，泵的扬程H有关，试用量纲分析法确定输出功率P的表达式。

六、综合计算题（1小题5分，2小题10分，3每小题15分，共30分）
1、图示矩形闸门，高a=3m，宽b=2m，其上端在水面以下的深度为h=1m，求作用在闸门上的静水总压力，以及作用点。参考：。

2、管道系统如图所示，管长l1=l2=40m，直径d1=40mm，d2=80mm，两水箱水面高差H=20m，沿程阻力系数，局部阻力系数进口，弯，其他阻力系数自定，试求流量。

3、某喷嘴直径d=100mm，管路直径D=400mm，喷射流量为Q=0.4m3/s，水流喷入大气中。不计通过喷嘴的水头损失，求作用于螺栓群上的水平总力的大小和方向。动能修正系数取1.0，动量修正系数取1.0。

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