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1、中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案水力学一、填空题：1静止流体 剪切应力。2均质的不可压缩流体是密度 的流体。3某液体的动力粘度，密度，则其运动粘度 m2/s。4应用牛顿内摩擦定律分析，当流体粘度一定时，影响流体的切应力大小的因素是_。5均匀渗流的流速为0.001cm/s,，流程s=100m的渗流水头损失hw=3m，其渗透系数k为 cm/s。6图示容器内液面的相对压强p0= Pa。 (2题图) (3题图)7垂直放置的4m4m矩形闸门，一侧挡水，顶部与自由表面齐平，则水压力对闸门底部的力矩M= 。8液体中某点的相对压强为-35kPa，当地大气压为0.1MPa，该点绝对压强为 kPa。9
2、已知当大气压强为，则绝对压强为时的相对压强为_工程大气压，绝对压强为时的真空度为_m水柱。10图示为一密闭容器，上装有一U形水银测压计，其中、点位于同一水平面上，其压强p1、p2、p3的关系为 。11如图所示为一分岔管路，已知两支管直径分别为和，若两支管的断面平均流速比，则两支管的流量比为 。(3题图) (5题图)12在恒定流中，流线与迹线 。13有一水平分叉管中液流流动如图示，已知Q2=Q3=0.5Q1，A2=A3=0.5A1，各断面形心位于同一水平面内，取1=2=3，忽略水头损失，则22断面的形心点压强p2与11断面形心点压强p1的关系为 。（4题图） （5题图） 14一圆管水流，直径d2
3、cm，平均流速v8cm/s，运动粘性系数0.01cm2/s，管长L1000m，则Re ，hw m水柱。15只要比较总流中两个渐变流过流断面上单位重量流体的 大小，就能判断出流动方向。16图示为一并联长管道。已知流量Q1Q2，则管1与管2的水头损失关系为hf1 hf2，单位时间内通过的液体总机械能损失关系为Q1hf1 Q2hf2。（填、等）17某水管的直径d=100mm，断面平均流速v=0.5m/s，水的运动粘滞系数=1.0110-6m2/s，则管中雷诺数Re为 ，所以水流为 流。18如图所示的并联管路，已知两支管流量Q1 Q2，则管路1与管路2的水头损失关系为hf1 hf2，单位时间内通过的液
4、体总机械能损失关系为gQ1hf1 gQ2hf2。（填、 、 、 等）19水在直径d=1cm的圆管中流动，流速v=1m/s，运动粘滞系数=0.01cm2/s，因雷诺数Re= ，所以水流为 流。20圆管层流实测管轴上流速为4m/s，则断面平均流速为 m/s。21水力学中将粘性底层的厚度显著地大于粗糙凸起高度的壁面称为 面。22水力学中将粘性底层的厚度显著地大于粗糙凸起高度的壁面称为 。23在相同的水头作用下，相同过水断面管嘴的过流能力 孔口的过流能力。24雷诺数表征惯性力与 之比。25已知某液流的沿程水头损失系数=0.02，则谢才系数C= 。26对于梯形水力最优断面，其水力半径R等于 。27明渠均
5、匀流的水力坡度J、水面坡度Jp与底坡i三者的关系是 。28在缓坡、陡坡、临界坡、平坡、负坡五种底坡明渠中，不能够发生均匀流的底坡是 。二、单选题：1如图：一平板在油面上作水平运动。已知平板运动速度v=1m/s，平板与固定边界的距离=5mm，油的动力粘度，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力 A. 10PaB. 15PaC. 20PaD. 25Pa 2影响水的运动粘滞系数的主要因素为 A.水的温度 B. 水的密度 C. 当地气压 D. 水的流速 3连续介质假设意味着 A. 流体质点互相紧连 B. 流体为理想无粘性C. 流体分子间有空隙 D. 流体不可压缩4如图所示：一平板在油面上作水平运动。已知平板
6、运动速度v=1m/s，平板与固定边界的距离=5mm，油的动力粘度，则作用在平板单位面积上的粘滞阻力为 A.10PaB.15PaC.20PaD.25P5图中正确的等压面是 A. AA B. BB C. CC D. DD 6一封闭容器，水表面上气体压强的真空值，水深2m处的相对压强为 A. -10kPa B. 9.6kPa C. 19.6kPa D. 29.6kPa7已知水中某点绝对压强为p=49kN/m2，如当地大气压强为98kN/m2，其真空度（以水柱高度计）为 A. -5m B. 0.5m C. 5m D. 不存在真空 8不可压缩流体恒定总流的连续性方程是 A. B. C. D. 9圆管层流
7、区的沿程摩阻系数与 A. 雷诺数有关 B. 管壁相对粗糙度有关C. 雷诺数和相对粗糙度有关 D. 雷诺数和管长有关10图示U型管水银压差计，A、B两水银液面高差为h，则所测水管中同一水平面上两点的压强差为 A. 13.6h B. 12.6hC. 9.8h D. h 11恒定流的 A.位变加速度为零 B.时变加速度为零C.位变加速度与时变加速度均为零 D.位变加速度与时变加速度均不为零12一等直径水管，AA为过流断面，BB为水平面，、为面上各点，各点的运动物理量有以下关系 A. p1p2B. p3p4C. D. 13层流的沿程水头损失系数 A. 只与雷诺数有关 B. 只与相对粗糙度有关C. 与雷
8、诺数及相对粗糙度有关 D. 只与流量有关14 均匀流是 A. 当地加速度为零 B. 迁移加速度为零C. 向心加速度为零 D. 合加速度为零 15圆管层流中，沿程水头损失与断面平均速度的 A. 0.5次方成正比 B. 1.0次方成正比C. 1.75次方成正比 D. 2.0次方成正比16孔口出流的基本公式为 A. B. C. D. 17两不同管径串联管道的正确计算公式是 A. B. C. D. 18有压短管是指 A. 管道很短 B. 只计算沿程水头损失hfC. 要计算沿程水头损失hf、局部水头损失hj和流速水头D. 计算时令水头损失hw=0 19管道紊流光滑区的沿程水头损失系数取决于 A. v、d
9、、l、 B. Q、l、C. v、d、p D. 、d、Q 20均匀流动方程式 A.仅适用于层流 B.仅适用于紊流C.层流和紊流都不适用 D.层流和紊流都适用21底宽b=2m，水深h=1m的矩形断面渠道，水力半径R等于 A. 0.5m B. 1.0m C. 1.5m D. 2.0m22在正常工作条件下，在孔口处外接一个相同管径的管嘴，作用水头相同时，管嘴出流量与孔口出流相比 A.变大 B.变小 C.不变 D.不定23圆管层流过流断面上切应力分布为 A. 在过流断面上是常数 B. 管轴处是零，且与半径成正比C. 管壁处是零，向管轴线性增大 D. 按抛物线分布24水流通过一串联管道，当小管与大管的直径
10、比为时，其雷诺数为 A. 1 B. 2 C. 1/2 D. 4 25水在等直径直管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程变化是 A. 下降 B. 上升C. 不变 D. 可以上升，也可以下降 26明渠水力最优断面，在一定的条件下，是 A.缓流过渡到急流时的断面 B.过水断面面积最小的断面C.Fr=1的断面 D.湿周最大的断面27梯形断面渠道的宽深比是 A. 过水断面的水面宽与水深之比 B. 过水断面的水面宽与渠道开挖深度之比C. 过水断面的底宽与水深之比 D. 渠道开挖顶宽与水深之比28如图所示，有两个长度和断面尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀，则水头损失 A. B. C. D. 三、
11、简答题1.为保证管嘴正常工作，以达到增大流量的目的，管嘴的长度应符合L=(34)d，太长或太短都不行,为什么？2.简要说明雷诺数与弗劳德数的力学意义及弗劳德数的能量意义。3.试述液体静力学基本方程及其各项的几何意义。4.什么叫水跃？什么叫水跌？四、作图题1.绘出图示圆柱面上的压力体图及水平静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。2.绘出图示曲面上的压力体图及水平静水压强分布图，标明静水压强的大小和方向以及压力体的方向。3.绘出图中圆柱曲面上的压力体图，标明压力的方向。 4绘出图示圆柱面AB上的压力体图，标明压力体的方向。五、计算机1.一矩形断面渠道，宽B=10m，渠内有一直立
12、平板闸门。已知闸前水深H=5m，闸前行近流速v0=0.96m/s，闸后收缩断面水深hC=0.8m，不计水流过闸的水头损失，求水流对闸门的水平推力。 2.涵洞进口，装有与水平面夹角=60的圆形平板闸门AB，直径d=1m，其自重G=980N，铰接于A点，闸门中心水深hC=4m。试求当下游无水时打开闸门的最小铅直拉力T。3.图中水自压力容器恒定出流。设表压强，h=3m，管嘴直径，不计水头损失，试求管嘴所受流体的水平作用力。4.杯式水银压力计如图。若杯上接大气时，测压管中的液面在OO处。已知杯的直径d1=60mm，测压管直径d2=6mm，水银的密度13600kg/m3，图中pa为大气压强。当测压时测压
13、管中液面下降h=300mm，求此时杯上的压强p。参考答案一、填空题1不能承受2不变的3 4剪切变形速度或速度梯度50.0333cm/s67865 91.35 2.55 1011 412重合（或相同）13（或相等）141600 0.653 m水柱15（平均）机械能 16 17 紊流18(作用水头)9m19水力光滑面20 2m/s21水力光滑面22，紊流23大于（或）24粘滞力2526（或水深的一半2728平坡，负（或反、逆）坡二、单选题1C2A3A4C5B6B7C8C9A10B11B12C13A14B15B16D17A18C19D20D21A22A23B24C25A26B27C28C三、简答题1
14、答：（1）若管嘴太长，管壁粗糙对水流的影响程度大，沿程水头损失增大，管嘴变成短管出流而减小过水能力；（2）若管嘴太短，管嘴内收缩断面至出口的距离则短，流束收缩后来不及扩大到整个管嘴断面，在收缩断面处不能形成真空而失去了管嘴的作用。所以管嘴的长度应符合L=(34)d，太长或太短都不行。2（3）弗劳德数的能量意义：表征断面平均动能的二倍与断面平均势能的比值。（2）弗劳德数的力学意义：表征惯性力作用与重力作用的对比；答：（1）雷诺数的力学意义：表征惯性力作用与粘性力作用的对比；3答：z：表示液体某点在基准面以上的高度，称为位置水头。：表示某点液体沿测压管上升的高度，称为压强水头。：表示静止液体中各点
15、的测压管水头相等。4答：水跃是明渠水流由急流（hhk） 状态过渡时短流程内的一种水面急剧跃升的局部水力现象；水跌是明渠水流由缓流过渡到急流，水面急剧降落的局部水力现象。四、作图题1234五、计算题1解：如图所示：选闸前符合渐变流条件的11过水断面、闸后收缩断面为22过水断面，以渠底线为基准面为00。） 对11和22间水体列x方向动量方程： 2解： 铰A沿闸门方向距水面的斜距L1为：圆形平板闸门所受静水总压力的压力中心D距铰B的长度为：将闸门上所受的力均对A点取矩：当下游无水时，在B点将门吊起所需的力T至少为32.1108kN。3解：列水箱液面00和管嘴出口22断面的伯努利方程： 列11和22断面的伯努利方程： 取11和22间液体为控制体，设喷嘴对流体的水平作用力为T，列水平方向的动量方程： 可得： 流体对喷嘴的水平作用力大小为0.88KN,方向水平向右。4解：测压时，或