2002级水力学、流体力学试卷B及答案

扬州大学试卷扬州大学试卷 （附答案）（附答案） 水力学试题（B） 班级学号姓名成绩 一、一、单单项选择题（填写唯一正确答案的编号）项选择题（填写唯一正确答案的编号） （本大题共（本大题共 1010 小题，每小题小题，每小题 2 2 分，共分，共 2020 分）分） 1．液体动力粘滞系数μ的单位是（） A.m2/sB.（N. .s）/m2C.N/m2D.Pa/s 2．流线与等势线的关系为（） A.平行B.斜交C.正交D.不确定 3．在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（） A.平坡B.缓坡C.陡坡D.临界坡 4．两种矩形断面渠道，其过水面积A，糙率 n，底坡 i 均相等，但是底宽 b 及水深 h 不同，渠道一 b1×h1 = 4m×1m，渠道二 b2×h2 = 2m×2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（） A.Q1 Q2B.Q1 = Q2C.Q1 n2，在通过相等流 量时，其均匀流水深（即正常水深）的相对大小为h1h2。 4．管道中的水击过程可分为个阶段。 5．处于相对平衡的液体中，等压面与力正交。 6．如图所示，B 点的相对压强 pB =KN/m2。 （γ水银= 13.6γ水） （题 6 图）（题 7 图） 7．图示长管中，A 点的相对压强 pA =米水柱。 8．尼古拉兹试验表明，当管道的尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流区的变化 为。 9．水力坡度是单位长度流程上的。 10．层流时，沿程水头损失hf与断面平均流速的次方成正比。 三、三、简简答题答题 （本大题共（本大题共 5 5 小题，每小题小题，每小题 4 4 分分, ,共共 2020 分）分） 1．什么是绝对压强，什么是相对压强？ 2．均匀流具有的特征是什么？ 2 3．流线为什么不能相交？ 4．圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比， 而两种流态下都 能应用达西公式 L V2 h f λ d 2g 计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？ 5．渗透系数 k 值的确定有哪几种方法？ 四、四、计计算题算题 （本大题共（本大题共 4 4 小题，每小题小题，每小题 1010 分，共分，共 4040 分）分） 1．图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m，管内液面压 强 p0=7.8N/cm2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h = ？ 2．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d=1.5m 的虹吸管，当不计水头损失时，求虹吸管 顶部 s 处的压强。 3 3． 水密封容器，液面上气体的相对压强p0=0.5 个大气压，在容器底部接一段管路，管长L= 4m， 与水平面夹角为 30°，管径d= 50mm，若管路进口断面到液面的水头H= 5m，水流的总水头损 失 hw= 2.3v2 /(2g)，求流量 Q（容器内水面保持不变，容器内水流速度近似为零） 。 4．已知一射流在平面上以速度v 冲击一斜置平板，平板和射流的夹角 60，如不考虑水头损失 即 v=v1=v2且取动量系数为 1，试证明两分流的流量比 Q 1 3。 （注，不考虑水流和平板的摩擦力） Q 2 V 1 Q 1 60° V Q V2Q2 （图五题） 4 水力学试题（B）答案 一、单项选择题 1．B2．C3．A4．B5．D 6．A7．A8．C9．A10．D 二、填空题 1．零 2．4 3． 4．四 5．质量力 6．9.8 7．2 8．光滑区、过渡粗糙区、粗糙区 9．沿程水头损失 10．一 三、简答题 1．绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。 2．①过水断面为平面，过水断面形状、尺寸沿程不变； ②同一流线上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同； ③动水压强按静水压强分布。 3．因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向， 如果流线相交， 在交点出就会出现两个切线方 向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。 l v264lv2646464  4． 不矛盾。 层流时，和Re成反比， 即：， 则h f  ， d 2gvdd2gRevdvd  即h f ∝v。 l v2lv2 2 f () 而紊流粗糙区 f ( )，则h f  ，即h f ∝v d 2gdd2gd 5．经验法，室内测定法，野外测定法。 5 四、计算题 1．解：设容器内水面延长线交左、 右测压管 于 A、B 点，则由连通器原理 p C  p A  p 0 300  7.89.8103300 10.74（N/cm2） . p B  p a h , h  (p B  p a )/ ,而p B  p C 10.74（N/cm2） 则h  (10.74 9.8)/(9.810 )  0.94/(9.810)  95.92cm0.96m （答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.96m。 ） 33 2．解：当不计水头损失时，管中的流速 v 2gH 29.83  7.668m/s 对水面和 S 点列能量方程得： pv2 z S 0 2g 7.6682 p S  (2) 49kN/m2 2g 或水面 S 点和出口断面列能量方程： v2p S v2 ` (23)  2g2g pS  5mh2o  3． 解： 以出口断面中心为基准对水面和出口断面列能量方 程： 0.59.8104 (5 4sin)0 39.810 22vv  0 022 2.32 2g2g 6 取 2 1 v2 9.8122  8.44 m/s 3.3 Q  v 2 A 2  8.44  0.052 0.0166m3/s=16.6l/s 4 4．解：由连续性方程：Q Q1Q2 x 方向列动量方程：  1  1Q1v1 (Qvcos60  2  2Q2v2 )  0  1  2 1 v  v 1  v 2 Q 1 12 Q Q 2  0 Q 1 12 (Q 1Q2 )Q 2  0 Q 1 2 Q 1 112 Q 2 Q 2  0 1 2 Q  3 1 2 Q 2  0 Q 1 3Q2   Q 1 Q  3 2 7 V 1 Q 1 V Q 60° V2Q2 （图五题）