流体力学试题(附答案)全国2001年10月自学考试

02444水力学第1页共5页全国2001年10月高等教育自学考试水力学试题课程代码：02444第一部分选择题(共20分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。1.某流体的运动粘度v=3×10-6m2/s,密度ρ=800kg/m3,其动力粘度μ为()A.3.75×10-9Pa·sB.2.4×10-3Pa·sC.2.4×105Pa·sD.2.4×109Pa·s2.图中相互之间可以列总流伯努利方程的断面是A.1-1断面和2-2断面B.2-2断面和3-3断面C.1-1断面和3-3断面D.3-3断面和4-4断面3.如图所示，孔板上各孔口的大小形状相同，则各孔口的出流量是()A.QAQBB.QA=QBC.QAQBD.不能确定4.并联管道A、B，两管材料、直径相同，长度B=2A，两管的水头损失关系为()A.hfB=hfAB.hfB=2hfAC.hfB=1.41hfAD.hfB=4hfA5.如图所示，水泵的扬程是()A.z1B.z2C.z1+z2D.z1+z2+hw6.在已知通过流量Q、渠道底坡i、边坡系数m及粗糙系数n的条件下，计算梯形断面渠道尺寸的补充条件及设问不能是()A.给定水深h，求底宽bB.给定宽深比β，求水深h与底宽bC.给定最大允许流速［v］max，求水底h与底宽bD.给定水力坡度J，求水深h与底宽b7.断面单位能量e随水深h的变化规律是()A.e存在极大值B.e存在极小值C.e随h增加而单调增加D.e随h增加而单调减少8.下列各型水面曲线中，表现为上凸型的水面曲线是()A.M3型B.C3型C.S3型D.H3型02444水力学第2页共5页9.根据堰顶厚度与堰上水头的比值，堰可分为()A.宽顶堰、实用堰和薄壁堰B.自由溢流堰、淹没溢流堰和侧收缩堰C.三角堰、梯形堰和矩形堰D.溢流堰、曲线型实用堰和折线型实用堰10.速度v、长度l、运动粘度v的无量纲组合是()A.vlv2B.vlv2C.vlv22D.vlv第二部分非选择题(共80分)二、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分)不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均分无。11.潜体所受浮力的大小与其所在液体的______成正比。12.恒定流是各空间点上的运动参数都不随______变化的流动。13.圆管流的临界雷诺数Rec为______。14.水由孔口直接流入另一水体中，称为______出流。15.在相同的作用水头作用下，同样口径管嘴的出流量比孔口的出流量______。16.渠道中的水深h大于临界水深hc时，水流流态为______。17.水跃函数相等的两个不同水深称为______。18.自由出流宽顶堰堰上水流流态为______。19.达西定律适用于______渗流。20.具有自由液面的水流模型试验，一般选用______准则设计模型。三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)21.粘性22.断面平均流速23.粘性底层24.短管25.临界底坡四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)26.试述液体静力学的基本方程zpgC及其各项的物理意义。27.如图所示，一倒置U形管，上部为油，其密度ρoil=800kg/m3，用来测定水管中的A点流速uA，若读数△h=200mm，求该点流速μA。28.如何判别圆管和非圆管有压流中的流态?29.试根据棱柱形渠道非均匀渐变流微分方程分析M2型水面曲线的变化趋势。五、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分)30.如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30°，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。31.如图所示，文丘里流量计管道直径d1=200mm，喉管直径d2=100mm，水银差压计读数y=20mm，水银密度ρm=13.6×103kg/m3，忽略管中水头损失，试求管道输水流量Q。02444水力学第3页共5页32.有一浆砌块石的矩形断面渠道。已知渠道长l=500m,底宽b=3.2m，渠中水深h0=1.6m,粗糙系数n=0.025，通过的流量Q=6m3/s，试求沿程水头损失。33.水塔经图示管道系统供水。已知供水流量Q=0.1m3/s,各段管长l1=l2=100m,l2=50m,l3=200m,各段管道直径d1=d4=200mm(比阻a1=a4=9.029s2/m6),d2=d3=150mm(比阻a2=a3=41.85s2/m6),试求：(1)各并联管段的流量Q2，Q3；(2)水塔水面高度H。全国2001年10月高等教育自学考试水力学试题参考答案课程代码：02444一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)1.B2.C3.B4.A5.D6.D7.B8.C9.A10.D二、填空题(本大题共10空，每空1分，共10分)11.密度12.时间13.2300或200014.淹没15.大16.缓流17.共轭水深18.急流19.均匀20.弗劳德三、名词解释题(本大题共5小题，每小题2分，共10分)21.相邻流层在发生相对运动时产生内摩擦力的性质叫粘性；或者答粘性是流体阻抗剪切变形速度的特性；或者答粘性是流体的内摩擦特性均可。22.设想过流断面上速度v均匀分布，通过的流量等于实际流量，此速度v定义为该断面的平均流速，即vQA23.紧靠壁面存在一个粘性切应力(或粘性力)起控制作用的薄层。24.水头损失中，沿程水头损失和局部水头损失都占相当比重，两者都不可忽略的管道。25.正常水深等于该流量下临界水深时的渠底坡度。四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)26.物理意义：z:单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能，简称位能。pg：单位重量液体具有的压强势能，简称压能。Z+pg:单位重量液体具有的总势能。Z+pg=C：静止液体中各点单位重量液体具有的总势能相等。27.解：根据元流伯努利方程，如图，有：pgpAgABg22ABApp2()ppgghBAoil()02444水力学第4页共5页=(1-0.8)1098023..=392PaA23921000=0.885m/s答：A点流速为0.885m/s。28.用临界雷诺数作为流态的判别标准对于管流：若ReRevdvc2300或2000，流动为层流若ReRevdvc2300或2000，流动为紊流对于非圆管道，特征长度为水力半径R，雷诺数RevRv，此时，相应的临界雷诺数为575和500ReRevRvc575或500，流动为层流ReRevRvc575或500，流动为紊流若特征长度取为当量直径，则Rec仍为2300或2000。29．dhdsiJFr12水深小于正常水深，但大于临界水深，流动为缓流分子：hh0,Ji,I－J0分母：hhc,Fr1,i－Fr20分式：dh/ds0,M2型降水曲线五、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分)30．闸门AB上的水压力P=ghlblc,表示闸门AB的长度。lhhsin302hhc2Pghhbghb2286442.KN作用点D，AD=2343lh重力G作用点C，AC=12=hMTlphGlA030432300coscosT=12324332hphGh()=76.34kN打开闸门的最小铅直拉力为76.34kN31.解：列1-1，2-2断面的总流伯努利方程zpgavgzpgvg111122222222取12=1，有02444水力学第5页共5页vvgzpgzpgzpgzpgyvdvdm22121122112211222221025244()()()()().mvvddvv122122220102025()(..).将（2）、（3）代入（1），得v2=2.295m/sQ=vd222242295314014...=0.018m2/s32.R=bhbh002321632216....0.8mC=110025081616nR//..=38.54m0.5/sA=bh0=5.12m2vQA=6512.=1.17m/svcRJJvCR,...2222117385408=0.00115hJlf0001155000576..m33.(1)hhff23alQalQQQll22223332232324()QQ232Q2+Q3=0.1m3/s得Q3=0.033m3/sQ2=0.067m3/s(2)H=hhhfff124=alQalQalQ111222224442=27.45m