扬州大学《水力学》试卷

学院系班级学号姓名---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线-----------------------------------------------扬州大学试题纸(2007－2008学年第二学期)水利学院水利06级班(年)级课程水力学(B)卷题目一二三四五六七八总分得分（提请考生注意：本试卷共6页）一、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1．宽顶堰闸孔出流时符合闸孔淹没出流的条件是（）。(th：下游水深；ch：临界水跃跃后水深)A．cthhB．cthhC．cthhD．无法确定2．液体动力粘度随液体温度的升高而（）。A．增大B．不变C．减小D．可增大也可减小3．断面面积相同的圆形和正方形有压管道，圆形和方形管道的水力半径之为（）A．2/B．2/C．2/D．14．某棱柱体渠道，临界水深为1.0m，正常水深为1.5m，当实际水深为1.3m时所发生的水面曲线为()A．a1B．a2C．b1D．b25．在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将（）A．增大B．减小C．不变D．以上都有可能6．有两条梯形断面渠道1和2，已知其底坡、边坡系数、流量和底宽相同，但糙率n1n2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（）A．h1h2B．h1h2C．h1=h2D．无法确定第1页7．突然完全关闭管道末端阀门发生直接水击，已知水击波速a=980m/s，水击压强水头ΔH=250m，则管中原来的流速V0为cA．1.5m/sB．2.0m/sC．2.5m/sD．3.0m/s8．地下河槽恒定渐变渗流的流速分布为（）A．三角形直线分布；B．矩形分布C．抛物形分布D．对数分布9．有压管中各断面测压管水头线到该断面中心的距离即为该断面的（）A．中心点压强水头B．中心点位置水头C．测压管水头D．平均流速水头10．阻力平方区的紊流的沿程阻力系数（）A．仅与雷诺数有关B．仅与相对粗糙度有关C．与雷诺数及相对粗糙度有关D．是常数二、填空题（在空格中填写正确答案）（本大题共15小题，每空格1分，共15分）1．理想液体流动时，切应力τ=。2．断面比能的沿程变化规律0/dsdes，则该水流为流。3．虹吸管的最大真空值随其最高安装高程的增加而。4．宽顶堰上的闸孔的淹没条件为。5．恒定流是各空间点上的运动参数都不随_____变化的流动。6．水跃函数相等的两个不同水深称为_________。7．若正常水深正好等于该流量下的__________，相应的渠道底坡称为临界底坡。8．当底坡、粗糙系数和断面面积一定时，使___________的断面形状，称为水力最优断面。9．当堰顶厚度与堰上水头的比值介于0.67与2.5之间时，这种堰称为___________。10．真实渗流的流速________渗流模型的流速。11．处于相对平衡的液体中，等压面与力正交。12．紊流中粘性底层的厚度随雷诺数的增大而。13．流中只有沿程阻力系数。14．动能修正系数的大小取决于。15．并联管道的相等。第2页三、简答题（根据题目要求简要回答问题）（本大题共3小题，每小题3分，共9分）1．作用于液体的力可分成哪两类？请分别举例说明。2．为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比?．。3．什么是断面比能se？它与断面单位重量液体的总机械能E有什么区别？第3页---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线-----------------------------------------------四、计算题（本大题分5小题，共56分）1．（本小题12分）有一弧形闸门AB为半径R＝2m的圆柱面的四分之一，闸门宽b＝4m，水深h＝2m，求作用在AB面上的静水总压力。2．（本小题10分）图示直径为20mm，长3m的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低13m，已知沿程水头损失系数λ=0.04，进口局部水头损失系数ζ=0.5，（1）按短管计算泄流量Q；（2）按长管计算泄流量Q。第4页3．（本小题14分）矩形断面的平底渠道，其宽度B=2.7m，渠底在某断面处抬高0.5m，抬高前的水深为2m，抬高后的水面降低0.15m，如忽略边壁和底部阻力，忽略水头损失。试求：（1）渠道的流量；（2）水流对底坎的推力R。第5页---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线-----------------------------------------------4．（本小题10分）已知某平面流动的流速势3/32yyx，（1）求出该流动的流速分量xu及yu。（2）是否存在流函数，如存在求出该流动的流函数。5．（本小题10分）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（1）沿程水头损失；（2）佛汝德数及临界水深。第6页《水力学》（B）答案(水利06级补考用)一、单项选择题1-B；2-C；3-B；4-C；5-C；6-B；7-C；8-B；9-A；10-B二、填空题102均匀流3增加48.0/0Hhs5时间6共轭水深7临界水深8流量最大9实用堰10大于11质量12减小13均匀流14流速分布15沿程水头损失三、简答题1．表面力和质量力(1’)。表面力如水压力、内摩擦力等(1’)；质量力如重力、惯性力等(1’)2．沿程水头损失的达西公式：gVdlhf22(1’)；圆管层流沿程水头损失系数：Vd64Re64(1’)；所以VgdlgVdlVdgVdlhf)32(2642222(1’)。3．基准面选在渠底所在平面得到的单位能量即为断面比能。(1’)断面比能与单位总机械能之间相差一个渠底到基准面的高度，即gVhes22(1’)gVhzE220(1’)四、计算题1解：求P的大小方向：9.812478.4()xcPhAKN(3’)铅直分力kNbbAPz088.1234/214.348.9)4/(2圆面积压力体(3’)总压力kNPPPzx94.145088.1234.782222（2分）o51.574.78088.123arctanarctanxzPP(2’)mRZD69.151.57sin2sino(2’)2解：（1）按短管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）：gVdlgVH2222(2’)gVgVgV25.6202.0304.025.013222222gV所以m/s26.6V(2’)L/s97.1/sm1097.102.014.34126.6332VAQ(1’)（2）按长管计算泄流量列水库断面和下游管道出口断面的能量方程（基准面取出口断面所在平面）：gVdlH22(2’)gVgV26202.0304.013226/1322gV所以m/s52.6V(2’)2.05L/s/sm102.0502.014.34152.6332VAQ(1’)3解：(1)4.522.711QQbhQV645.3)5.051.02(2.722QQbhQV列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：(1’)whgVpzgVpz222222221111(2’)所以0205.12022221gVgV(2’)gVV21228.9)4.51645.31(222Q8.9)4.51645.31(222Q8.9)03429.007527.0(2Q8.904098.02Q14.2392QsmQ/46.153(2’)(2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x方向，列x方向动量方程：(1’))(112221VVQRPP(1’)kNbgHP92.527.228.95.0212221(1’)kNbghP11.247.2)5.015.02(8.95.0212222(1’)smQV/86.24.5/46.154.51smQV/24.4645.3/46.15645.32kNVVQPPR15.7)86.224.4(46.1511.2492.52)(112221(2’)水流对坎的冲击力与R大小相等，方向相反。(1’)4解：（1）xyxux2(2’)22yxyuy(2’)（2）022yyyuxuyx所以存在流函数(3’)yxyddyxyxydxdxudyudyx23223/()(2Cyxy233/(3’)5解：(1)mhbbhR8.06.122.36.12.3200(1’)smRnC/54.388.0025.0115.06/16/1(1’)2012.5mbhA(1’)smAQV/17.112.5/6/(1’)vcRJJvCR,...2222117385408=0.00115(2’)hJlf0001155000576..m(1’)（2）295.06.18.917.1ghVFr(2’)mghVhk71.08.9)17.16.1()(3232（2’）