水力学考试试题-样品答案

四川大学期考试试题（200——200学年第二学期）课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名：考试须知四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》和《四川大学考场规则》。有考场微机作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》、《四川大学考场规则》和《四川大学监考人员职责》。有违法学校有关规定的，严格按照《四川大学学生考试违纪作弊处罚条例》进行处理。]一、是非题（正确的划“√”，错误的划“×”）（本大题分10小题，每小题1.5分，共15分）1、在连续介质假设的条件小，液体中各种物理量的变化是连续的。（√）2、相对压强可以大于、等于或小于零。（√）3、紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。（√）4、谢才系数C的单位是m（×）5、在渗流模型中，任意一微小过水断面的平均渗流流速u应比该断面实际渗流的真实断面平均流速u小。（√）6、均匀缓流只能在缓坡上发生，均匀急流只能在陡坡上发生。（√）7、公式22flvhdg既适用于层流，也适用于紊流。（√）8、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（√）9、其它条件相同是，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。（√）10、局部水头损失系数可以用尼古拉兹的试验图来分析说明其规律。（×）二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题分5小题，每小题2分，共10分）1、静止液体中同一点各方向的压强（(1)）（1）数字相等（2）数值不相等（3）仅水平方向数值相等（3）铅直方向数值最大2、可以形成均匀急流的明渠底坡是（(2)）（1）缓坡（2）陡坡（3）平坡（4）负坡3、宽顶堰流量系数m的最大值为（（2））（1）0.30（2）0.385（3）0.502（4）0.754、流函数（(3)）（1）在等势面上为常数（2）只有在无旋流中才存在（3）沿流线为常数（4）表达了速度与压强的关系三、思考题（4×8=32分）1．图（a）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A1V1=A2V2的连续方程？为什么？答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。2．何谓断面必能曲线？必能曲线有哪些特征？答：一、比能曲线：当流量Q，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es随水深h的变化关系曲线：22()2sQEhfhgA二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平线为渐进线，h→0，Es→∞；曲线上端与以坐标轴成45°角直线为渐近线h→∞，Es→∞；2）当由0→∞，Es由∞→∞，其中有一最小值Esmin，相应的水深为hk；3）最小比能Esmin相应k点将曲线分成上下两支，上支Fr1,为缓流；下支Fr1，急流；4）临界水深hk可判断流态：（1）当h=hk临界流；（2）当hhk缓流；（3）当hhk急流。3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h上升，故水跃向后移；2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h下降，故水跃向前移。4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？长管：以沿程水头损失hf为主，局部水头损失hj和流速水头很小（所占沿程水头损失hf的5%以下）；短管：局部水头损失hj和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。四、作图题（2×6=12分）1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q，糙率n均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。N3N2N1N1Kb1c1a2c2N2b2V0=0V4≠0V1V2V3V0=0V4≠0V1V2V3总水头线测压管水头线五、根据题目要求解答下列各题（本大题共3小题，总计31分）1、（本小题8分）已知某流场的流速势为222axy，式中a为常数，试求：（1）ux及uy；（2）流函数方程。2、（本小题12分）一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面内，两端输入流量Q1=0.2m3/s，Q3=0.1m3/s，相应断面动水压强p1=20kPa,p3=15kPa,两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径d1=0.3m，d2=0.2m，d3=0.15m，θ=30°。试求交叉处，水流对管壁的作用力（忽略摩擦力）。;47kN.0ApP;0kN.0ApP;41kN.1ApP3-32-21-1(2)/18.3AQvm/s;8.49AQvm/s;2.82AQv/15.02/)(Q213332221113332221113312231：求各断面的动水总压力体，断面间的水体作为控制和，以）解：（smsmQQQQQP2P1P3P2RxRx11222233P2P1P3P2RxRx11222233，方向向左。力为即：水流对管壁的作用方向写动量方程：）沿（流入动量1.017kNkN07.1RvQ)vQ(cos30v2QRPPx3x113322x313、如图所示，水从水箱A流入水箱B，管路长l为25m，管径d为25mm，沿程阻力系数λ为0.03，管路中有两个90弯管1d及一个闸板式阀门0.5ad，当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内通过的流量为若干？s/m00037.040.0253.14758.0AvQ:s/758m.0v2gv1.02.060.294220.50.025250.0310.1,06.2,5.02942.010.16320.13190d0.16320.1312gv2dlhh1Hz-zhh2gvpz2gvpz22113222721272jf21ww2222221111通过管道的流量有可得从局部水头损失表格中能量方程：和写水箱的水面为基准面，以解：出阀进弯出阀弯进B