2018年西安建筑科技大学考研专业课真题811水力学.doc

西 安 建 筑 科 技 大 学
2018 年攻读硕士学位研究生招生考试试题
(答案书写在本试题纸上无效。考试结束后本试题纸须附在答题纸内交回) 共 4 页

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考试科目: 适用专业:
 （811）水力学

市政工程、建筑与土木工程（环境）

三、简答题（共 5 题，每题 6 分，共 30 分）

1、温度对液体和气体粘性系数有何影响？原因何在？
2、一特征长度为 l 的物体以速度 U 在密度为 ρ，粘性系数为 μ 的流体中运动，试以量纲分析的方法 导出物体所受到的阻力 D 的无量纲数的表达式。
3、已知油的密度 ρ=900kg/m3，钢球直径 d=2mm，密度 ρ’=7900kg/m3，若测得钢球的最终沉降速 度为 v=0.1m/s，试求油的动力粘性系数 μ。
4、写出圆管内层流的速度分布，并计算动能修正系数 α。
5、什么是水头损失？并联系统的水头损失等于任一支路的水头损失，而不是各支路损失之和，是 否违背能量守恒定律，为什么？
四、作图题（注意：需要将图重新画在答题纸上）（共 3 题，每题 5 分，共 15 分）

1、画出压力体
2、分别画出圆管内层流与紊流的速度、切应力分布示意图。
3、画出水面线

一、填空题（共 10 题，每题 2 分，共 20 分）

1、动力粘性系数μ的单位为 ，运动粘性系数 ν 的单位为 。
2、非均匀流判断的条件为 ，非恒定流判断的条件为 。
3、流函数与势函数进行转换的柯西-黎曼条件为 。

4、在静水力学问题中，等压面与质量力的关系为 。
5、对于自由流动的河流，研究流动相似时应选用 数；风吹过一矩形高大建筑物，研究流 动相似时应选用 数。
6、一水平放置的圆管，直径 0.1m，长 2m，进出口压强差为 200Pa，则壁面 处的切应力为 。
7 、 对一完全充 满液体的管道，半径 为 a 的圆管、边长 为 a 的正方形管的水力半径分 别 为 、 。
8、已知并联管路两支路的沿程阻力系数之比λ1/λ2=2，管长之比 l1/l2=3，管径之比 d1/d2=2，则两 支路的流量之比 Q1/Q2= 。
9、曲面边界层分离的两个条件为 和 。
10、矩形明渠底宽 b=5m，流量 Q=5m3/s，渠中某段的水深 h=1m，则该处水流的流态为 。
二、名词解释（共 5 题，每题 3 分，共 15 分）

1、连续介质；

2、流线；

3、静水力学中的超高；

4、边界层；

5、流线体。

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考试科目:
 （811）水力学

4、(10 分) 如图所示，两水箱用一直径 d1＝40mm 的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径 d2＝30mm
的圆柱形管嘴，长 l＝100mm，若上游水深 H1＝3m 保持恒定，薄壁孔口流量系数为 μ=0.62，管嘴 为 μ=0.82，求流动恒定后的流量 Q 和下游水深 H2。
第 4 题图
5、(10 分) 如图所示，用通风机通过渐缩的管道自大气中吸取空气。管道的圆筒部分直径 D= 20cm， 在该段联接一细玻璃管，下端通入水中，在通风机吸力的作用下细玻璃管中的水面上升 h=25cm，
不计损失，计算吸气量（r空气=1.29 kg/m3）。
第 5 题图
第 6 题图
6、(15 分) 如图所示，矩形断面渠道，底宽 b=3m，水深 h1=1.5m，渠底坎抬高∆=0.3m，水面降落
∆h=0.2m，局部水头损失为 0.5v 2/2g，v 为下游流速。求水流对这一局部渠道的水平推力。
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适用专业: 市政工程、建筑与土木工程（环境）

五、计算题（共 6 题，共 70 分）
1、(10 分) 如图所示，底面积为 a×a=200mm×200mm 的正方形容器，容器内水的高度 h=200mm， 容器与水共重 G1=100N，容器底面与平面间的滑动摩擦系数 Cf =0.3。若该容器在 G2=200N 的载荷 下沿平面开始滑动，求不使水溢出时容器的最小高度 H。
第 1 题图
2、(12 分) 如图所示，某倾斜矩形闸门，宽 b=2m，倾角β=60o，铰链 O 点位于水面以上 a=1m 处， 水深 h=3m。闸门自重为 G=19.61kN，摩擦阻力不计。求开启闸门所需的拉力 T。
第 2 题图
第 3 题图
3、(13 分) 如图所示，在储水容器垂直壁的下部，有一 1/4 圆柱部件 AB，该部件长度 l=0.8m，半径
R=0.4m，水深 H=1.2m，试求水作用在 AB 部件上的总压力。