水力学课程练习题.doc

一、填空题（每小题 2分，共 20 分）
1、液体的___粘滞性_______是产生水流机械能损失的主要原因。
2、液体的主要物理特性有：__________________________________等。
3、水的粘滞性会随着温度的升高____（1）_______ 。
  （1）变小 （2）变大 （3）不变 （4）不一定
4、某点压强与受压面的关系是_______（1）__________
  （1）垂直指向受压面 （2）垂直背向受压面
  （3）平行于受压面 （4）倾斜指向受压面
5、水流由①____急___流过渡到②____缓___流时产生水跃；水流由③____缓_____流 过渡到④___急____流时产生水跌．
6、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越 。
7、根据管道计算中沿程水头损失所占的比重不同，管道可分类为 ① 长管 和② 短管 。
8、宽顶堰流计算公式是____ __。
9、计算明渠均匀流的公式是① 。是② ；是③_ ；是
④ ;
10、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为
① 直接水击 和 ② 间接水击 。

1、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越小，则跃后水深越 大 。
2、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 ① 长管 和② 短管 。
3、渗流的达西公式是____v=kJ__。
4、 计算明渠均匀流的公式是。
5、理想液体与实际液体的主要区别是：是否存在液体的粘滞性。
6、水的粘滞性会随着温度的升高____(1)_______ 。
  （1）变小 （2）变大 （3）不变 （4）不一定
7、根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的厚度△，紊流可分为光滑区、过渡区和粗糙区。光滑区的λ仅与①_雷诺数___有关，粗糙区的λ与②_粗糙度___有关，而过渡区的λ则与③__雷诺数和粗糙度_____有关。
8、管道的整个断面均被液体所充满，断面的周界就是 湿周
9、中有真空存在的点，其相对压强为 负 值。
10、水流由___①急流____流过渡到__②缓流_____流时产生水跃；水流由__③缓流_______流过渡到④ 急流___流时产生水跌．

1、静水压强度大小与作用面的内法线方向 。
2、液体运动产生水头损失的根本原因是液体具有 粘滞 性。
3、对于并联管道（按长管计算），各支管的 水头损失 相等。
4、物体在外力作用下产生①__ 形变 __，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 ②_______。
5、由分子之间的粘滞性所引起的损失称为① _水头损失_______；而由流动流体局部受阻如弯头等所引起的损失称为②___局部水头损失__ __。
6、水力学研究的两大基本规律：一是关于液体平衡的规律，即① 水静力学 ；二是关于液体运动的规律，即②__水动力学__ __。
7、描述液体运动的两种方法① 、②______ 。
8、堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为① 、②______、③______。
9、明渠恒定非均匀流的三种流态为① 、②______、③______。
10、作用在液体上力，按作用方式分为①________、②________两类。

二、选择题（每小题 2分，共 20 分）

1、静止液体中同一点各方向的压强 （ A ）
A. 数值相等 B. 数值不等
C. 仅水平方向数值相等 D. 铅直方向数值最大
2、判别明渠水流为缓流、急流、临界流，可以用（ A ）
A．雷诺数 B．牛顿数 　C．欧拉数 　D．佛汝德数 　
3、理想液体与实际液体最主要的区别是（ D ）
A．不可压缩 B．不能膨胀 　B．没有表面张力 　D．没有粘滞性
4、水力学中，水力最佳断面是（ D ）
A．最低造价的断面 　 B．面积一定，流量最小的断面
C．最小糙率的断面 　 D．流量一定，面积最小的断面
5、液体中某点发生真空时，该点的（ B ）
A．绝对压强为负值 　 B．相对压强为负值 　
C．绝对压强小于相对压强 　D．绝对压强大于大气压强
6、图示封闭容器内，液面压强p0与当地大气压强pa的关系为（ C ）
A．p0＜pa　 B．p0＝pa　 C．p0＞pa　 D．无法确定

7、关于明渠均匀流，正确的表述是（ D ）
A．流线为一簇相互不平行的直线
B．过水断面上的流速分布及平均流速沿程可以变化
C．过水断面的形状、尺寸及水深沿程可以变化
D．渠底坡度和水面坡降相等
8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为 hf1 ,管 2 的沿程水头损失为 hf2 。则 hf1与hf2 的关系为 C
A.hf1 ＞ hf2； B. hf1 ＜hf2 C. hf1 = hf2 D.无法确定

9．液体中某点的绝对压强为96.04kN/m2(当地大气压为98 kN/m2)，则该点的真空值为（ B ）
A．-1.96kN/m2 B．1.96 kN/m2 　C．96.04 kN/m2 　D．-96.04 kN/m2
10、在水力学中，单位质量力是指（ ）
A、单位面积液体受到的质量力 B、单位面体积液体受到的质量力
C、单位质量液体受到的质量力 D、单位重量液体受到的质量力

1、 作用水头相同时，孔口通过的流量要比相同直径的管咀通过流量 （B ）
A.大 B. 小 C. 相同 D. 无法确定
2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （B）
A. 数值相等 B.数值不等 C. 仅水平方向数值相等 D.铅直方向数值最大
3、已知水流的沿程水力摩擦系数l 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （D）
A. 层流区 C. 紊流光滑区
B. 紊流过渡粗糙区 D. 紊流粗糙区
4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 （B）
A. 1 kN/m2 B. 2 kN/m2
C. 5 kN/m2 D. 10 kN/m2
5、水力学中，水力最佳断面是（D ）
A．最低造价的断面 　 B．面积一定，流量最小的断面
C．最小糙率的断面 　 D．流量一定，面积最小的断面
6、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如下图所示，其底部压强分别为 pa和 pb。若两容器内水深相等，则 pa和pb的关系为 (A)
A． pa > pb B. pa < pb C. pa = pb D. 无法确定

7、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 （1）
A. 急流和缓流 B. 均匀流和非均匀流
C. 层流和紊流 D. 恒定流和非恒定流
8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属 （C）
A. 层流区 B. 紊流光滑区
C. 紊流过渡粗糙区 D. 紊流粗糙区
9、堰流的流量与堰顶水头的( B )成正比。
A. 1/2次 B. 3/2次方 C. 2次方 D. 1次方
10、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于 ( B) （B）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
15、水泵的扬程是指 （3）
(1) 水泵提水高度 ； (2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失；
(3) 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。
18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 (3 )
(1) 急流和缓流 ； (2) 均匀流和非均匀流 ；
(3) 层流和紊流； (4) 恒定流和非恒定流。
19、闸孔出流的流量与闸前水头 ( 3 )成正比
(1) 1次方 ； (2) 2次方 ； (3) 0. 5次方 。
20、共轭水深是指 ( 1)
(1) 水跃的跃前水深与跃后水深 (2) 溢流坝下游水流收缩断面水深
(3) 均匀流水深 （4）临界水深
21、图示容器中有两种液体，密度r2 > r1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为 (2)
(1) B 管高于 A 管； (2) A 管高于 B 管； (3) AB 两管同高。

23平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数 J (h1)与 J (h2)的关系是 （1）
( 1 ) J(h1)= J(h2) ( 2 ) J(h1)>J(h2) ( 3 ) J(h1)< J(h2)

6、长管的总水头线与测压管水头线 （A）
A． 相重合 B. 相平行，呈直线
C. 相平行，呈阶梯状 D. 以上答案都不对
7、渗流的达西公式只能适用于 (A)
A. 恒定均匀层流 B.恒定均匀紊流 C.恒定均匀流； D.非恒定流

三、判断题，对的打“√”，错的打“×”（每小题 1分，共 10 分）
1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( )
2、作层流运动的牛顿液体，相邻液层单位面积上所作用的内摩擦力与流速梯度成反比。（ ）
3、区别薄壁堰、实用堰和宽顶堰，只取决于堰壁厚度δ。 （ ╳ ）
4、明渠水力最优断面是按流体力学原理定义的，在工程上不一定最优。 （ ）
5液体运动的两种型态是层流和急流，二者依据雷诺数来判别的。 （ ）
6、闸孔出流的流量与闸前水头的0.5次方成正比 （ ）
7、紊流阻力平方区的沿程水头损失只与雷诺数有关。 （ ）
8、相对压强必为正值。（ ）
9、有压长管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。 （ ）
10、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。 （ ）

1、静止液体有粘滞性，所以有水头损失。 （ ）
2、缓坡上一定产生缓流。 （ ）
3、堰的应用过程中，通常流量系数。 （ ）
4、前提条件相同，采用实用堰的过流能力大于宽顶堰。 （ ）

二、简答（每题5分，共15分）
1、总流能量方程的物理意义是什么？试说明方程中各项的物理意义？
2、什么叫总水头线和测压管水头线？在明渠均匀流中，总水头线、测压管水头线和渠底坡度有何关系？
3、“恒定流与非恒定流”，“均匀流与非均匀流”，“渐变流与急变流”是如何定义的？

1、明渠均匀流的水力特性
2、液体的连续介质模型

3、输水管的流量，水温一定，随管径加大，雷诺数如何变化？为什么？

三、绘图题（每小题 5分，共 5 分）
绘出题图中作用于ABCDE平面上的静水压强分布图。（5分）
A
h1
h2
B
C
E
D

1、绘出AB板面上的静水压强分布图（图5-1）。（5分）
2、 绘出题图中ABCDEF平面上的静水压强分布图（图5-2）。（5分）
ζ弯1
ζ弯2
F
h1
h2
h3
A
B
C
D
E
h1

A

B

h2

γ

γ1=3γ

图5-1
图5-2

  四、判断题（每小题 2分，共 30 分，对的打√，错的打×）
1、静止液体有粘滞性，所以有水头损失。 （ ）
2、静止水体中,某点的真空压强（或真空值）为50kPa，则该点相对压强为-50 kPa。（ ）
3、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 （ ）
4．相对压强必为正值。 （ ）
5．理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。 （ ）
6．连续介质概念的意义在于将液流中的一切物理量都可视为空间和时间的不连续函数。（ ）
7、圆管中层流的雷诺数必然大于3000。 　　 ( )
8、明槽水流的急流和缓流可以用Fr判别，当 Fr＞1为急流。 ( )
9、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ ）
10、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2次方成正比。 （ ）
11、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。。 ( )
12、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 ( )
13、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 （ ）
14、缓坡上只能出现非均匀流缓流。 （ ）
15、静水压强的大小与受压面的方位无关。

1液体的体积压缩系数越大，液体越容易压缩。（ ）
…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………
2、液体的粘滞系数值随温度的升高而增大。（ ）
3、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。 （ ）
4、根据水力学原理，“水一定由高处向低处流”是错误的。（ ）
5、明渠水力最优断面是按水力学原理定义的，在工程上不一定最优。（ ）
6、对非圆管，判断层流、紊流的标准是雷诺数Re>575时为层流（ ）
7、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。（ ）
8、连续介质概念的意义在于将液流中的一切物理量都可视为空间和时间的连续函数。（ ）
9、有压短管道是认为水头全部消耗在沿程水头损失上。 （ ）
10、作层流运动的牛顿液体，相邻液层单位面积上所作用的内摩擦力与流速梯度成反比。（ ）

五、计算题（共30分,每小题10分）

1、如图所示，已知：Z=1m, h=2m,求A点的相对压强，绝对压强和真空压强（10分）

2、为收集某土质渠道的糙率资料，今在开挖好的渠道中进行实测：流量Q=15m3/s,正常水深h0=1.5m, 在长 L=200m 的流段内水面降落 z=0.15m, 已知梯形断面尺寸b=6.0m,边坡系数m=1.5m,试求糙率n值?（10分）

4. 解：

……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………

3、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m，门重G=9800N，α=60°，h1 =2m，h2=4m，h3=2.5m。
试分别求上下游的静水总压力及作用点。（10分）

1、有一矩形混凝土明渠，糙率n=0.012,断面宽度b=5m，底坡i=0.001，当水深为3m时，按均匀流分别计算断面平均流速和流量Q。（10分）
……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………
2、一封闭水箱（如图 1 所示）自由表面上气体压强p 0 =25kN/m 2 ，h 1 =5m，h 2 ＝2m。
求 A、B两点的绝对压强、相对压强及真空高度。 （10分）
h1

3、某矩形断面长渠，底宽=6.0m，流量Q=20m3/s，糙率n=0.014，底坡=0.007。
渠道中产生的均匀流是急流还是缓流。（10分）
4、 如图所示的倒虹吸管,管径d=1m,管长L=50m,上下游水头差H=2.24m,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别为: λ=0.02,ζ进=0.5,ζ弯1=ζ弯2=0.25,ζ出=1.0,试求虹吸管通过的流量.

ζ弯1
ζ弯2

ζ弯1
ζ弯2

一、填空题（每小题 2分，共 20 分）
1、绝对压强和相对压强的关系表达式为，其中，为① ，为
② ，为③ 。
2、某矩形断面渠道，底宽b = 4m，水深h = 2m，则其水力半径R = 。
3、水静力学是研究液体处于 或相对平衡状态时，作用于液体上的各种力之间的关系。
4、水力学中，① 模型是假设液体是一种连续充满其所占据空间毫无② 的连续体。
5、若液流中同一流线上各质点的流速矢量沿程不变，这种流动称为 。
6、实际液体恒定总流的能量方程为 。
7、当液体处在运动状态时，若液体质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为液体的① ，此内摩擦力又称为② 。
8、下图中，已知p0=98KN/m2，h=1m，求A点的静p0=pa
h
A
B
水压强为多大① 。在容器壁面上同水深处的B点所受到的压强为多大② 。

9、 是指水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头在总损失中所占比重很小，计算时可以忽略的管道
10、工程上通常按照堰坎厚度δ与堰上水头H的比值大小及水流的特征将堰流进行分类，
当δ/H＜0.67为① 堰，当0.67＜δ/H＜2.5为② ，当2.5＜δ/H＜10为③ 。
二、选择题（每小题 2分，共 20 分）
1、盛液体的容器中有真空存在的点，其相对压强为（ ）值。

A. 正值 B. 负值
C. 零 D. 可能正值也可能负值
2、下列关于等压面的描述不正确的是（ ）
A. 液体中由压强相等的各点所构成的面（可以是平面或曲面）称为等压面
B. 静止液体质量力仅为重力时，等压面必定是水平面
C. 平衡液体与大气相接触的自由表面为等压面
D. 静止液体不同液体的交界面不是等压面
3、下面关于流线的性质，不正确的是（ ）
A. 流线不能相交，也不能转折
B. 某瞬时通过流场中的任一点只能画一条流线。
C. 流线的形状和疏密反映了某瞬时流场内液体的流速大小和方向，
D.流线密的地方表示流速小，流线疏处表示流速大。
4、影响水的运动粘度的主要因素为（ ）
A.水的温度； B.水的容重；
B.当地气压； D.水的流速。
5、判别水流是层流还是紊流，可以用（ ）
A.牛顿数 　B.欧拉数 　C.佛汝德数 　D.雷诺数
6、图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，阀门所受静水总压力为 （ ）
…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………
A. 0.5γhA； B.γhA
C. 0.5γh2A； D.γhA2
h
a b

7．图示容器内盛有两种不同容重的液体（）且处于静止状态，作用在容器壁面上的静水压强分布图应为（ ）
B.
A.

D.
C.

8、如图所示两矩形断面渠道，其过水断面面积、糙率及底坡均相等，但底宽及水深不同，比较两渠道中通过流量的相对大小为（ ）
A．Q1＜Q2　 Ｂ．Q1＝Q2　 Ｃ．Q1＞Q2 　Ｄ．无法确定

……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………
9、尼古拉兹试验主要是研究（ ）
A.层流与紊流流态 　 B.沿程阻力系数的变化规律
C.渐变流与急变流流态 　 D.动水压强分布规律
10、图示容器内水位保持不变时，沿渐缩管流动的水流为（ ）
A．恒定均匀流 B．恒定非均匀流 C．非恒定流均匀流 D．非恒定非均匀流

三、判断题，对的打“√”，错的打“×”（每小题 1分，共 10 分）
1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 （ ）
2、管中流动的水流，水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零，内摩擦力为零。 ( )

3、水泵的扬程是指水泵供给单位重量液体的能量，即水泵扬程 = 提水高度 + 全部水头损失。 （ ）
4、明渠水力最优断面是按流体力学原理定义的，在工程上不一定最优。 （ ）
5、水面接近K-K线趋于正交，水面接近N-N线，趋于渐近。 （ ）

6液体运动的两种型态是层流和急流，二者依据雷诺数来判别的。 （ ）
7、对圆管，判断层流、紊流的标准是雷诺数Re，Re>2300时为层流。 （ ）
8、棱柱体明渠非均匀渐变流12种水面曲线中，a区和c区均是壅水曲线。（ ）
9、串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等 （ ）
10、重力、惯性力是常见的表面力。 （ ）
…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………………………

……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………

四．按要求绘图。（每小题 5分，共 10 分）
1、绘出题图中作用于ABCDEF平面上的静水压强分布图。（5分）
A
F
h1
h2
h3
B
C
D
E
F

2、画出下面棱柱体明渠中连接段的水面线。（5分）
N1
K
K
i
2
＜
i
1
i
1
＜
i
k

N2
N1
N2

五、简述题（每小题 5分，共 10 分）
1、静水压强的两个特性是什么？
2、恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流有什么不同？
3、简述尼古拉兹实验得到的五个区中，沿程阻力系数和雷诺数Re、相对粗糙度的关系。

六、计算题（每小题 10分，共 30 分。 其中3、4小题选作一题）
1、一封闭水箱（见下图），自由面上气体压强为85kN/m2，求液面下淹没深度h为1m处点C的绝对静水压强、相对静水压强和真空压强、真空度。（大气压强按工程大气压强98kN/m2计算）

2、有一矩形断面的排水渠道，已知糙率n=0.012,断面宽度b=5m，流量Q=10m3/s,水深为2m，按均匀流计算所需要的底坡i为多少。（10分）
3、一横穿河道的钢筋混凝土倒虹吸管，如图所示。已知管径d=0.95m，倒虹吸管上下游渠中水位差z为3m，倒虹吸管长L=50m，其中经过两个30度的折角转弯，其局部水头损失系数ξb为0.20；进口局部水头损失系数ξe为0.5，出口局部水头损失系数ξ0为1.0，上下游渠中流速v1 及v2为1.5m/s，沿程阻力系数。试确定通过倒虹吸管的流量Q。

一矩形渠道，宽5m，糙率n=0.01，正常水深h0=2m时通过的流量为30m3/s，试求了解水深、临界坡度和佛汝得数Fr，并判断是缓流还是急流。

ζ弯1
ζ弯2
ζ弯1
ζ弯2
ζ弯1
ζ弯2