华工 水力学模拟试卷及答案.doc

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( 密 封 线 内 不 答 题 )
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诚信应考,考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《 水力学 》试卷A
注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚；
2. 所有答案请直接答在试卷上(或答题纸上)；
3．考试形式：闭卷；
4. 本试卷共 五 大题，满分100分， 考试时间120分钟。
题 号
一
二
三
四
五
总分
得 分

评卷人

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1. 流体的运动粘度的单位是 ( )
A. s/m2 B. m2/s C. N.s/m2 D. N.m2/s
2. 如题2图所示有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升1m时（虚线位置），作用于闸门上的静水总压力 ( )
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法确定
题2图

题3图
3. 如题3图所示一静止容器内盛两种不相混合液体（密度分别为，，并且 ），容器两侧安装有两个测压管，容器和测压管液面高度分别为、、，三个高度的关系为 ( )
A.
B.
C.
D.

题4图
4. 如题4图所示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( )
A．恒定均匀流
B．非恒定均匀流
C．恒定非均匀流
D．非恒定非均匀流

5. 关于水流流向的正确说法是 ( )
A.水一定是从压强大处往压强小处流
B.水一定是从流速大处往流速小处流
C.水一定是从机械能大处往机械能小处流
D.水一定是从测压管水头高处往测压管水头低处流
6. 在圆管紊流中，过水断面流速分布符合 ( )
A．均匀规律 B．直线变化规律
C．抛物线规律 D．对数曲线规律
7. 实际液体处于紊流状态，其流层间的剪应力为 ( )
A．0 B. 黏性剪应力
C. 附加剪应力（或雷诺应力） D.
8. 如题8图所示，输油管路中安装有一文丘里流量计，已知水银压差计中水银柱高差为，则 为 （ ）
A. B. C. D.

题8图

9. 欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数应为( )
A. B. C. D. 1
10. 如题10图所示，一压力水箱恒定水深H=1.5m，液面相对压强p0=40kPa，箱底外接一直径d=30mm的管嘴，管嘴长l =0.1m，其流量Q为 ( )
A. 3.14×10-3 m3/s B. 3.25×10-3 m3/s
C. 6.06×10-3 m3/s D. 6.12×103 m3/s

题10图
二、判断题（对者打√，错者打×。本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11. 速度越大，液体的内摩擦力越大。 ( )
12. 测压管水头线沿程可升、可降、也可不变。 ( )
13. 伯努利方程中表示过流断面上单位质量流体的平均机械能。
( )
14. 紊流光滑区的沿程阻力系数仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。( )
15. 谢才公式既适用于无压明渠流，也适用于有压管流。 ( )
16. 当管径和流量一定时，黏度越小，越容易从层流转变为紊流。 ( )
17. 各并联支管（长管）的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( )
18. 对于静止液体如不考虑表面张力，则表面力只有压力。 （ ）
19. 棱柱形明渠中形成型水面曲线时，其。 ( )
20. 一切非均匀流均为紊流。 （ ）
三、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21. 有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于3mH2O，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值为 kPa。
22. 流体平衡微分方程表明，在静止流体中各点单位质量流体所受质量力与
相平衡。
23. 如题23图所示，输水管道中设有阀门，管路直径mm，流量m3/s，水银压差计读值m，沿程水头损失忽略不计，则阀门的局部阻力系数为____________。

题23图 题24图
24.如题24图所示应用皮托管测量A点流速，若两测压管液柱差为h，则A点流速为uA=______________。
25. 弗劳德数表征惯性力与__________之比。
四、作图题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）
26. 如题26图所示短管路，，管道中有一阀门，试定性绘制总水头线和测压管水头线。

题26图

27. 如题27图所示棱柱形渠道，各渠段充分长，渠道首端为一闸孔出流，闸下收缩断面水深，试绘出其水面曲线，并标出水面曲线的名称。

题27图
五、计算题（本大题共4小题，共40分）
28. 如题28图所示，压力水箱宽m，其左上角装有一圆柱体金属压力表，其读数为19.6kPa，箱中盛满水。圆柱面的半径m，试：
（1）绘出作用于圆柱面ABC上的水平压强分布图和压力体图，并标明其静水总压力的水平分力和铅垂分力的方向。
（2）求作用于圆柱面ABC上静水总压力的大小与方向。 （12分）

题28图

29. 如题29图所示，管路中一段水平放置的弯管，直径mm，mm，弯角。管中1-1断面的平均流速m/s，其形心处的绝对压强个工程大气压。若不计管流的水头损失，求水流对弯管的作用力和（坐标轴如图所示）。 （10分）

题29图

30. 如题30图所示一虹吸管输水管道，虹吸管的长度、管径、沿程阻力系数分别为：m，m，m，m，，进口的局部损失系数为0.6，折管处的局部损失系数为0.2。当虹吸管的最大安装高度m，上游水面与管道出口中心点高差为m时，试计算：
（1）虹吸管的输水流量为多少？
（2）虹吸管中的最大真空压强为多少？ （10分）

题30图

31. 梯形断面壤土渠道均匀流，通过流量m3/s，底宽m，边坡系数，正常水深，粗糙系数，求底坡，并判断渠道底坡是陡坡还是缓坡？流态是急流还是缓流？ （8分）

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）
1. B 2. A 3. C 4. C 5. C
6. D 7. D 8. C 9. C 10. D

二、判断题（对者打√，错者打×。本大题共10小题，每小题2分，共20分）
11. × 12. √ 13. × 14. √ 15. √
16. √ 17. × 18. √ 19. √ 20. ×

三、填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）
21. 68.6
22. 表面力
23. 8.16
24.
25. 重力

四、作图题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）
26． 解：

27. 解：

五、计算题（本大题共4小题，共40分）
28. 解：
（1）水平压强分布图2分，压力体图2分。

（2）首先求水平分力
C点压强 kPa （1分）
kN （2分）
或 kN
如图所示，压力体的底面积为 （2分）

m2
m2
m2
或 m2
m2
m2
m2
则压力体的体积 m3
垂直分力 kN （1分）
总压力 kN（1分）
总压力与水平方向的夹角为 （1分）

29. 解：m3/s （1分）
7.111m/s （1分）
因弯管水平放置，且不计水头损失，以管轴线所在的平面作为基准面，列出断面1-1到2-2间水流的能量方程为：
（1分）
（1分）
kPa kN （1分）
kPa kN （1分）
设弯管对水流的作用力和，分别写出x与y方向上总流的动量方程为：
（1分）
取，将上述数据代入动量方程中得：

kN（←） （1分）
kN（↑） （1分）
水流对弯管的作用力Rx和Ry分别与和大小相等，方向相反。 （1分）
30. 解：（1）以下游水面为基准面，1-1断面和4-4断面之间的能量方程为：
（1分） （2分）
即
解得 m/s （1分）
m3/s （1分）
（2）虹吸管最大真空值一般出现在3-3断面处，以上游水面为基准面，忽略上游水池过水断面的流速水头，1-1断面和3-3断面之间的能量方程可以写为：
（1分）
（2分）
m（1分）
真空压强 m （1分）

31. 解： m2 （1分）
m （1分）
m
m0.5/s （1分）
（1分）
m/s （1分）

m
<1 （2分）
缓流，因为均匀流时流态为缓流，所以底坡为缓坡。 （1分）

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