水力学习题集.doc

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1、第1章 绪 论一、选择题1按连续介质的概念，流体质点是指（ ）A .流体的分子； B. 流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。2作用在流体的质量力包括（ ）A. 压力； B. 摩擦力； C. 重力； D. 惯性力。3单位质量力的国际单位是：（ ）A . N ； B. m/s； C. N/kg； D. m/s2。4与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（ ）. 切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率；C. 切应力和剪切变形。5水的粘性随温度的升高而（ ）A . 增大； B. 减小； C. 不变。6气体的粘性随温度的升高而（ ）

2、A. 增大；. 减小；. 不变。7流体的运动粘度的国际单位是（ ）. m2/s ；B. N/m2 ； C. kg/m ；D. Ns/28理想流体的特征是（ ）. 粘度是常数；B. 不可压缩；C. 无粘性； D. 符合pV=RT。9当水的压强增加个大气压时，水的密度增大约为（ ）. ； . ；. 。10水力学中，单位质量力是指作用在（ ）. 单位面积液体上的质量力； . 单位体积液体上的质量力；. 单位质量液体上的质量力； . 单位重量液体上的质量力。11以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ）. 粘性是流体的固有属性；. 粘性是在运动状态下流体具有抵抗剪切变形速率能力的量度. 流体的粘性具有传

3、递运动和阻滞运动的双重作用；. 流体的粘性随温度的升高而增大。 12已知液体中的流速分布y如图所示，其切应力分布为（ ）.；.常数； . ky (k为常数)。13以下关于液体质点和液体微团的正确论述是（ ）. 液体微团比液体质点大；. 液体微团包含有很多液体质点；. 液体质点没有大小，没有质量；. 液体质点又称为液体微团。14液体的汽化压强随温度升高而（ ）. 增大；. 减小；. 不变；15水力学研究中，为简化分析推理，通常采用以下三种液体力学模型（ ）. 牛顿液体模型； . 理想液体模型； . 不可压缩液体模型；. 非牛顿液体模型；. 连续介质模型。16以下哪几种流体为牛顿流体（ ）. 空气

4、；. 清水；. 血浆； . 汽油； . 泥浆。17以下关于流体汽化压强的论述中，不正确的是（ ）. 液体的温度升高则汽化压强增大； . 液体的温度升高则汽化压强减小； . 液体的汽化压强随海拔高度而变化； . 20C的水的汽化压强为atm； . 100C的水的汽化压强为atm；. 水在常温下不会沸腾； . 液体中的压力越大则汽化压强越大。18以下哪几种流体为非牛顿流体（ ）. 空气；. 清水；. 血液； . 酒精；. 泥浆。二、计算题1、平板面积为 4045cm2,厚度为 1.0cm，质量 m=5kg，沿着涂有厚度=1.0mm油的斜面向下作等速运动， 其速度u=1.0m/s,带动油层的运动速度

5、呈直线分布，斜 坡 角 = 22.62(见 图 示)，试分别求油的动力粘滞系数和运动粘滞系数 (油的密度950 kg/m3)。 2、设水的体积弹性模量，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩？ 3、温度为10，体积为2.5m3的水加热至60，体积增加了多少？(10的水的热胀系数为0.1410-4-1)第2章 水静力学一、选择题1静止液体中存在（ ）. 压应力；. 压应力和拉应力；. 压应力和切应力；. 压应力 、切应力和拉应力；2相对压强的起量点是 （ ）A. 绝对真空； B. 1个标准大气压； C. 当地大气压； D. 液面压强。3金属压力表的读数是（ ）A. 绝对压强 ； B. 相对压强

6、 ； C. 绝对压强加当地大气压强； D. 相对压强加当地大气压强。4绝对压强pabs、相对压强p 、真空值pv、当地大气压强pa之间的关系是（ ）A. pabs=p+pv ； B. p=pabs+pa ； C. pv=papabs 。5在密闭的容器上装有U形水银测压计（如图），其中1、2、3点位于同一水平面上，其压强关系为（ ）A. p1=p2=p3 ； B. p1p2p3 ；C. p1p2p3。6用U形水银差压计测量水管内A、B两点的压强差（如图），水银面高差hp=10cm ，pApB为（ ）A. 13.33kpa ；B. 12.35kpa ；. 9.8kpa 。7垂直放置的矩形挡水平板，

7、水深为3m，静水总压力P的作用点到水面的距离yD为（ ）A1.25m ；B1.5m ； C2.0m D2.5m 。8在液体中潜体所受浮力的大小（ ）A与潜体的密度成正比；B与液体的密度成正比； C与潜体淹没的深度成正比。9完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心重合？（ ）A. 45o倾斜；B60o倾斜；C水平；D. 铅直。10完全淹没在水中的一矩形平面，当绕其形心轴旋转到什么位置时，其压力中心与形心最远？（ ）A. 45o倾斜；B60o倾斜；C水平；D. 铅直。11一封闭容器盛以水，当其从空中自由下落时（不计空气阻力），其单位质量力为A. 0 ；B. -g

8、； C. mg ；D. mg 。12一封闭容器盛以水，在地球上静止时，其单位质量力为A. 0 ；B. -g ； C. mg ；D. mg 。13一列火车在水平直道上匀速行使时，车内的流体所受的单位质量力为A. 0 ；B. -g ； C. mg ；D. -mg 。14.选择下列正确的等压面: ( )A . A A B. B B C. C C D. D D 15.压力中心是( )A. 淹没面积的中心 ； B. 压力体的中心 C. 总压力的作用点 D. 受压面的形心 16.平衡液体中的等压面必为( )A. 水平面； B. 斜平面 ； C. 旋转抛物面 ；D. 与质量力相正交的面 。17.图示四个容器

9、内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是( )A. a ;B. b ;C. c ;D. d 18.欧拉平衡微分方程 ( ) A. 只适用于静止液体； B. 只适用于相对平衡液体；C. 不适用于理想液体； D.理想液体和实际液体均适用。 19.容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为 ( )A. a B. b C. c D. d 20.液体某点的绝对压强为 58 kPa ，则该点的相对压强为 ( )A. 159.3 kPa ； B. 43.3 kPa ； C. -58 kPa D. -43.3 kPa 。21.图示的容器 a 中盛有重度为 r1

10、 的液体，容器 b中盛有密度为 r1和r2 的两种液体，则两个容器中曲面 AB 上 压力体及压力应为 ( )(1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。 22.有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升 1 m 时虚线位置，闸门上的静水总压力。 （ ） (1) 变大； (2) 变小； (3) 不变； (4) 无法确定。 第22题 二、判断题1、相对压强必为正值。 ( ) 2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。( ) 3.静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。

11、 ( )4.二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点( )5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为a。则该平面上的静水总压力P=rgyDAsina。(yD 为压力中心D的坐标，r 为水的密度，A 为斜面面积) （ ） 第2题 第5题 第9题6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度 b，长度L及倾角a均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( )8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( )9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B两点

12、静水压强不等，水银液面一定会显示出 Dh 的差值。 ( )10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。( )三、绘图计算题1绘出图中曲面上的的压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。2. 图示一倒U形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度（即比重）的油。倒U形管顶部为相对密度的油。已知左管内A点的压强，试求右边管内B点的压强。 3. 有 一 盛 水 的 开 口 容 器 以 的 加 速 度3.6m/s2 沿 与水 平 面 成 30o 夹 角 的 斜面 向 上 运 动， 试 求 容 器中 水 面 的 倾 角. 4.矩形平板闸门AB如图所示,A处设有转轴。已知闸门长l=3m，宽b=2m

13、，形心点水深hc=3m，倾角=45，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力FT。hcAB5. 一曲面的形状为 3/4 个圆柱面，半径 R=0.8 m，宽度(垂直于纸面)为1 m。圆心位于液面以下h=2.58 m，如图所示。容器中盛有密度为 r1=816 kg/m3的液体，其深度 h1=0.98 m，其下为密度r2=1000 kg/m3的液体。(1) 绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。(2) 求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。 （； ；37.06 kN ；64.97） 第三章 水动力学基础一、判断题1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( )2、急变流不可能是恒定流。

14、( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( )5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( )6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( )7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( )8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( )9、总流连续方程 v1A1 = v2A2 对恒定流和非恒定流均适用。 ( )10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( )11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( )12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下

15、降或水平。 ( )13、液流流线和迹线总是重合的。 ( )14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( )15、测压管水头线可高于总水头线。 ( )16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( )17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( )18、拉格朗日积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动；而柯西-伯努力积分不仅要求流动为无旋, 且要求是恒定流动 。 ( )19、理想液体属于有势流,实际液体都是有涡流. ( )20、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆,则此类流动一定为有涡流(有涡旋)。 ( )21、不可压缩液体的平面流动中存在流函数，则必定存在势

16、函数。 ( )22、在平面流动中,两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。 ( )23、不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流。 ( )二、选择题1、恒定总流的能量方程z1 + p1g + v122g = z2 +p2g + v222g +hw1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量；(2) 单位质量液体所具有的能量；(3) 单位重量液体所具有的能量；(4) 以上答案都不对。 2、图示抽水机吸水管断面AA动水压强随抽水机安装高度 h 的增大而 ( )(1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定3、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压

17、管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( )(1) h1 h2 (2) h1 h2 (3) h1 = h2 (4) 无法确定4、对管径沿程变化的管道 ( )(1) 测压管水头线可以上升也可以下降 (2) 测压管水头线总是与总水头线相平行(3) 测压管水头线沿程永远不会上升(4) 测压管 水头线不可能低于管轴线5、图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 ( )(1) 恒定均匀流 (2) 非恒定均匀流 (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流 6、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应 ( )(1) 逐渐升高 (2) 逐渐降低 (3

18、) 与管轴线平行 (4) 无法确定7、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( )(1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。8、液体运动总是从 ( )(1) 高处向低处流动； (2) 单位总机械能大处向单位机械能小处流动；(2) 压力大处向压力小处流动； (3) 流速大处向流速小处流动。9、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U形管水银差计，判定压差计中水银液面为 ( )(1) A高于B； (2) A低于B； (3)A、B齐平； (4) 不能确定高低。10、在平面流动中，两条流线的流函数之差等于 ( )(1) 两条流线间的切

19、应力差 (2) 两条流线间的压强之差 (3)两条流线间的流速差 (4) 两条流线的单宽流量11、液体作有势运动时 ( )(1) 作用于液体的力，必须是有势的 (2) 液体的角变形速度为零(3) 液体的旋转角速度为零 (4) 液体沿流向的压强梯度为零12、伯努力积分的应用条件为 ( )(1) 理想正压流体，质量力有势，非恒定无旋流动; (2) 不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动(3) 理想正压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线(4) 理想正压流体，质量力有势，非恒定流动 ，沿同一流线 13、理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时， ( )(1) 整个流场内各点的总水头相等；(2) 只

20、有位于同一流线上的点，总水头相等；(3) 沿流线总水头沿程减小；(4) 沿流线总水头沿程增加；三、填空题1、恒定总流动量方程写为_,方程的物理意义为_。2、恒定总流能量方程中，hw的能量意义是_。它的量纲是_。3、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强_零。(填写大于、等于或小于) 如在小孔处装一测压管，则管中液面将_。(填写高于、或低于)小孔的位置。4、恒定总流能量方程中， v22g的能量意义为_,它的量纲是 _。5、水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程_，动水压强沿程_。6、图示分叉管道中，可以写出单位重量液体的

21、能量方程的断面是_，不能写出单位重量液体的能量方程的断面是_。7、某过水断面面积A2m2,通过流量qv1m3s，动能修正系数1.1，则该过水断面的平均单位动能为_。8、图示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。当闸门关闭时，A、B两点压强pA与pB的关系为_； 当闸门全开时，A、B两位于均匀流段，其关系为_。9、应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_断面，但二断面之间可以存在_流。10、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长 100 m，若水头损失为 0.8m，则水力坡度为_。11、图示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。已知 h1=1m，h2=3m。若不计水头损失

22、，则管道出口流速为_。12、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。管1中为理想液体，管2中为实际液体。当两管流量qv1 = qv2 时，则两根测压管的液面高差 h1 与 h2 的比较是_。13、图示为一等直径水平管道，水头为H。若整个水头损失为hw，1，则管道A、B、C三个断面的流速分别为 vA=_， vB=_， vC=_。 14、用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用_的特征，计算_。15、若已知流函数为常数，则 .。16、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是_。17、液体质点的运动形式有_。18、理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是_的。

23、实际液体中的动水压强为在同一点上沿三个正交方向的动水压强的 _ ，而= _ _， =_， =_。19、液体运动可根据_分为有涡流和无涡流，无涡流是指 _，应满足的判别条件是_。四、计算题1已知不可压缩液体平面流动的流函数。 要求：(1) 画出该流动的流线图形，并标明流向； （流线）(2) 判别是有旋流动还是无旋流动； （有旋）(3) 已知流场中两定点坐标分别为 A(1,0) 与 B(2,3),通过此两点间的单宽流量 q； （）(4) A、B两点是否满足方程？ （否）2已知流速场，试求：（1）点（1，2，3）之加速度；（2）是几元流动；（3）是恒定流还是非恒定流；（4）是均匀流还是非均匀流？ 3

24、、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A、B两点的流速(如图)。已知油的重度g8000Nm3。求uA及uB。(取毕托管流速系数1) （）4、图示为铅直放置的一文德里管。已知d1=20 cm，d2=10 cm，Dz=0.5 m，水银压差计读数Dh=2 cm。若不计水头损失，求流量qv。(取动能校正系数为1) （0.018m3/s） 5、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径D=250 mm，d=200 mm，弯角=60。若弯管进口压力表读数p1=2.5 Ncm2，p2=2.0 Ncm2。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1) （ 1503.0

25、7 N ；51.070）6、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直放置的平板上，如图所示。已知喷嘴直径d=25 mm，射流与平板垂线间的夹角=60，射流流速v1=5 ms。不计摩擦阻力，取动量校正系数为1。求：(1)平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力；(2)当平板以u=2 ms的速度与水流相同方向运动时，射流作用在平板上的垂直力。 （6.13N；2.12N）第4章 相似原理与量纲分析一、选择题1速度v、长度l、重力加速度g的无量纲组合是（ ）A；B； C. ； D. 。 2速度v、密度、压强p的无量纲的组合是（ ）A；B； C ；D. 。3速度v、长度l、时间t的无量纲组合是（ ） ； ；。4压

26、强差p、密度、长度l和 流量的无量纲组合是（ ） ； ； ；。 5.进行水力模型实验，要实现有压管流的动力相似，应选用的准则是（ ）雷诺准则； 弗劳德准则；欧拉准则。6密度，动力粘滞系数，流速v和长度l的无量纲组合是（ ） ； D 。7雷诺数的物理意义表示（ ）粘滞力与重力之比；重力与惯性力之比；惯性力与粘滞力之比；压力与粘滞力之比。8明渠水流模型实验，长度比尺为模型流量应为原型流量的（ ）；。9.压力输水管模型实验，长度比尺为，模型水管的流量应为原型输水管流量的（ ）；。10、水流在紊流粗糙区时，要做到模型与原型流动的重力和阻力相似，只要模型与原型的相对粗糙度相等，进行模型设计时就可用 (

27、)A 雷诺相似准则 B 佛汝德相似准则 C 欧拉相似准则 D 韦伯相似准则 11、佛汝德相似准则考虑起主导作用的力是 ( )A重力 B表面张力 C粘滞阻力 D紊动阻力12、雷诺相似准则考虑起主要作用的力是 ( )A重力 B压力 C 粘滞阻力 D 紊动阻力二、判断填空题1、模型中测得闸孔收缩断面处的平均流速vm=1.5m/s，采用的长度比尺l=25，则原型中收缩断面处的平均流速vp=37.5m/s，是否正确_。2、沿程水头损失系数的量纲与谢才系数c的量纲相同，是否正确_。3、某模型按雷诺相似准则设计，模型长度比尺 l =10，选用的模型液体与原型相同。若测得模型某断面平均流速 vm=100 cm

28、s，则原型中相应的平均流速 vP=_。4、某溢洪道按重力相似准则设计模型，模型长度比尺 l=50。如原型流量 qvP=1500 m3s，则模型流量 qm=_。三、计算题1试将，l，V，整理成为无量纲数2流线型潜没物体在不可压缩流体运动中所受阻力F与物体速度、线性尺寸、流体密度、动力粘性系数有关，试分别用瑞利法、 定理推导阻力的表达式。 3图示为弧形闸门放水时的情形。已知水深h=6m。模型闸门是按长度比例尺制作的，实验时的开度与模型的相同。试求流动相似时模型闸门前的水深。在模型实验中测得收缩截面的平均流速，流量，水作用在闸门上的力，绕闸门轴的力矩。试求在原型上收缩截面的平均流速、流量以及作用在闸

29、门上的力和力矩。4有一轿车，高hp=1.5m，在公路上行驶，设计时速vp=108km/h，拟通过风洞中模型实验来确定此轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。已知该风洞系低速全尺寸风洞(Cl=3/2)，并假定风洞试验段内气流温度与轿车在公路上行驶时的温度相同，试求：风洞实验时，风洞实验段内的气流速度应安排多大？通过风洞模型实验，获得模型轿车在风洞实验段中的风速为45m/s时，空气阻力为1000N，问：此轿车以108km/h的速度在公路上行驶时，所受的空气阻力有多大？第5章水头损失一、判断题1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 l 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。( )2、圆管紊流的动能校正系数大于

30、层流的动能校正系数。 ( )3、紊流中存在各种大小不同的涡体。 ( )4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 ( )5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 ( )6、只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。 ( )7、临界雷诺数随管径增大而增大。 ( )8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 ( )9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 ( ) 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 z 的公式是在没有任何假设的情况下导出的( )11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 ( )11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过

31、水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 ( )12、公式 即适用于管流，也适用于明渠水流。 ( )13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 ( )14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 ( )15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 ( )16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。 ( )17、粘性底层的厚度沿流程增大。 ( )18、阻力平方区的沿程水头损失系数 与断面平均流速 v 的平方成正比。 ( )19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 ( )20、紊流的脉动流速必为正值。 ( )21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。 ( )22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 ( )23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 ( )24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 ( )25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。 ( )26、当雷诺数 Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 ( )二、选择题1、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而 （ ） 增大 ； 减小 ； 不变 ； 不定 。2、按普朗特动量传递理论， 紊流的断面流速