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水力学试题
河海大学2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目名称:
水力学一、是非题(每题2分,共20分)
1紊流过渡粗糙区的沿程水头损失系数与雷诺数。
(错)
2.断面单位能量Es沿流程总是减小的。
(错)
3•计算消力池池深和池长时,设计流量一般选择使池深和池长最大的流量。
()
4.渗流的达西定律既适用于层流也适合于紊流。
(错)
5•在恒定均匀流中,沿程水头损失与速度的平方成正比。
()
6.两个液流在重力作用下的动力相似条件是它们的弗劳德数Fr相等。
(对)7.因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同,因此在各支管的水头损失也不同。
(错)
&均匀流可以是恒定流,也可以是非恒定流。
(错)
9.流体质点做圆周运动不一定是有旋运动。
(对)
10.相对压强可以大于、等于或小于零。
(对)
二、选择题(每题2分,共20分)
1.当水流流态从层流转变为紊流后,过水断面上水流动能校正系数和动量校正系数将
(B)
(1)均增大
(2)均减小
(3)增大、减小(4)减小、增大
2.溢流坝下泄水流收缩断面水深的跃后水深为,此时下游水深为,则形成远离水跃的条件
是(C)
(1)hthco2
(2)hthco2
(3)hthco2(4)无法确定
3.渗流模型流速与实际渗流流速相比较
(1)前者大于后者
(2)二者相等
(3)前者小于后者(4)无法比较
4.明渠的临界水深决定于
(1)流量和底坡
(2)断面形状、尺寸和底坡
(3)流量和糙率(4)流量和断面形状、尺寸
5.均匀流断面和渐变流断面上的动水压强(A)
(1)均按静水压强规律分布
(2)前者按静水压强规律分布,后者不静水压强规律分布
(3)前者不静水压强规律分布,后者静水压强规律分布
(4)均不按静水压强规律分布
6.下列哪个条件满足时,明渠水流是缓流(C)
1)Fr1
(2)Fr1
(3)Fr1(4)无法确定
7.毕托管可以用来测(B)
(1)脉动流速
(2)时均流速(3)脉动流速(4)脉动压强
8.
满足
dEs/ds0条件
的流动
是
(C)
(1)非均匀渐变缓流
(2)非均匀渐变急流
(3)均匀流
(4)临界流
9.有压管流,
管轴线水平,
管径逐渐增大且通过的流量不变,
其总水头线沿流向应(
B)
(1)逐渐升高
(2)逐渐降低(
3)与管轴线平行(4)无法确定
10.
雷
诺
数的物
理意义
是
三、作图题(每题5分,共10分)1.绘出下列两段不同糙率棱柱形渠道的水面曲线。
(渠道每段都充分长)
C
S2
N
(l>2)
2•绘出下列二向曲面的水平压强分布图和压力体图。
四、计算题(本题6小题,共100分)
1•粘度测量仪由两个圆筒组成,两筒的间隙充满某种液体。
外筒与转轴连接,其半径为「2,
旋转角速度为。
内筒悬挂于一扭丝上,其半径为r-i,扭丝所受的力矩M可以测出。
外筒
与内筒底面间隙为a,内筒高为H,如图所示。
试推出该液体的动力粘滞系数的计算式。
2•有一锥形容器如图所示,在容器的底部A处接一U形水银测压计,当容器没有水时,在
A以下注水后测压计压差读书为19cm,当容器充满水后,测压计的压差读书又为多少?
0.02,局部水头损失不计,出口用锥形阀控制流量,锥形阀顶角
260°,如图所示,当锥形阀全开时,求水流对锥形阀的作用力。
(取动能和动量校正
系数1)
4•为了测定AB管段的沿程水头损失系数或糙率n,可采用如图所示装置。
已知AB管段长I10m,管径d50mm。
今测得实验数据:
(1)A,B两测压管的水头差为0.8m;
(2)通过管道的流量Q2.74I/S;试求该管道的沿程水头损失系数值,并用曼宁公式求其糙率n。
5•当流场流速为Uxy,Uyx时,试判断该流场:
(1)是否存在线变形率;
(2)是否存在角变形率;(3)是否满足不可压缩液体连续方程;(4)是否存在流函数和势函数若
存在请求之。
6•有一长管从水池引水,管长L1000m,管径d0.6m,糙率n0.012,末端与一长面直的矩形棱柱体水力最佳断面渠道相接,如图所示。
渠道糙率n0.02,底坡i0.0016,求管道的水头和明渠产生均匀流时的底宽b和水深h。
河海大学2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题
考试科目名称:
水力学
一、是非题(每题2分,共20分)
1•图为管道流速分布图,从其对应部位取出水体B,则水体B底面的切应力方向与水流流
动方向相同。
2•不论平面在静止液体内如何放置,其静水总压力的作用点永远在平面形心之下。
()
3•如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例,且方向一致,则两
个液流就是动力相似的。
()
4•同一种管径和粗糙度的管道,雷诺数不同时,可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过
渡粗糙区。
()
5•当H2m,0.6m,如图所示的建筑物为实用堰。
()
H
―-
8
—
6•棱柱形明渠中形成M3型水面曲线时,其断面单位能量Es沿程增大。
()
7.因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水头损失也不相同。
()&均匀流的动能校正系数1。
()
9.用毕托管测定水槽中某点的流速,实测的应是时均流速U。
()
10•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。
()
二、选择题(每题2分,共20分)
1•某一恒定流处于紊流阻力平方区,其沿程水头损失系数随雷诺数的增大而()
(1)增大⑵减小(3)不变(4)不定
2•同一渠道中有1、2两个渠段,其糙率山<门2,其他参数均相同。
当通过一定流量时,则两渠段
的临界水深hc1、hc2和正常水深ho1、ho2的关系分别为()
(1)hc1=hc2,ho1=ho2
(2)hd=hc2,ho1 3.按普朗特动量传递理论,紊流的断面流速分布规律符合() (1)对数分布 (2)椭圆分布(3)抛物线分布(4)直线分布 4.在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管,如图所示,则两测压管高度hi 与h2的关系为() (1)hi>h2 (2)hi (1)x33xy2 (2)x36xy2 3-2 (3)x3xy(4)不存在 6.渠道中出现S1型水面曲线,则水流为 (1)缓流 (2)均匀流 (3)急流(4)急交流 7. 若测得两根管道的下临界雷诺数相等,则必须两管的 (3)管径d和均相等(4)以上答案均不对 &闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关 (1)上游水位 (2)渗流系数 (3)上下游水位等(4)边界的几何形状 9. 明渠均匀流的断面单位能量中,单位势能与单位动能相等,则可判定此水流为 10•平底矩形棱柱渠中闸孔出流下游有一水跃,闸后收缩断面C—C处水深为hc01,水流弗 劳德数F*,6,下游水深ht2.5hco1,该水跃的形式为 (4)波状水跃 (1)临界水跃 (2)淹没水跃(3)远离式水跃 三、作图题(每题5分,共10分) 1•定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线(管径为d常数)。 2•定性绘图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。 (渠道每段都充分长,糙率沿程 不变) u。 一' 。 要求: 四、计算题(本题7小题,共100分) 1.有一很窄间隙,高为h,如图所示,其间被一平板隔开。 平板向右拖动速度为 边液体的动力粘性系数为1,另一边液体动力粘性系数为2,计算板放置的位置y (1)平板两边切应力相同; (2)要求拖动平板时的阻力最小。 (10分) 2.有一压力储油箱如图所示,其宽度(垂直于纸面方向)b2m,箱内油层厚hi1.9m, 油的密度为0980kg/m,油层下有积水,厚度h20.4m,箱底有一U型水银压差计,所测之值如图所示,试求作用在半径R1m的圆柱面AB上的总压力(大小和方向)。 (15分) 3.如图所示一管道,当管道通过的流量Q1001/s,压差计中水银的密度 3 013600kg/m,管道的直径由d1300mm变为d2100mm,不计水头损失。 求U 型水银压差计中的读数h。 ? | 4.如图所示,将一平板放置在自由射流之中,并且垂直于射流轴线,该平板截去射流流 时水的运动粘性系数0.01519cm2/s),试求: (1)当流量Q0.03I/s时,管中水 流的流态; (2)此时的沿程水头损失系数 (P1P2)/g为多少? (20分) (3)量测段的沿程水头损失hf; (4)为保持管中水流为层流,量测段的最大测压管水头差 6.设流场Uxx2x4y,Uy2xy2y,Uz0试问: (1)该流场是否符合不可压缩液体连续方程? (2)旋转角速度为多少? (3)流函数的表达式如何? (4)驻点位置的坐标值? (15分) 7. 一梯形断面明渠均匀流,已知梯形底宽b3m,水深H0.8m,边坡系数m1.5, () () () () () () () () () () 流为层流或紊流,急流或缓流? (10分) 河海大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称: 水力学 一、是非题(每题2分,共20分)1•当液体中发生真空时,其绝对压强必小于1个大气压强。 2.层流可以是渐变流也可以是急变流。 3•管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 4.在并联管道中,若按长管考虑,则支管长的沿程水头损失较大。 5.液体的粘滞性只有在流动时才表现出来。 6.恒定流是指流场内任意两点间的流速矢量相等。 7.急变流不可能是均匀流。 &堰流是一种急变流。 9.地下水中无压渐变渗流的流速分布为对数分布。 10.明渠水力最佳断面是造价最低的渠道断面。 二、选择题(每题2分,共20分) 1.水击波的传播属于 (3)可压缩液体的非恒定流动(4)不可压缩流体的非恒定流动 2.圆管流动的临界雷诺数(下临界雷诺数)() (1)随管径变化 (2)随流体的密度变化 (3)随流体的粘度变化(4)不随以上各量变化 3.圆管层流,实测管轴上流速为0.4m/s,则断面的平均流速为() (1)0.4m/s (2)0.32m/s(3)0.2m/s(4)0.1m/s 4.紊流附加切应力产生的原因是液体中存在() (1)分子内聚力 (2)分子运动产生动量交换 (3)重力(4)质点脉动速度引起的动量交换 5.明渠水流中发生S2型水面曲线,则该水流为() (1)均匀的急流 (2)均匀的缓流(3)非均匀的急流(4)非均匀的缓流6.圆管流动过水断面上的切应力分布为() (1)在过水断面是常数 (2)管轴处是零,且与半径称正比 (3)管壁处是零,向管轴线方向增大 (4)按抛物线变化 7.明渠水流为急流时() (1)Fr1 (2)hhc (3)vc(4)dEs/dh0 8.进行水力模型实验,要实现明渠水流的动力相似,应选的相似准则() (1)雷诺准则 (2)弗劳德准则 (3)欧拉准则(4)其他 9.有一溢流堰,堰顶厚度3m,堰上水头H3m,则该堰流为() (1)宽顶堰流 (2)薄壁堰流(3)实用堰流(4)明渠水流 10.两层静止液体,上层为油(密度为1)下层为水(密度为2)两层液深相同,皆为h。 水、油分界面的相对压强与水底面相对压强的比值为() (1)1/12 (2)12/1(3)1/2(4)2/1 三、绘图题(每题10分,共20分) 1定性绘制出下列短管的测压管水头线和总水头线 Vo工0 2•定性绘制出下列渠道的水面曲线(渠道每段都充分长,糙率沿程不变) 四、计算题(每题15分,共90分) 1.由三个半圆弧所联结成的曲面ABCD,其半径Ri0.5m,R21m,R31.5m,曲 面宽度b2m,试求该曲面所受水压力的水平分力和垂直分力各为多少? 并指出垂直水压 力的方向。 2.设有一股自喷嘴以速度Vo喷射出来的水流,冲击在一个与水流方向成角的固定平面 壁上,当水流冲击到平面壁后,分为两股水流流出冲击区,若不计重量(流动在一个水平面 上),并忽略水流沿平面壁流动时的摩阻力,试推证: 射流施加于平面壁上的水流冲击力 RQv0sin,并求出Q1与Q2各为多少? 3.设有一水位保持不变的水箱,其中水流经铅垂等直径圆管流入大气,AB管段与上面 的管段用法兰盘螺栓向连接,如图所示。 已知管径d0.02m,AB管段长度I5m,流 量Q0.0015m3/s,沿程水头损失系数0.02,管段重量不计。 试求螺栓所受的拉力F。 螺栓 (1)是否满足连续性方程; (2)是否有角变形; (3)是否有旋运动; (4)是否是流函数,若有请求之; (5)是否有势函数,若有请求之。 b22.5m,h22m,此外nin? 0.114,底坡iii? 0.004,问这两条渡槽中水流 作均匀流时,其通过的流量是否相等? 如不等,流量各为多少? 并判别两条渠道的水流时急 流还是缓流。 6.用一个U行压差计测量一个垂直放置的弯管的局部水头损失系数,如图所示。 已知 弯管直径d0.25m,流量Q0.04m3/s,U形压差计的工作液体是四氯化碳,其密度为 2 i1600kg/m,测得U形管左右两侧管内的液面高差为h70mm,求。 河海大学2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称: 水力学 一、是非题(每题2分,共26分) 1•液体流层之间的摩擦力与液体所承受的压力有关。 2•紊流可以是均匀流,也可以是非均匀流。 3 4.陡坡上出现均匀流必为急流,缓坡上出现均匀流必为缓流。 5.当下游水位高于搏壁堰顶时,一定时淹没出流。 10.将物理量压强p、密度、流速v组成的无量纲数为p/v。 11.明渠的临界水深与底坡无关。 12.当液体中发生真空时,其相对压强必小于零。 13.均匀流时过水断面流速均匀分布的水流。 二、选择题(每题2分,共24分) 1.粘滞底层厚度0比绝对粗糙度小得多的壁面称为 1)光滑面 (2)粗糙面(3)粗糙面(4)以上答案均不对 2.有压管道的测管水头线 3.影响水的运动粘滞系数的主要因素为 4.静止液体中同一点各方向的压强 5.当等直径管道的管轴线高程沿流向下降时,管轴线的动水压强沿流向 1)增大 (2)减小(3)不变(4)不定6.明渠均匀流的断面单位能量中,单位势能与单位动能相等,则可判定此水流为 1)缓流 (2)急流(3)临界流(4)无法判定7•当实用堰水头H大于设计水头Hd时,其流量系数m与设计流量系数md的关系是 (1)mmd (2)mmd(3)mmd(4)不能确定 &试验表明,消力池中淹没水跃的长度Ls与平底渠道中自由水跃长度Lj相比() (1)LsLj (2)LsLj(3)LsLj(4)无法确定 9.达西定律适用于() (1)层流渗流 (2)层紊流渗流 (3)紊流渗流(4)急变渗流 10•液体重力相似准则要求() (1)原型和模型水流的雷诺数相等 (2)原型和模型水流的弗劳德数相等 (3)原型和模型水流的牛顿数相等 (4)原型和模型水流的重力相等 11.上临界雷诺数是() (1)从紊流转变为层流的判别数 (2)从层流转变为紊流的判别数 (3)从缓流转变为急流的判别数 (4)从紊流转变为急变流的判别数 12.直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强() (1)不受来自上游水库反射波的影响 (2)受来自上游水库反射波的影响 (3)受阀门反射波的影响 (4)不受管道长度的影响 三、填空题(每题2分,共20分) 1•作用于静止(绝对平衡)液体上的面积力有,质量力有。 2.水在直径为1cm的圆管中流动时,流速v1m/s,运动粘滞系数0.01cm2/s。 因雷 诺数Re,所以水流为流。 3.密闭容器内液面下某点绝对压强为68KN/m2,当地大气压强为98KN/m2,则该点的 相对压强p,真空压强pv。 4•一般来说,有压管道的水头损失分为和两类。 对于长管,可以 忽略。 3 5•已知矩形明渠的底宽b6m,通过的流量Q12mIs,渠中水深h0.5m时,该明渠的临界水深he,水流为流。 6•在有压管流的管壁上开一小孔,如果没有液体从小孔流出,且向空内吸气,这说明小孔内的液体的相对压强零。 (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、等于或低于)小孔的位置。 7•有一宽顶堰式的水闸,当闸门开度为3m,闸上水头为4m时,水闸泄流属于流。 &在水上建筑物下游,根据水跃发生的位置不同,可将水跃分为、、三 种形式。 底流式消能要求下游发生淹没度的水跃。 9•某水闸底板下有压渗流流网由20条等势线和6条流线所组成,渗流系数k0.00001emIs,上下游水位差h30m,则闸下单宽渗流流量q。 10•有压管道的流速v3m/s,由于突然关闭阀门,形成直接水击。 如波速e980mIs,则水头上升m。 四、计算题(共80分)(请将下列试题的答案写在答题纸上) 1.密封油箱下部设有一个如图所示形状为3/4圆柱的曲面装置。 已知半径R0.4m, 长度(垂直于纸面)I5m,圆心处的淹没深度H2.5m,油面上的相对压强 23 pi1000NIm,油的密度800kgIm。 试求曲面受到的液体总压力的水平分量Px和 铅直分量Pz。 (15分) 2. 如图所示,一吸水装置,水池N的水位不变,已知水位h、h2和h3的值,若不计水 中。 (10分) hi 3.如图所示水电站的引水分叉管路平面图,管路在分叉处用镇墩固定。 已知: 主管直径 D3m,分叉管直径d2m,通过的总流量Q35m/s,转角60°,断面11处的 2 相对压强pi294000N/m,不计水头损失,试求: 水流对镇墩的作用力。 (15分) 5. 求正常水深ho0.85m,设计流量Q1.6m3/s,试求排水渠的底坡和流速;当此渠道的 临界底坡ic0.00091时,试判别该渠道的水流是急流还是缓流? (15分) 6.某水阀渗流流网如图所示。 图中h17.5m,h21.5m,s6.0m,土壤渗流系 数k0.0002m/s。 试求出: (1)A点处渗流流速U; (2)单宽渗流量q; (3)B点处的渗流压强p。 (10分) 河海大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目名称: 水力学 一、是非题(每题2分,共20分) B,则水体B底面的切应力方向与水流 () 1•图为管道流速分布图,从其对应部位所取出水体流动方向相同。 1r ----・ 3•如果两个液流中作用于相应点上的相同性质的力的大小成一定比例,且方向一致,则两 个液流就是动力相似的。 () 4•同一种管径和粗糙度的管道,雷诺数不同时,可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过 渡粗糙区。 () 5•在底流消能设计中,要求最大的池深和池长的流量作为消力池的设计流量。 () 6.棱柱形明渠中形成A2型水面曲线时,其断面单位能量Es沿程增大。 () 7.因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同,因此在各支管上的水头损失也不相同。 &当下游水位高于薄壁堰顶时,一定是淹没出流。 () 9•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。 () 10.图示的A、B两测压管,B管中的液面必然高于A管中的液面。 () 二、选择题(每题2分,共20分) 1•在恒定流中() (1)流线一定互相平行 (2)断面平均流速必定沿程不变 (3)不同瞬时流线有可能相交 (4)同一点处不同时刻的动水压强相等 2•同一渠道中有1、2两个渠段,其糙率5<啓,其他参数均相同。 当通过一定流量时,则两渠段 的临界水深hc1、hc2和正常水深ho1、ho2的关系分别为 3.按普朗特动量传递理论,紊流的断面流速分布规律符合 (1)对数分布 (2)椭圆分布(3)抛物线分布(4)直线分布 与h2的关系为 (1)hi>h2 (2)hi 5•有一溢流堰,堰顶高度为2m,堰上水头为2m,则该堰流属于 (1)薄壁堰流 (2)宽顶堰流 (3)实用堰流 (4)明渠堰流 6.渠道中出现S2型水面曲线, 则水流为 (1)缓流 (2)均匀流 (3)急流(4)急交流 7•若测得两根管道的下临界雷诺数相等,则必须两管的 (1)管径d相等 (2)液体的粘性系数相等 (3)管径d和均相等(4)以上答案均不对 &闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关 (1)上游水位 (2)渗流系数 (3)上下游水位等(4)边界的几何形状 9•明渠均匀流的断面单位能量中,单位势能与单位动能相等,则可判定此水流为 三、填空题(每题2分,共20分) 1.紊流粗糙区的沿程水头损失hf与断面平均流速的次方成正比,其沿程水头损失系 数与有关。 2.水流经过一渐缩圆管,若已知直径比di/d22,其雷诺数之比Rei/Re2。 3.矩形断面平底渠道,底宽b10m,通过流量Q30m3/s,已知跃前水深hi0.8m,问跃后水深h2。 4.水泵进口真空计的读数为Pv4KN/m2,则该处的相对压强Pr,绝对 压强Pabs。 5.某挡水坝上下游水头差为h20m,已绘制坝下曲边正方形的渗流流网,若流网有18根等势线和6根流线,渗流系数k0.00001cm/s,则坝下单宽渗流量q。 6.急流时hhc,Fr1,dEs/dh0。 7.H2型水面曲线发生在坡上,其水流属于流,曲线的特征是。 23 &设某一平面流动的流函数为3xyy,则其流速ux,
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