《電大水利水電?？啤舅W（B）】 形成性考核冊答案（附題目）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《電大水利水電專科【水力學（B）】 形成性考核冊答案（附題目）（19頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 電大【水力學（B）】形成性考核冊答案 電大【水力學（B）】形考作業(yè)一： (第1、2章) 一、 單項選擇題（每小題3分，共計12分） 1.靜止液體中同一點各方向的靜水壓強 （a） a、大小相等; b、大小不等; c、僅水平方向數值相等; d、鉛直方向數值為最大。 2.在平衡液體中，質量力與等壓面（d） a、重合；b、平行c、相交；d、正交。 3.液體只受重力作用，則靜止液體中的等壓面是（b） a、任意曲面；b、水平面c、斜平面；d、旋轉拋物面。 4.液體中某點的絕對壓強為88kN/m2，則該點的相對壓強為（b）

2、a、10kN/m2b、-10kN/m2c、12kN/m2d、-12kN/m2 二、 填空題（每小題3分，共計9分） 1.牛頓內摩擦定律適用的條件是層流運動和牛頓流體。 2.液體中某點的相對壓強值為20kN/m2，則該點的絕對壓強值為118kN/m2，真空度為不存在。 3.當壓力體與受壓面位于同一側，則鉛垂方向作用力的方向是向下。 三、 判斷題（每小題3分，共計9分） 1.理想液體是不考慮液體粘滯性的理想化的液體。（√） 2.圖中矩形面板上的靜水總壓力作用點D與受壓面的形心點C重合。（） 3.靜止液體內任何一點的測壓管水頭等于常數。（） 四、 問答題（每小題5分，共計1

3、0分） 1.液體的基本特征是什么？ 答：液體的基本特征是易流動、不易被壓縮、均勻等向的連續(xù)介質。 2.什么是液體的粘滯性？它對液體運動有什么影響？ 答：對于流動的液體，如果液體內部的質點之間存在相對運動，那么液體質點之間也要產生摩擦力來反抗這種相對運動的發(fā)生，我們把液體的這種特性稱為粘滯性；由于粘滯性的存在，液體在運動過程中要克服粘滯助力作功而消耗能量，所以粘滯性是液體在流動過程中產生能量損失的根源。 五、 作圖題（每小題5分，共計10分） 1.試繪制圖中AB面上的靜水壓強分布圖 2.試繪制圖中曲面ABC上的水平方向靜水壓強分布圖及壓力體圖 pgh1 pg(h1+h2) p

4、g(h1+h2+h3) pg(h1+h2) pg(R1+R2) 題5–1題5-2 六、 計算題（共4題，計50分） 1.如圖所示，平板在水面上作水平運動，速度為v=10cm/s，平板與下部固定底板的距離為δ=1mm，平板帶動水流運動速度呈直線分布，水溫為20C，試求：作用平板單位面積上的摩擦力。（12分） 解:因為水流運動速度呈直線分布，則流速梯度為常數，即：du/dy=0.1/0.001=100 查表1-1，溫度為20℃時水的動力粘滯系數為：μ=1.00210-3Ns/m2 根據牛頓內摩擦定律，平板單位面積上的摩擦力為： τ=μ（du/dy）=1

5、.00210-3100=0.1002N C D E C D E 2.圖示為復式比壓計，各點的高度如圖所示，已知油的密度為ρ油=800kg/m3，水銀的密度為水的密度13.6倍，求A，B兩點的壓強差。（12分） 解:圖中等壓面為C-C，D-D，E-E。計算如下： PC=PA+ρ水g0.5 PD=PC–ρ汞g0.2 PE=PD+ρ油g0.3 PB=PE–ρ水g0.6–ρ汞g0.4 PB=PA+ρ水g0.5–ρ汞g0.2+ρ油g0.3–ρ水g0.6–ρ汞g0.4 PA–PB=ρ水g0.1+ρ汞g0.6–ρ油g0.3 =19.80.1+13.619.80.6–0.

6、89.80.3 =78.596KN/m2 3.如圖所示矩形擋水閘AB，已知水深h=3m，板的寬b＝2.5m，求作用在矩形平板AB上的靜水總壓力大小以及作用點處的水深。（12分） 解:依題意作用在閘門AB上的靜水總壓力FP應為： Fp=pcA=ρghcA=pg(h/2)hb=1/2pgh2b =1/219.8322.5=110.25KN 靜水總壓力Fp的作用點為： 即總壓力的作用點位于水面下2米處。 4.圖示為溢流壩上的弧型閘門。已知R=6m，弧門寬B=5m，α=60，試求： （1）作用在弧型閘門上的靜水總壓力。（10分） （2）靜水總壓力作用點hD的位置。（4分

7、） 解：（1）計算水平分力： 計算垂直分力：垂直分力等于壓力體eabB的水重。 長方形abce面積=aeec=4(6-6cos60o)=12m2 扇形eoB的面積=(60/360)πR2=(1/6)3.1462=18.84m2 三角形coB的面積=(1/2)Bcco=(1/2)6sin60o6cos60o=7.79m2 壓力體eabB的體積=（12+18.84-7.79）5=115.25m3 所以，垂直分力Fpz=pgv=19.8115.25=1129.5KN（反向向上） 閘門上的靜水總壓力 （2）Fp和水平線的夾角為β， ∴β=33.90o 因為曲面是圓

8、柱面的一部分，各點壓強都垂直于圓柱面，且同通過圓心O點，所以總壓力Fp的作用線必通過O點，Fp的作用點距水平面的距離： hD=4+Rsinβ=4+6sin33.90o=7.35m 電大天堂【水力學（B）】形考作業(yè)二： (第3、4章) 一、 單項選擇題（每小題2分，共計10分） 1、紊流粗糙區(qū)的水頭損失與流速成（b） a、一次方關系；b、二次方關系；c、1.75～2.0次方關系；d、不能確定 2、已知液體流動的沿程水頭損失系數λ與邊壁粗糙度和雷諾數Re都有關，即可以判斷該液體流動屬于（c） a、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū) 3、

9、有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=（b） a、8b、4c、2d、1 4、已知突擴前后有壓管道的直徑之比d1/d2=1：2，則突擴前后斷面的雷諾數之比為（a） a、2b、1c、0.5d、0.25 5、層流斷面流速分布規(guī)律符合（c） a、對數分布；b直線分布；c、拋物線分布；d、橢圓分布。 二、 填空題（每小題2分，共計8分） 1、恒定流時流線與跡線重合。 2、實際液體在流動時產生水頭損失的內因是液體的粘滯性， 外因是邊界條件的影響。 3、雷諾試驗揭示了液體存在_____層流___和____紊流_兩種流態(tài)，并可用臨界雷諾數來判別液流的流態(tài)。 4、在等直徑長直管道中，

10、液體的溫度不變，當流量逐漸增大，管道內的雷諾數Re將逐漸增大。 三、 判斷題（每小題2分，共計16分） 1、根據連續(xù)性方程，流速與過流斷面面積成正比。（） 2、水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。（） 3、只有過水斷面上各點流速相等的流動才是均勻流（） 4、均勻流與漸變流一定是恒定流，急變流一定是非恒定流。（） 5、判別圓管水流是層流或紊流流態(tài)的臨界雷諾數Re為2000。（√） 6、層流一定是均勻流，紊流一定是非均勻流。（） 7、根據達西公式hf=λ，層流沿程水頭損失與流速平方成正比。（） 8、紊流粗糙區(qū)的沿程水頭損失系數只與雷諾數有關。（） 四、 問答題（每小題5分

11、，共計10分） 1、 有人說“均勻流一定是恒定流”，這種說法是否正確？為什么？ 答：這種說法是錯誤的，均勻流不一定是恒定流。因均勻流是相對于空間而言，即運動要素沿流程不變，而恒定流是相對于時間而言，即運動要素不隨時間而變。兩者判別標準不同。 2、 根據尼古拉茲實驗，簡單敘述沿程水頭損失系數λ在不同流態(tài)的變化規(guī)律。 答：通過尼古拉茲實驗可以發(fā)現：在層流中λ僅是雷諾數Re的函數并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，λ僅是Re的函數；在紊流光滑區(qū)λ=f1（Re）；過渡區(qū)λ=f2（Re，△/d）；粗糙區(qū)λ=f3（△/d），紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。 五、 計算題（共5題，計56分） 1、

12、管道直徑d=10mm，通過流量Q=20cm3/s，運動粘度ν=0.0101cm2/s。問管中水流流態(tài)屬層流還是紊流？若將直徑改為d=30mm，水溫、流量不變，問管中水流屬何種流態(tài)？（8分） 解：（1）∵運動粘度ν=0.0101cm2/s，而管道截面積A=πd2/4，=Q/A， 則管道流動的雷諾數： ∴管道水流為紊流。 （2）∵管道流動的雷諾數，故可知水溫、流量不變，管徑擴大3倍后的雷諾數 ∴將直徑改為d=30mm，水溫、流量不變，管中水流是層流。 2、圖示水箱一側有一向上開口的短管，箱內水位恒定，水通過管嘴向上噴射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5m，管嘴局部水頭損失系

13、數ζ=0.2，取動能校正系數α=1。求管嘴的出流速度v及此射流達到的高度z。（12分） 3 2 1 解：（1）以管嘴出口為基準面，對水面1和管嘴出口2列能量方程，得： 由h=5m，ζ=0.2，α=1得 =9.04m/s (2)以管嘴出口為基準面，管嘴出口2和水面3列能量方程，得： 由=9.04m/s，α=1得 3、已知如圖所示的文丘里管流量計，管的直徑d1=5cm，d2=2cm，1斷面與喉管斷面的測壓管水頭差為Δh=5cm，如果文丘里管流量計流量修正系數μ=0.98，求管路中通過流量Q為多少？（不計水頭損失）（12分） 解：計算文丘里管常數：

14、管路中通過的流量： 4、某水平管路的直徑d1=7.5cm，管內流速v1=0.70m/s，管路末端接一漸縮噴嘴通入大氣（如圖）。噴嘴出口直徑d2=2.0cm，用壓力表測得管路與噴嘴接頭處壓強p=49kN/m2，求水流對噴嘴的水平作用力F（取動量校正系數為1）　　　?。?2分） x 解：取管路1-1斷面和管嘴2-2斷面為計算斷面，根據連續(xù)方程得： 對噴嘴建立x方向的動量方程，β=1得： pA1–F′=βρQ(v2x–v1x) F′=pA1–βρQ(v2–v1)=49(1/4)3.140.0752-110.0031(2.625-0.7) =0.21KN 水

15、流對噴嘴的水平作用力F與F′大小相等，方向相反。 5、有一漿砌塊石的矩形斷面渠道，寬b=6m，當Q=14.0m3/s時，渠中均勻水深h=2m，糙率n=0.025，試求500m長渠道中的沿程水頭損失。（12分） 解：計算渠道斷面水力要素： 過流斷面面積A=bh=62=12m2 濕周χ=b+2h=6+22=10m 水力半徑 根據舍齊公式，沿程水頭損失： 電大天堂【水力學（B）】形考作業(yè)三： (第5、6、7章) 一、單項選擇題（每小題2分，共計10分） 1、 根據管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為（a） a、 長管，短管；b、復雜管道，簡單管道； c、并聯管

16、道，串聯管道； 2、矩形水力最佳斷面的寬深比β=（b） a、1；b、2；c、3；d、4 3、在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是（b） a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。 4、長管的總水頭線與測壓管水頭線（b） b、 重合；b、相平行的直線；c、相平行呈階梯狀。 5、水流在明渠中的流態(tài)為緩流時，其水深h>hk，弗汝德數Fr_____1。（c） a、<，<；b、<，>；c、>，<；d、>，>。 二、填空題（每小題2分，共計4分） 1、在水擊計算中閥門關閉的時間Ts<水擊相長Tr的水擊，稱為直接水擊，把Ts>Tr的水擊稱為間接水擊。 2、a2型水面曲線是發(fā)

17、生在陡坡上的急流（指急流或緩流）的水面線，這時弗汝德數Fr沿程減小（指增大、減小或不變） 三、判斷題（每小題2分，共計12分） 1、水泵的揚程就是指提水的高程。（） 2、同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。（√） 3、在正坡非棱柱渠道內可以形成均勻流。（） 4、在流量和渠道斷面形狀一定的條件下，水躍的躍后水深隨躍前水深的增大而增大。（） 5、斷面比能沿流程總是減小的。（） 6、陡坡渠道中產生均勻流必定是急流，緩坡上出現均勻流必為緩流。（√） 四、問答題（每小題4分，共計8分） 1、 簡述明渠均勻流的特征。 書本P148面 2、判別明渠水流的流態(tài)有哪幾種方法？ 答：

18、有四種方法：（1）用弗德德數判別（2）用微波波速判別（3）用臨界水深判別（4）用臨界流速判別 五、作圖題（共2題，計8分） 1、定性繪出圖示管道（短管）的總水頭線和測壓管水頭線。 測 壓 管 水 頭 線 總 水 頭 線 v0=0 2、定性繪出圖示棱柱形明渠內的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。(各渠段均充分長，各段糙率相同) N n N n N1 n N1 n N2 n N2 n N3 n N3 n (a)(b) 七、 計算題（共6題，計58分） 1、圖示用直徑d=0.4m的鋼筋混凝土虹吸管從河道向灌溉渠道引水

19、，河道水位為120m，灌溉渠道水位118m，虹吸管各段長度為l1=10m，l2=5m，l3=12m，虹吸管進口安裝無底閥的濾網（ζ=2.5）,管道有兩個60o的折角彎管（ζ=0.55）。（12分） B 求：（1）通過虹吸管的流量。 B （2）當虹吸管內最大允許真空值hv=7.0m時，虹吸管的最大安裝高度。 解： （1）虹吸管的出口淹沒在水面以下，當不計行近流速時，可按照淹沒出流公式來計算流量。 先計算管道流量系數： 虹吸管的流量： （2）虹吸管的最大真空發(fā)生在管道的最高位置。即B—B斷面。以上游河面為基準面，對斷面0—0和斷面B—B建立能量方程： 其

20、中，，v=Q/A=0.35/(3.140.22)=2.79m/s，取α=1.0，v0≈0，代入得則： 式中是斷面B—B的真空值，它滿足 故虹吸管的最大安裝高度： 2、底寬b=1.5m的矩形明渠，通過的流量為Q=1.5m3/s，已知渠中的水深h=0.4m，則判斷該處水流的流態(tài)。（7分） 解：求臨界水深hk： q=Q/b=1.5/1.5m3(sm)=1m3(sm) 用臨界水深判別：ho

21、流量： q=5.021m3(sm) 所以，Q=qb=5.026=30.12m3/s 4、有一混凝土護面的梯形渠道，底寬b=10m，正常水深h=3m，邊坡為1:1，底坡i=0.001，糙率n=0.014。如流動在紊流粗糙區(qū)，求謝才系數C和均勻流的Q流量。（10分） 解：計算梯形斷面的水力要素： A=(b+mh)h=(10+13)3=39m2 R=A/χ=2.11m 故， 5、有一矩形斷面混凝土渡槽(n=0.014)，底寬b＝1.5m,槽長L＝116.5m。進口處槽底高程▽=52.06m，當通過設計流量Q＝7.65m3/s時，槽中均勻流水深h

22、0=1.7m，試求渡槽出口的底高程▽2？（10分） 解：計算矩形斷面的水力要素： 渡槽斷面面積：A=bh0=1.51.7=2.55m2 濕周：x=b+2h0=1.5+21.7=4.9m 水力半徑：R=A/x=0.52 舍棄系數： 根據明渠均勻流公式，計算i i=Q2/A2C2R=7.652/22.5520.52=0.0042 =52.06—0.0042116.5=51.57m 6、在矩形斷面水平渠道中設一平板閘門，如圖所示，閘門與渠道同為寬度b=4m，閘孔出流量Q=12m3/s，閘下收縮斷面水深hc=0.4m，產生水躍與下游水流銜接，下游水深ht=

23、1.4m，求躍前水深并判別水躍發(fā)生的位置。（12分） 1 1 t t 0 0 解： （1）躍前水深 求臨界水深hk 因為ht>hk，所以下游水流是緩流。 根據能量方程，以渠道底為基準面，對斷面1–1和t–t建立能量方程。 忽略行進水頭，則=0，取，不計水頭損失。 求得H=1.6m. （2）判別水躍發(fā)生的位置 先求收縮斷面水深hc的共軛水深hc’’ 因為ht

24、的流量與閘前水頭的（d）成正比。 a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方 2、溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的（c）次方成正比。 a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方 3、底流式消能池中產生的水躍應該是(a) a、遠離式水躍，b、臨界水躍，c、強淹沒水躍， d、淹沒系數為1.05～1.1的弱淹沒水躍 4、對于底坎為平頂堰的閘孔，相對開度e/H＞（a）時的水流運動為堰流。 a、0.65b、0.67c、0.75d、2.5 5、滲流研究的對象是（a）的運動規(guī)律。 a、重力水；b、毛細水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。 6、按重力相似準則設計的水力學模型，長度比尺λL=

25、100，模型中水深為0.1米，則原型中對應點水深為和流量比尺為（d） a、 1米，λQ=1000；b、10米，λQ=100； c、1米，λQ=100000；d、10米，λQ=100000。 7、測量水槽中某點水流流速的儀器有（b） a、文丘里計b、畢托管c、測壓管d、薄壁堰 8、泄水建筑物下游發(fā)生遠驅水躍，下游收縮斷面水深hc的共軛水深hc’’____下游河道的水深ht。（c） a、<，b、=，c、>。 二、判斷題（每小題2分，共計12分） 1、其它條件相同時，實用堰的流量系數大于寬頂堰的流量系數。（√） 2、影響WES實用堰流量系數的兩個因素是：實際水頭H與設計水頭Hd之比

26、，上游堰高P與設計水頭Hd之比。（√） 3、底流消能消力池深度是以通過的最大流量作為設計流量的。（） 4、滲流達西定律適用的條件是恒定均勻層流滲流，并且無滲透變形。（√） 5、兩個液流只要在相應點的速度和加速度的大小成比例，則兩個液流就是運動相似的。（√） 6、棱柱體明渠恒定漸變流的水面曲線有12條，而地下河槽無壓滲流的浸潤曲線只有4條。（√） 三、問答題（每小題4分，共計12分） 1、簡述堰的分類和相應的水流運動特征。 詳見P206，堰流的分3類：1、薄壁堰流2、實用堰流3、寬頂堰流 2、簡述泄水建筑物下游有哪幾種消能形式和它們的特點。 詳見P227，泄水建筑物下游有3

27、種消能形式1、底流消能與銜接2、挑流消能與銜接3、面流消能與銜接 3、建立滲流模型應遵循哪些原則？ 詳見P242，（1）（2）（3） （1）通過滲流模型的流量必須和實際滲流的流量相等。 （2）對同一作用面，從滲流模型得出的動水壓力，應當和真實滲流動水壓力相等。 （3）滲流模型的阻力和實際滲流應相等，也就是說水頭損失應該相等。 四、計算題（共5題，計60分） 1、、有一5孔WES型實用堰。每孔凈寬b＝8.0m，堰高P=50m，堰頂設計水頭H＝3.2m，溢流堰下接遠離式水躍。已知WES型實用堰的設計流量系數md＝0.502，側收縮系數ε＝0.96，（10分） （1）求實用堰的設

28、計流量Qd， （2）如果實測堰頂設計水頭H＝4.0m，過堰流量Q為500m3/s，試求流量系數 解：（1）P/H=50/3.2=15.6＞1.33是高堰，且溢流堰下接遠離式水躍，為非淹沒，實用堰的流量，σs=1，得： Qd＝σsεmdnb＝10.960.50258=488.52m3/s (2)當H＝4.0m，Q=500m3/s時，P/H=50/4=15.6＞1.33是高堰，為非淹沒，實用堰σs=1，得： Q＝σsεmnb 500＝10.96m58 求得：m=0.368 2、某平底坎水閘，共有10孔，采用平板閘門，每孔寬度為b=4m，閘門開度e=2m，下游水深ht=3m，當通過閘

29、孔的流量Q=470m3/s時，求閘前水頭為多少？（8分） 解：忽略行進水頭，先假設閘孔為自由出流，，Q=470m3/s，代入閘孔出流基本計算公式 求得H 3、如圖所示，在溢流壩下游收縮斷面hc＝0.315m，溢流壩單寬流量q＝2.45m2/s。已知下游水深ht＝1.5m。（1）試判別是否需要修建消力池？(2)如需修建消力池，不考慮挖深影響（hc不變）和出池水面跌落Δz，試設計挖深式消能池的池深d，消力池水躍淹沒系數取σ’=1.1。(12分) 解：（1）判別閘下水躍形式 ∵∴產生遠驅式水躍 所以下游需要建消力池 （2）設計池深

30、4、一矩形斷面陡槽，如圖所示，槽寬b=5m，下接一個寬度相同的緩坡明槽，當通過的流量Q=20m3/s時，陡槽末端水深h1=0.5m，下游水深ht=1.80m，試判別水躍的銜接形式。如果水躍從1一1斷面開始發(fā)生，所需下游水深應為多少？（10分） 解： 解：（1）判別陡槽水躍銜接形式 求單寬流量 q=Q/b=20/5=4m3/sm ∵∴產生遠驅式水躍 （2）如果水躍從1一1斷面開始發(fā)生，這種銜接為臨界水躍銜接，所需下游水深 5、直徑的圓柱形濾水器，濾水層由均勻砂組成，厚1.5m，滲透系數=0.013cm/s，求在H=0.6m的恒定流情況下，濾水器的滲流流量Q。(10分) 解：水力坡度J=hw/L=0.6/1.5=0.4 6、以重力相似原則設計的某水工模型，長度比尺λl=25；若原型中閘孔收縮斷面處的平均流速vp=7.5m/s，壩高PP=50m，則確定模型中相應收縮斷面處的平均流速和vm和壩高Pm。如果原型中過閘流量Qp=3000m3/s，則模型中相應的流量為Qm為多少？ （10分） 解： (1)確定模型中相應收縮斷面處的平均流速vm (2)確定模型壩高Pm。 采用正態(tài)模型，壩高比尺 (3)確定模型中相應的流量為Qm 19