水力學(xué)試題及答案
水力學(xué)是研究以水為代表的液體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律,及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。以下是由陽光網(wǎng)小編整理關(guān)于水力學(xué)試題的內(nèi)容,希望大家喜歡!
1、選擇題:(每小題2分)
(1)在水力學(xué)中,單位質(zhì)量力是指( )
a、單位面積液體受到的質(zhì)量力;b、單位體積液體受到的質(zhì)量力;
c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力;d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。 答案:c
(2)在平衡液體中,質(zhì)量力與等壓面( )
a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。 答案:d
(3)液體中某點(diǎn)的絕對壓強(qiáng)為100kN/m2,則該點(diǎn)的相對壓強(qiáng)為
a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案:b
(4)水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指( )
a、恒定流動(dòng); b、均勻流動(dòng);
c、層流運(yùn)動(dòng); d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。 答案:d
(5)有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d /R=( )
a、8; b、4; c、2; d、1。 答案:b
(6)已知液體流動(dòng)的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān),即可以判斷該液體流動(dòng)屬于
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)
答案: c
(7)突然完全關(guān)閉管道末端的閥門,產(chǎn)生直接水擊。已知水擊波速c=1000m/s,水擊壓強(qiáng)水頭H = 250m,則管道中原來的流速v0為
a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m
答案:c
(8)在明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是( )
a、恒定均勻流; b、恒定非均勻流;
c、非恒定均勻流; d、非恒定非均勻流。
答案:c
(9)在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動(dòng)是( )。
a、均勻緩流; b、均勻急流; c、非均勻緩流; d、非均勻急流。
答案:b
(10)底寬b=1.5m的矩形明渠,通過的流量Q =1.5m3/s,已知渠中某處水深h = 0.4m,則該處水流的流態(tài)為
a、 緩流; b、急流; c、臨界流;
答案:b
(11)閘孔出流的流量Q與閘前水頭的H( )成正比。
a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方
答案:d
(12)滲流研究的對象是( )的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
a、重力水; b、毛細(xì)水; c、氣態(tài)水; d、薄膜水。
答案:a
(13)測量水槽中某點(diǎn)水流流速的儀器有
a、文丘里計(jì) b、畢托管 c、測壓管 d、薄壁堰
答案:b
(14)按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)的水力學(xué)模型,長度比尺λL=100,模型中水深為0.1米,則原型中對
應(yīng)點(diǎn)水深為和流量比尺為
a、 1米,λQ =1000; b、10米,λQ =100;
c、1米,λQ =100000; d、10米,λ
答案:d
(1)任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。 ( )
答案:錯(cuò)誤
(2)水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。 ( )
答案:錯(cuò)誤
(3)水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。 ( )
答案:錯(cuò)誤
(4)粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。 ( )
答案:正確
(5)同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。 ( )
答案:正確
(6)在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。 ( )
答案:錯(cuò)誤
(7)矩形斷面水力最佳斷面的寬深比β=2。 ( )
答案:正確
(8)斷面比能沿流程總是減小的。 ( )
答案:錯(cuò)誤
(9)在流量和渠道斷面形式一定的條件下,躍前水深越大,躍后水深也越大。( )
答案:錯(cuò)誤
(10)滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流,并且無滲透變形。 ( )
答案:正確
問答題
(1)什么是理想液體?為什么要引入理想液體的概念?
答案:理想液體是指沒有粘滯性的液體。
實(shí)際液體都具有粘滯性,在液體流動(dòng)時(shí)會(huì)引起能量損失,給分析液體運(yùn)動(dòng)帶來很大困難。為了簡化液體運(yùn)動(dòng)的討論,我們引入了理想液體的概念,忽略液體的粘滯性,分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后再考慮粘滯性影響進(jìn)行修正,可以得到實(shí)際水流的.運(yùn)動(dòng)規(guī)律,用以解決實(shí)際工程問題。這是水力學(xué)重要的研究方法。
(2)“均勻流一定是恒定流”,這種說法是否正確?為什么?
答案:這種說法錯(cuò)誤的。均勻是相對于空間分布而言,恒定是相對于時(shí)間而言。當(dāng)流量不變通過一變直徑管道時(shí),雖然是恒定流,但它不是均勻流。
(3)簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程水力摩擦系數(shù)λ的變化規(guī)律。
答案:通過尼古拉茲實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn):在層流中λ僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比;在層流到
紊流過渡區(qū),λ僅是Re的函數(shù);在紊流光滑區(qū)λ=f1(Re); 過渡區(qū)λ=f2(Re );粗糙區(qū)λ=f3R( ),紊流粗糙區(qū)又稱為阻力平方區(qū)。
(4)為什么舍齊公式 R i 只適用于阻力平方區(qū)? v C
答案:舍齊公式是根據(jù)明渠均勻流的大量觀察資料總結(jié)的公式,自然界中明渠水流幾乎都處于紊流阻力平方區(qū),因此該公式只適用于紊流阻力平方區(qū)。
(5)流動(dòng)相似的含義是什么?
答案:流動(dòng)相似包括幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似和動(dòng)力相似。其中幾何相似是前提,動(dòng)力相似是保證,才能實(shí)現(xiàn)流動(dòng)相似。
(6)從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。
答案:均勻流的斷面平均流速水頭和壓強(qiáng)水頭沿程不變,但水流運(yùn)動(dòng)總要消耗能量,因此從能量方程來分析,只能消耗位能來克服水流阻力。所以均勻流只能產(chǎn)生在正坡渠道中。
(7)分析水面曲線時(shí),如何尋找急流和緩流的控制斷面?
答案:急流的控制斷面在上游,因?yàn)橥饨鐚绷鞯母蓴_不能向上游傳播;緩流的控制斷面在下游,其原因與急流正好相反。
(8)在滲流計(jì)算中達(dá)西定律與杜比公式有何區(qū)別?
答案:達(dá)西定律適用于任一點(diǎn)的滲流流速u=kJ,其適用于恒定均勻?qū)恿鳚B流;而杜比公式是適用于恒定非均勻漸變層流滲流,同一過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的滲流流速都相等且等于v= kJ。
大學(xué)水力學(xué)課件
水力學(xué)是研究以水為代表的液體的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律,及其在工程技術(shù)中的應(yīng)用。水力學(xué)包括水靜力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)。
水力學(xué)課件
【開課單位】環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院【課程模塊】學(xué)科基礎(chǔ)
【課程編號】【課程類別】必修
【學(xué)時(shí)數(shù)】48(理論48實(shí)踐0)【學(xué)分?jǐn)?shù)】3
一、課程描述
本課程大綱根據(jù)20**年本科人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂。
(一)教學(xué)對象:環(huán)境工程專業(yè)本科生
(二)教學(xué)目標(biāo)及修讀要求
1、教學(xué)目標(biāo)
掌握基本概念。包括:流體的主要物理性質(zhì)及作用于流體的力,靜水壓強(qiáng)及其特性,壓強(qiáng)的測量與表示方法,恒定一元流,理想液體,微小流束,均勻流與非均勻流,非均勻漸變流與急變流,水頭損失,液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài),管道的基本概念,明渠的類型,明渠均勻流,水力最佳斷面,允許流速,明渠水流的三種流態(tài),斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡,明渠恒定非均勻漸變流,水躍,共軛水深,堰流的類型,閘孔出流。
掌握基本理論。包括:靜水壓強(qiáng)的基本公式,幾種質(zhì)量力同時(shí)作用下的液體平衡,實(shí)際液體恒定總流的能量方程及應(yīng)用,恒定總流的動(dòng)量方程及應(yīng)用,量綱分析與π定理,液流型態(tài)及水頭損失液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài),謝才公式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析,棱柱體水平明渠的水躍方程,水躍的能量損失,堰流與閘孔出流。
掌握基本計(jì)算。一是建筑物所受的水力荷載,即所承受的靜水壓力、動(dòng)水總作用力等的計(jì)算;二是建筑物的過水能力計(jì)算;三是水流的流動(dòng)形態(tài)及水頭損失計(jì)算;四是水流的能量消耗計(jì)算。
2、修讀要求
水力學(xué)是力學(xué)的一個(gè)分支,通過課程學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,使學(xué)生掌握水力學(xué)基本概念、基本原理、基本技能和方法;培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的能力和實(shí)驗(yàn)技能,并為學(xué)習(xí)專業(yè)課程和處理工程實(shí)際中的技術(shù)問題打下基礎(chǔ)。通過課堂講授和討論、課后輔導(dǎo)、習(xí)題和練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)等教學(xué)環(huán)節(jié),運(yùn)用多媒體或?qū)嶒?yàn)等直觀教學(xué)手段,完成教學(xué)大綱要求的基本內(nèi)容。由于水力學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課,應(yīng)當(dāng)理論聯(lián)系實(shí)際,但應(yīng)以分析水流現(xiàn)象,揭示水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律,加強(qiáng)水力學(xué)的基本概念和基本原理的講解為主,不過分強(qiáng)調(diào)專業(yè)需要,以致削弱水力學(xué)基礎(chǔ)理論的講解。
?。ㄈ┫刃拚n程:高等數(shù)學(xué)
二、教學(xué)內(nèi)容
(一)緒論
1、主要內(nèi)容:力學(xué)的'基本任務(wù)及發(fā)展簡史,流體的主要物理性質(zhì)及作用于流體的力,水力學(xué)的研究方法。
2、教學(xué)要求:掌握流體主要物理力學(xué)性質(zhì);理解連續(xù)介質(zhì)與劉翔液體的概念;了解水力學(xué)研究任務(wù)與研究對象以及水力學(xué)發(fā)展簡史。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):液體主要物理力學(xué)性質(zhì)。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):緒論習(xí)題課。
(二)第一章水靜力學(xué)
1、主要內(nèi)容:水靜力學(xué)的基本原理及其應(yīng)用,主要有靜水壓強(qiáng)及其特性、液體的平衡微分方程及其積分、等壓面重力作用下的靜水壓強(qiáng)的基本公式,幾種質(zhì)量力同時(shí)作用下的液體平衡、壓強(qiáng)的測量與表示方法、作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力。
2、教學(xué)要求:掌握重力作用下的靜水壓強(qiáng)的基本公式,作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力;理解靜水壓強(qiáng)及其特性液體的平衡微分方程及其積分、等壓面概念;了解幾種質(zhì)量力同時(shí)作用下的液體平衡、壓強(qiáng)的測量與表示方法。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):重力作用下靜水壓強(qiáng)的計(jì)算,作用于平面上的靜水總壓力、作用于曲面及物體上的靜水總壓力。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第一章習(xí)題及講解。
(三)第二章液體運(yùn)動(dòng)的流束理論
1、主要內(nèi)容:從流束流輪出發(fā),討論液體運(yùn)動(dòng)所遵循的普遍規(guī)律并建立相應(yīng)的方程式,主要內(nèi)容有恒定一元流的連續(xù)性方程,液體恒定流微小流束的能量方程式,均勻流與非均勻流,非均勻漸變流與急變流,實(shí)際液體恒定總流的能量方程,恒定總流的動(dòng)量方程,量綱分析與π定理。
2、教學(xué)要求:掌握水動(dòng)力學(xué)三大基本方程及其物理意義,理解流體運(yùn)動(dòng)的分類及基本概念;了解量綱分析與π定理。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):恒定總流的連續(xù)性方程、能量方程及動(dòng)量方程
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第二章習(xí)題及講解。
(四)第三章液流型態(tài)及水頭損失
1、主要內(nèi)容:水頭損失的物理概念,從液體運(yùn)動(dòng)的兩種型態(tài)出發(fā),研究水頭損失的變化規(guī)律及其計(jì)算方法。
2、教學(xué)要求:掌握液體運(yùn)動(dòng)的兩種液流型態(tài),水頭損失的變化規(guī)律及其計(jì)算方法;理解水頭損失的物理概念,液流邊界幾何條件對水頭損失的影響,均勻流沿程水頭損失與切應(yīng)力的關(guān)系。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):沿程水頭和局部水頭損失的計(jì)算方法,謝才公式。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第三章習(xí)題及講解。
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1、主要內(nèi)容:管道的分類,虹吸管及水泵裝置的水力計(jì)算,簡單管道、串聯(lián)管道、并聯(lián)管道、分叉管道的水力計(jì)算,沿程均勻泄流管道的水力計(jì)算。
2、教學(xué)要求:掌握簡單管道、串聯(lián)管道、并聯(lián)管道、分叉管道的水力計(jì)算、沿程均勻泄流管道的水力計(jì)算;理解管道的基本概念和理論;了解虹吸管及水泵裝置的水力計(jì)算。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):簡單管道及復(fù)雜管道的水力計(jì)算。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第四章習(xí)題及講解。
(六)第五章明渠恒定均勻流
1、主要內(nèi)容:明渠的類型及其對水流運(yùn)動(dòng)的影響,明渠均勻流的特性及其產(chǎn)生條件,明渠均勻流的計(jì)算,水力最佳斷面及允許流速,粗糙度不同的明渠及復(fù)式斷面明渠的水力計(jì)算。
2、教學(xué)要求:掌握明渠均勻流的水力計(jì)算;理解水利最佳斷面及允許流速;了解粗糙度不同的明渠及復(fù)式斷面明渠的水力計(jì)算。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):明渠恒定均勻流的水力計(jì)算。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第五章習(xí)題及講解。
(七)第六章明渠恒定非均勻流
1、主要內(nèi)容:明渠水流的三種流態(tài),斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡等概念,明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。
2、教學(xué)要求:掌握明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。理解明渠水流的三種流態(tài),斷面比能與臨界水深,臨界底坡、緩坡與陡坡等基本概念。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):明渠恒定非均勻漸變流的微分方程式,棱柱體明渠中恒定非均勻漸變流水面曲線分析。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第六章習(xí)題及講解。
(八)第七章水躍
1、主要內(nèi)容:棱柱體水平明渠的水躍方程推導(dǎo),棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計(jì)算,水躍的能量損失和躍長計(jì)算,非棱柱體明渠中的水躍計(jì)算。
2、教學(xué)要求:掌握棱柱體水平明渠中水躍共軛水深的計(jì)算,水躍的能量損失和躍長的計(jì)算;理解棱柱體水平明渠的水躍方程推導(dǎo)過程,了解非棱柱體明渠中的水躍。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):柱體水平明渠中水躍共軛水深的計(jì)算。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第七章習(xí)題及講解。
(九)第八章堰流及閘孔出流
1、主要內(nèi)容:堰流的類型及計(jì)算公式,薄壁堰流的水力計(jì)算,實(shí)用堰流的水力計(jì)算,寬頂堰流的水力計(jì)算,窄深堰流的水力計(jì)算,閘孔出流的水力計(jì)算。
2、教學(xué)要求:掌握堰流的類型及基本計(jì)算、閘孔出流的水力計(jì)算;了解薄壁堰流的水力計(jì)算,實(shí)用堰流的水力計(jì)算,寬頂堰流的水力計(jì)算,窄深堰流的水力計(jì)算。
3、重點(diǎn)、難點(diǎn):堰流的類型及基本計(jì)算。
4、其它教學(xué)環(huán)節(jié):第八章習(xí)題及講解。
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