《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(guān)《電大水利水電?？啤舅W（B）】 形成性考核冊答案（附題目）（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)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(shù)值相等; d、鉛直方向數(shù)值為最大。2.在平衡液體中，質(zhì)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(zhuǎn)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）a、10kN/m2b、-10kN/m2c、12kN/m2d、-12kN/m2二、 填空題（每小題3分，共計9

2、分）1.牛頓內(nèi)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(cè)，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(nèi)任何一點的測壓管水頭等于常數(shù)。（）四、 問答題（每小題5分，共計10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(zhì)。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

3、液體，如果液體內(nèi)部的質(zhì)點之間存在相對運動，那么液體質(zhì)點之間也要產(chǎn)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(chǎn)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pgh1pg(h1+h2)pg(h1+h2+h3)pg(h1+h2)pg(R1+R2)題51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=

4、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(shù)，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(shù)為：=1.00210-3Ns/m2根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律，平板單位面積上的摩擦力為：=（du/dy）=1.00210-3100=0.1002NCDECDE2.圖示為復式比壓計，各點的高度如圖所示，已知油的密度為油=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+水g0.5PD=

5、PC汞g0.2PE=PD+油g0.3PB=PE水g0.6汞g0.4PB=PA+水g0.5汞g0.2+油g0.3水g0.6汞g0.4PAPB=水g0.1+汞g0.6油g0.3=19.80.1+13.619.80.60.89.80.3=78.596KN/m23.如圖所示矩形擋水閘AB，已知水深h=3m，板的寬b2.5m，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(yīng)為：Fp=pcA=ghcA=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

6、.圖示為溢流壩上的弧型閘門。已知R=6m，弧門寬B=5m，=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）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)R2=(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.

7、5KN（反向向上）閘門上的靜水總壓力（2）Fp和水平線的夾角為，=33.90o因為曲面是圓柱面的一部分，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，F(xiàn)p的作用點距水平面的距離：hD=4+Rsin=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(guān)系；b、二次方關(guān)系；c、1.752.0次方關(guān)系；d、不能確定2、已知液體流動的沿程水頭損失系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，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

8、渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)3、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、14、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(shù)之比為（a）a、2b、1c、0.5d、0.255、層流斷面流速分布規(guī)律符合（c）a、對數(shù)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(chǎn)生水頭損失的內(nèi)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(shù)來判別液流的流態(tài)。4、在等直徑長直管道中，液體的溫度不變，當流量逐漸增大，管

9、道內(nèi)的雷諾數(shù)Re將逐漸增大。三、 判斷題（每小題2分，共計16分）1、根據(jù)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(shù)Re為2000。（）6、層流一定是均勻流，紊流一定是非均勻流。（）7、根據(jù)達西公式hf=，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(shù)只與雷諾數(shù)有關(guān)。（）四、 問答題（每小題5分，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

10、：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(jù)尼古拉茲實驗，簡單敘述沿程水頭損失系數(shù)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(xiàn)：在層流中僅是雷諾數(shù)Re的函數(shù)并與Re成反比；在層流到紊流過渡區(qū)，僅是Re的函數(shù)；在紊流光滑區(qū)=f1（Re）；過渡區(qū)=f2（Re，/d）；粗糙區(qū)=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、 管道直徑d=10mm，通過流量Q=20cm3/s，運動粘度=0.0101cm2/s。問管中水流流態(tài)屬層流還是紊流？若將

11、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=0.0101cm2/s，而管道截面積A=d2/4，=Q/A，則管道流動的雷諾數(shù)：管道水流為紊流。（2）管道流動的雷諾數(shù)，故可知水溫、流量不變，管徑擴大3倍后的雷諾數(shù)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(cè)有一向上開口的短管，箱內(nèi)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數(shù)=0.2，取動能校正系數(shù)=1。求管嘴的出流速度v及此射流達到的高度z。（12分）321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，=

12、0.2，=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，=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h=5cm，如果文丘里管流量計流量修正系數(shù)=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(shù)：管路中通過的流量：4、某水平管路的直徑d1=7.5cm，管內(nèi)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(shù)為1）

13、（12分）x解：取管路1-1斷面和管嘴2-2斷面為計算斷面，根據(jù)連續(xù)方程得：對噴嘴建立x方向的動量方程，=1得：pA1F=Q(v2xv1x)F=pA1Q(v2v1)=49(1/4)3.140.0752-110.0031(2.625-0.7)=0.21KN水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=b+2h=6+22=10m水力半徑根據(jù)舍齊公式，沿程水頭損失：電大天堂【

14、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(jù)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(lián)管道，串聯(lián)管道；2、矩形水力最佳斷面的寬深比=（b）a、1；b、2；c、3；d、43、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hhk，弗汝德數(shù)Fr_1。（c）a、，；b、；c、，。二、填空題（每小題2分，共計4分）1、在水擊計算

15、中閥門關(guān)閉的時間TsTr的水擊稱為間接水擊。2、a2型水面曲線是發(fā)生在陡坡上的急流（指急流或緩流）的水面線，這時弗汝德數(shù)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(nèi)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(chǎn)生均勻流必定是急流，緩坡上出現(xiàn)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

16、方法？答：有四種方法：（1）用弗德德數(shù)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=02、定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)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)NnNnN1nN1nN2nN2nN3nN3n(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，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(wǎng)

17、（=2.5）,管道有兩個60o的折角彎管（=0.55）。（12分）B求：（1）通過虹吸管的流量。B（2）當虹吸管內(nèi)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(shù)：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BB斷面。以上游河面為基準面，對斷面00和斷面BB建立能量方程：其中，v=Q/A=0.35/(3.140.22)=2.79m/s，取=1.0，v00，代入得則：式中是斷面BB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.

18、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：hohk，所以下游水流是緩流。根據(jù)能量方程，以渠道底為基準面，對斷面11和tt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hthc，為遠驅(qū)式水躍銜接，水躍發(fā)生在ht的共軛水深處ht電大天堂【水力學（B）】形考作業(yè)四：(第7、8章)一、單項選擇題（每小題2分，共計16分）1、閘孔出流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

19、、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(chǎn)生的水躍應(yīng)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(shù)為1.051.1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、2.55、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(shè)計的水力學模型，長度比尺L=100，模型中水深為0.1米，則原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為（d）a、 1米，Q=1000；b、10米，Q=100

20、；c、1米，Q=100000；d、10米，Q=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(qū)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、。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(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。（）2、影響WES實用堰流量系數(shù)的兩個因素是：實際水頭H與設(shè)計水頭Hd之比，上游堰高P與設(shè)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(shè)計流量的。（）4、滲流達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。（）5、兩個液流只要在相應(yīng)點的速

21、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(yīng)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(yīng)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(yīng)當和真實滲流

22、動水壓力相等。（3）滲流模型的阻力和實際滲流應(yīng)相等，也就是說水頭損失應(yīng)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b8.0m，堰高P=50m，堰頂設(shè)計水頭H3.2m，溢流堰下接遠離式水躍。已知WES型實用堰的設(shè)計流量系數(shù)md0.502，側(cè)收縮系數(shù)0.96，（10分）（1）求實用堰的設(shè)計流量Qd，（2）如果實測堰頂設(shè)計水頭H4.0m，過堰流量Q為500m3/s，試求流量系數(shù)解：（1）P/H=50/3.2=15.61.33是高堰，且溢流堰下接遠離式水躍，為非淹沒，實用堰的流量，s=1，得：Qdsmdnb10.960.50258=488.52m3/s(2)當H4.0m，

23、Q=500m3/s時，P/H=50/4=15.61.33是高堰，為非淹沒，實用堰s=1，得：Qsmnb50010.96m58求得：m=0.3682、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(shè)閘孔為自由出流，Q=470m3/s，代入閘孔出流基本計算公式求得H3、如圖所示，在溢流壩下游收縮斷面hc0.315m，溢流壩單寬流量q2.45m2/s。已知下游水深ht1.5m。（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

24、面跌落z，試設(shè)計挖深式消能池的池深d，消力池水躍淹沒系數(shù)取=1.1。(12分)解：（1）判別閘下水躍形式產(chǎn)生遠驅(qū)式水躍所以下游需要建消力池（2）設(shè)計池深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(yīng)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(chǎn)生遠驅(qū)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(shù)=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=0.46、以重力相似原則設(shè)計的某水工模型，長度比尺l=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(yīng)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(yīng)的流量為Qm為多少？（10分）解：(1)確定模型中相應(yīng)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(yīng)的流量為Qm19