全国2002年10月高等教育自学考试水力学试题

全国2002年10月高等教育自学考试
水力学试题
课程代码：02444
一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
1.流体动力粘度的单位是(     )
A.Pa·s       B.m2/s
C.N/m2        D.N·s
2.AB为一水下矩形闸门，高h=1m，宽b=1m，水深如图示，闸门上的总压力为(     )
  A.1.5ρg
B.2.0ρg
C.2.5ρg
D.3.0ρg  

3.在U型水银压差计装置中A点与B、1、2三点的测压管水头的正确关系是(     )

4.恒定流的(     )
A.位变加速度为零
B.时变加速度为零
C.位变加速度和时变加速度均为零
D.位变加速度和时变加速度均为不零
5.圆管紊流光滑区的沿程摩阻系数λ(     )
A.与雷诺数Re有关       B.与管壁相对粗糙ks/d有关
C.与Re和ks/d有关       D.与Re和管长l有关
6.均匀流动方程式τ0=ρgRJ(     )
A.仅适用于层流         B.仅适用于紊流
C.层流和紊流都不适用   D.层流和紊流都适用
7.在正常工作条件下，在孔口处外接一个相同管轻的管嘴，作用水头相同时，管嘴出流量与孔口出流相比(     )
A.变大       B.变小       C.不变       D.不定
8.水跃是明渠水流由(     )
A.急流向急流过渡的水力现象       B.缓流向缓流过渡的水力现象
C.急流向缓流过渡的水力现象       D.缓流向急流过渡的水力现象
9.宽顶堰非淹没溢流时，水面将(     )
A.一次跌落        B.二次跌落
C.先跌落，后上升  D.先上升，后跌落
10.在渗流模型中假定(     )
A.土壤颗粒大小均匀       B.土壤颗粒排列整齐
C.土壤颗粒均为球形       D.土壤颗粒不存在
二、填空题(本大题共10小题，每小题1分，共10分)
11.液体中某点的相对压强为-35kPa，当地大气压为0.1MPa，该点绝对压强为_________kPa。
12.潜体所受浮力大小与潜体在水平的深度_________。
13.在恒定流中，流线与迹线_________。
14.某水管的直径d=100mm，断面平均流速v=0.5m/s，水的运动粘度v=1.01×10-6m2/s，其管中流态为_________。
15.圆管层流运动的沿程阻力系数λ=_________。
16.根据尼古拉兹实验，在紊流粗糙区沿程水头损失与断面平均流速的_________成正比。
17.在并联管道中，各并联管段的_________相等。
18.弗劳德数大于1的明渠水流的流动状态为_________。
19.裘皮依公式表示了_________渗流某一过流断面平均流速与水力坡度的关系。
20.雷诺数表征惯性力与_________之比。
三、名词解释(本大题共5小题，每小题2分，共10分)
21.真空度
22.渐变流
23.当量直径
24.水击
25.断面单元能量
四、简答题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)
26.水在倾斜管中流动，用U形水银测压计测定A点压强。测压计所指示的读数如图，求A点压强。又问图中E、D点压强是否与A点压强相同?(水银的密度ρHg为13600kg/m3)
27.试分析局部水头损失产生的主要原因。

28.为什么要将圆柱形外管嘴的管嘴长度l和直径d比之限定为~4?

29.溢流坝采用长度尺比λ1=50的模型进行试验。如测得模型中坝脚处收缩断面流速vm=2.2m/s，试求原型相应的流速vp。(提示：溢流坝泄流可考虑以重力作用为主选择相似准则)
五、计算题(本大题共4小题，每小题10分，共40分)
30.管道系统如图所示。已知管长l=10m，直径d=100mm，沿程阻力系数λ=0.025，管道进口的局部阻力系数ζ1=0.5，管道淹没出流的局部阻力系数ζ2=1.0，如下游水箱水面至管道出口中心的高度h=2m，试求：
(1)管道系统所通过的流量Q；
(2)上游水箱水面至管道出口中心的高度H。

31.两高度差z=20cm的水管，接一倒置的U形压差计，弯管上部为油，油的两个液面差h=0.1m，油的密度ρ1=920kg/m3，试求两管的压差p1-p2。

32.如图所示，消防水管直径d1=0.15m，喷嘴出口直径d2=0.03m，设计流量Q=0.03m3/s。喷嘴和管路用法兰盘连接并用螺栓固定。不计水头损失，试求螺栓所受的总拉力。

33.一梯形断面明渠，已知流量Q=2m3/s，底坡i=0.0016，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.02，若允许流速［v］max=1.0m/s，试求梯形断面底宽b和水深h。