一、單項(xiàng)選擇題(在每小題的四個(gè)備選答案中,選出一個(gè)正確答案,并將正確答案的序號(hào)填在題干的括號(hào)內(nèi)。每小題2分,共20分)
1.下述敘述中( )是正確的。
A.靜止液體的動(dòng)力粘度為0
B.靜止液體的運(yùn)動(dòng)粘度為0
C.靜止液體受到的切應(yīng)力為0
D.靜止液體受到的壓應(yīng)力為0
2.理想流體的總水頭線沿程的變化規(guī)律為( )。
A.沿程下降 B.沿程上升
C.沿程不變 D.前三種情況都有可能
3.在恒定流中,有( )。
A. =0 B. ≠0
C. =0 D. ≠0
4.理想流體邊界層在( )中存在。
A.圓柱繞流 B.均勻流中順流放置的薄平板
C.管道進(jìn)口段 D.任何邊界中都不可能
5.在重力作用下靜止液體中,等壓面是水平面的條件是( )。
A.同一種液體 B.相互連通
C.不連通 D.同一種液體,相互連通
6.若流動(dòng)是一個(gè)坐標(biāo)量的函數(shù),又是時(shí)間t的函數(shù),則流動(dòng)為( )。
A.一元流動(dòng) B.二元流動(dòng)
C.一元非恒定流動(dòng) D.一元恒定流動(dòng)
7.裘皮幼公式可應(yīng)用于一元( )滲流。
A.層流 B.紊流
C.漸變 D.急變
8.棱柱形渠道非均勻流的十二種水面曲線,1、3區(qū)的水面線是______曲線,而2區(qū)的水面線是______曲線。( )
A.壅水、壅水 B.壅水、降水
C.降水、壅水 D.降水、降水
9.圓管中的紊流運(yùn)動(dòng),過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植挤希?)。
A.均勻分布 B.直線變化規(guī)律
C.拋物線規(guī)律 D.對(duì)數(shù)曲線規(guī)律
10.在( )中,流線與跡線線重合。
A.層流 B.非均勻流
C.恒定流 D.緩流
二、填空題(共20分)
1.(2分)由分子之間的粘滯性所引起的損失稱為________;而由流動(dòng)流體局部受阻如彎頭等所引起的損失稱為_______.
2.(3分)根據(jù)粘性底層厚度及管壁粗糙突起的厚度ks,紊流可分為光滑區(qū)、過渡區(qū)和粗糙區(qū)。光滑區(qū)的λ僅與_______有關(guān),粗糙區(qū)的λ與_______有關(guān),而過渡區(qū)的λ則與_______有關(guān)。
3.(2分)孔口和管嘴出流的流速公式均為υ= .對(duì)孔口而言,υ是_______斷面的流速;對(duì)管嘴而言,υ是_______斷面的流速。
4.(2分)
(1)大氣出流(2)淹沒出流ζ出=1, =0
上圖所示的兩種虹吸管流動(dòng),上下游水位差H,管徑d,管長l,管道布置及管材、管道進(jìn)口條件均相同,僅出口條件不同。則管道泄流量有:Q1_______Q2(填空用=、>、<表示)。
5.(3分)長管并聯(lián)管段1,2,兩管段直徑d相等,長度l2=3l1,沿程阻力系數(shù)相等,兩管段流量比 =_______.
6.(3分)在明渠均勻流中,促使液體流動(dòng)的力-________與阻止流動(dòng)的力-_______兩者達(dá)到_______狀態(tài)。
7.(3分)如果所考慮的模型流動(dòng)粘滯力占主要作用,則流動(dòng)相似考慮_______準(zhǔn)則。如果模型比尺為1∶20,采用的模型中流體與原型中相同,模型中流速為50m/s時(shí),則原型中流速為_______m/s.
8.(2分)有一矩形無側(cè)收縮薄壁堰,已知堰寬b=0.5m,堰上水頭H=0.2m,流量系數(shù)為0.42.當(dāng)堰流為自由出流時(shí),通過薄壁堰的流量為_______l/s.
三、簡答題(每小題6分,共12分)
1.從能量分析觀點(diǎn)分析:(1)在i=0和i<0的棱柱形渠道中為什么不能產(chǎn)生均勻流 (2)為什么在i>0的棱柱形長渠道中的流動(dòng)總是趨向均勻流
2.如何判別層流與紊流 為什么說在圓管層流中的沿程水頭損失與流速的一次方成正比
四、作圖題(每小題4分,共8分)
1.繪出如圖球體的壓力體并標(biāo)出力的方向。
2.試?yán)L制圖示AB壁面上的相對(duì)壓強(qiáng)分布圖,并注明大小。
五、計(jì)算題(共40分)
1.(本小題8分)
兩平行平板間距δ=0.5mm,其間充滿密度ρ=900kg/m3的液體,下平板固定,上平板在切應(yīng)力τ=2Pa的作用下,以速度u=0.25m/s的速度平移,試求該液體的動(dòng)力粘度μ及運(yùn)動(dòng)粘度υ。
2.(本小題8分)
已知流速分布為u=um(y/r0)1/10,um為軸心流速,r0為圓管半徑,y為距管壁的距離,試求圓管斷面上的平均流速υ與流速之比。
3.(本小題12分)
由水箱經(jīng)變直徑管道輸水,H=16m,直徑d1=d3=70mm,d2=50mm,各管段長度見圖,沿程阻力系數(shù)λ=0.03,突然縮小局部阻力系數(shù)ζ縮=0.5 (對(duì)應(yīng)細(xì)管流速),其他局部阻力系數(shù)自定,試求流量。
4.(本小題12分)
如 圖所示為一近似矩形斷面的河道,在1—1、2—2斷面間分成兩支,已知河長l1=6000m,l2=2500m,底寬b1=80m,b2=150m;水深 h1=2.2m,h2=4m,河床粗糙系數(shù)n=0.03,當(dāng)總流量Q=400m3/s時(shí),斷面1—1處的水面高程 =120m,如近似地按均勻流計(jì)算,試求:
(1)2—2斷面處的水面高程
(2)流量Q1和Q2各為多少
1.下述敘述中( )是正確的。
A.靜止液體的動(dòng)力粘度為0
B.靜止液體的運(yùn)動(dòng)粘度為0
C.靜止液體受到的切應(yīng)力為0
D.靜止液體受到的壓應(yīng)力為0
2.理想流體的總水頭線沿程的變化規(guī)律為( )。
A.沿程下降 B.沿程上升
C.沿程不變 D.前三種情況都有可能
3.在恒定流中,有( )。
A. =0 B. ≠0
C. =0 D. ≠0
4.理想流體邊界層在( )中存在。
A.圓柱繞流 B.均勻流中順流放置的薄平板
C.管道進(jìn)口段 D.任何邊界中都不可能
5.在重力作用下靜止液體中,等壓面是水平面的條件是( )。
A.同一種液體 B.相互連通
C.不連通 D.同一種液體,相互連通
6.若流動(dòng)是一個(gè)坐標(biāo)量的函數(shù),又是時(shí)間t的函數(shù),則流動(dòng)為( )。
A.一元流動(dòng) B.二元流動(dòng)
C.一元非恒定流動(dòng) D.一元恒定流動(dòng)
7.裘皮幼公式可應(yīng)用于一元( )滲流。
A.層流 B.紊流
C.漸變 D.急變
8.棱柱形渠道非均勻流的十二種水面曲線,1、3區(qū)的水面線是______曲線,而2區(qū)的水面線是______曲線。( )
A.壅水、壅水 B.壅水、降水
C.降水、壅水 D.降水、降水
9.圓管中的紊流運(yùn)動(dòng),過水?dāng)嗝嫔系牧魉俜植挤希?)。
A.均勻分布 B.直線變化規(guī)律
C.拋物線規(guī)律 D.對(duì)數(shù)曲線規(guī)律
10.在( )中,流線與跡線線重合。
A.層流 B.非均勻流
C.恒定流 D.緩流
二、填空題(共20分)
1.(2分)由分子之間的粘滯性所引起的損失稱為________;而由流動(dòng)流體局部受阻如彎頭等所引起的損失稱為_______.
2.(3分)根據(jù)粘性底層厚度及管壁粗糙突起的厚度ks,紊流可分為光滑區(qū)、過渡區(qū)和粗糙區(qū)。光滑區(qū)的λ僅與_______有關(guān),粗糙區(qū)的λ與_______有關(guān),而過渡區(qū)的λ則與_______有關(guān)。
3.(2分)孔口和管嘴出流的流速公式均為υ= .對(duì)孔口而言,υ是_______斷面的流速;對(duì)管嘴而言,υ是_______斷面的流速。
4.(2分)
(1)大氣出流(2)淹沒出流ζ出=1, =0
上圖所示的兩種虹吸管流動(dòng),上下游水位差H,管徑d,管長l,管道布置及管材、管道進(jìn)口條件均相同,僅出口條件不同。則管道泄流量有:Q1_______Q2(填空用=、>、<表示)。
5.(3分)長管并聯(lián)管段1,2,兩管段直徑d相等,長度l2=3l1,沿程阻力系數(shù)相等,兩管段流量比 =_______.
6.(3分)在明渠均勻流中,促使液體流動(dòng)的力-________與阻止流動(dòng)的力-_______兩者達(dá)到_______狀態(tài)。
7.(3分)如果所考慮的模型流動(dòng)粘滯力占主要作用,則流動(dòng)相似考慮_______準(zhǔn)則。如果模型比尺為1∶20,采用的模型中流體與原型中相同,模型中流速為50m/s時(shí),則原型中流速為_______m/s.
8.(2分)有一矩形無側(cè)收縮薄壁堰,已知堰寬b=0.5m,堰上水頭H=0.2m,流量系數(shù)為0.42.當(dāng)堰流為自由出流時(shí),通過薄壁堰的流量為_______l/s.
三、簡答題(每小題6分,共12分)
1.從能量分析觀點(diǎn)分析:(1)在i=0和i<0的棱柱形渠道中為什么不能產(chǎn)生均勻流 (2)為什么在i>0的棱柱形長渠道中的流動(dòng)總是趨向均勻流
2.如何判別層流與紊流 為什么說在圓管層流中的沿程水頭損失與流速的一次方成正比
四、作圖題(每小題4分,共8分)
1.繪出如圖球體的壓力體并標(biāo)出力的方向。
2.試?yán)L制圖示AB壁面上的相對(duì)壓強(qiáng)分布圖,并注明大小。
五、計(jì)算題(共40分)
1.(本小題8分)
兩平行平板間距δ=0.5mm,其間充滿密度ρ=900kg/m3的液體,下平板固定,上平板在切應(yīng)力τ=2Pa的作用下,以速度u=0.25m/s的速度平移,試求該液體的動(dòng)力粘度μ及運(yùn)動(dòng)粘度υ。
2.(本小題8分)
已知流速分布為u=um(y/r0)1/10,um為軸心流速,r0為圓管半徑,y為距管壁的距離,試求圓管斷面上的平均流速υ與流速之比。
3.(本小題12分)
由水箱經(jīng)變直徑管道輸水,H=16m,直徑d1=d3=70mm,d2=50mm,各管段長度見圖,沿程阻力系數(shù)λ=0.03,突然縮小局部阻力系數(shù)ζ縮=0.5 (對(duì)應(yīng)細(xì)管流速),其他局部阻力系數(shù)自定,試求流量。
4.(本小題12分)
如 圖所示為一近似矩形斷面的河道,在1—1、2—2斷面間分成兩支,已知河長l1=6000m,l2=2500m,底寬b1=80m,b2=150m;水深 h1=2.2m,h2=4m,河床粗糙系數(shù)n=0.03,當(dāng)總流量Q=400m3/s時(shí),斷面1—1處的水面高程 =120m,如近似地按均勻流計(jì)算,試求:
(1)2—2斷面處的水面高程
(2)流量Q1和Q2各為多少