2003年1月份浙江省高等教育自学考试水力学试题

一、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分）

　　1.下述叙述中（ ）是正确的。

　　A.静止液体的动力粘度为0

　　B.静止液体的运动粘度为0

　　C.静止液体受到的切应力为0

　　D.静止液体受到的压应力为0

　　2.理想流体的总水头线沿程的变化规律为（ ）。

　　A.沿程下降 B.沿程上升

　　C.沿程不变 D.前三种情况都有可能

　　3.在恒定流中，有（ ）。

　　A. =0 B. ≠0

　　C. =0 D. ≠0

　　4.理想流体边界层在（ ）中存在。

　　A.圆柱绕流 B.均匀流中顺流放置的薄平板

　　C.管道进口段 D.任何边界中都不可能

　　5.在重力作用下静止液体中，等压面是水平面的条件是（ ）。

　　A.同一种液体 B.相互连通

　　C.不连通 D.同一种液体，相互连通

　　6.若流动是一个坐标量的函数，又是时间t的函数，则流动为（ ）。

　　A.一元流动 B.二元流动

　　C.一元非恒定流动 D.一元恒定流动

　　7.裘皮幼公式可应用于一元（ ）渗流。

　　A.层流 B.紊流

　　C.渐变 D.急变

　　8.棱柱形渠道非均匀流的十二种水面曲线，1、3区的水面线是______曲线，而2区的水面线是______曲线。（ ）

　　A.壅水、壅水 B.壅水、降水

　　C.降水、壅水 D.降水、降水

　　9.圆管中的紊流运动，过水断面上的流速分布符合（ ）。

　　A.均匀分布 B.直线变化规律

　　C.抛物线规律 D.对数曲线规律

　　10.在（ ）中，流线与迹线线重合。

　　A.层流 B.非均匀流

　　C.恒定流 D.缓流

　　二、填空题（共20分）

　　1.（2分）由分子之间的粘滞性所引起的损失称为________；而由流动流体局部受阻如弯头等所引起的损失称为_______.

　　2.（3分）根据粘性底层厚度及管壁粗糙突起的厚度ks，紊流可分为光滑区、过渡区和粗糙区。光滑区的λ仅与_______有关，粗糙区的λ与_______有关，而过渡区的λ则与_______有关。

　　3.（2分）孔口和管嘴出流的流速公式均为υ= .对孔口而言，υ是_______断面的流速；对管嘴而言，υ是_______断面的流速。

　　4.（2分）

　　（1）大气出流（2）淹没出流ζ出=1， =0

　　上图所示的两种虹吸管流动，上下游水位差H，管径d，管长l，管道布置及管材、管道进口条件均相同，仅出口条件不同。则管道泄流量有：Q1_______Q2（填空用=、>、<表示）。

　　5.（3分）长管并联管段1，2，两管段直径d相等，长度l2=3l1，沿程阻力系数相等，两管段流量比 =_______.

　　6.（3分）在明渠均匀流中，促使液体流动的力-________与阻止流动的力-_______两者达到_______状态。

　　7.（3分）如果所考虑的模型流动粘滞力占主要作用，则流动相似考虑_______准则。如果模型比尺为1∶20，采用的模型中流体与原型中相同，模型中流速为50m/s时，则原型中流速为_______m/s.

　　8.（2分）有一矩形无侧收缩薄壁堰，已知堰宽b=0.5m，堰上水头H=0.2m，流量系数为0.42.当堰流为自由出流时，通过薄壁堰的流量为_______l/s.

　　三、简答题（每小题6分，共12分）

　　1.从能量分析观点分析：（1）在i=0和i<0的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流 （2）为什么在i>0的棱柱形长渠道中的流动总是趋向均匀流

　　2.如何判别层流与紊流 为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比

　　四、作图题（每小题4分，共8分）

　　1.绘出如图球体的压力体并标出力的方向。

　　2.试绘制图示AB壁面上的相对压强分布图，并注明大小。

　　五、计算题（共40分）

　　1.（本小题8分）

　　两平行平板间距δ=0.5mm，其间充满密度ρ=900kg/m3的液体，下平板固定，上平板在切应力τ=2Pa的作用下，以速度u=0.25m/s的速度平移，试求该液体的动力粘度μ及运动粘度υ。

　　2.（本小题8分）

　　已知流速分布为u=um（y/r0）1/10，um为轴心流速，r0为圆管半径，y为距管壁的距离，试求圆管断面上的平均流速υ与流速之比。

　　3.（本小题12分）

　　由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径d1=d3=70mm，d2=50mm，各管段长度见图，沿程阻力系数λ=0.03，突然缩小局部阻力系数ζ缩=0.5 （对应细管流速），其他局部阻力系数自定，试求流量。

　　4.（本小题12分）

　　如 图所示为一近似矩形断面的河道，在1—1、2—2断面间分成两支，已知河长l1=6000m，l2=2500m，底宽b1=80m，b2=150m；水深 h1=2.2m，h2=4m，河床粗糙系数n=0.03，当总流量Q=400m3/s时，断面1—1处的水面高程 =120m，如近似地按均匀流计算，试求：

　　（1）2—2断面处的水面高程

　　（2）流量Q1和Q2各为多少