联大学堂《土木工程流体力学（黄淮学院）》题库及答案

联大学堂《土木工程流体力学（黄淮学院）》题库及答案
1、一梯形断面明渠，要求流量Q=1m3/s，底坡i=0.0022，边坡系数m=1，粗糙系数n=0.03，若允许流速[v]max=0.8m/s，试求梯形断面底宽b和水深h。
正确答案：0.5m|2m
2、长管管网，三管并联，第一支路的直径是0.25m，管长是1000m，第二支路的直径是0.2m，管长是600m，各条管线沿程阻力系数均为0.025。已知管路的输入流量Q=200L/s。求各支路流量。
正确答案：73.02L/s|53.96L/s|73.02L/s
3、梯形断面明渠，底宽b=3m，底坡i=0.0002，边坡系数m=2.0，粗糙系数0.02，水深h=1.2m，试求通过流量。
正确答案：3.08m3/s
4、上、下游水箱中间有一连接管，水箱水位恒定，上游水箱水深h1=4m，下游水箱水深h2=2.8m，连接管内充满两种不同的沙层（l1=1.5m，k1=0.003m/s；l2=2m，k2=0.001m/s，），管道断面积为0.01m2，试求渗流量。
正确答案：4.8mL/s
5、薄壁孔口出流，直径d=2cm，。水箱水位恒定H=2m，试求：（1）孔口流量Q；（2）此孔口外接圆形管嘴的流量Qn；（3）管嘴收缩断面的真空高度。
正确答案：1.22L/s|1.61L/s|1.5m
6、一水平放置的突然扩大管路，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，在扩大前后断面接出的双液比压计中上部为水，下部为=15.7kN/m3的四氯化碳，当流量Q=16m3/h时的比压计读数h=173mm，求突然扩大的局部阻力系数，并与理论计算值进行比较。
正确答案：0.54|0.5625
7、直径为0.5m的通风管道，流动属紊流粗糙区，当空气流量为3m3/s，在400m长的管段上的压差值为20cm水柱高，温度为10oC时的空气密度为1.25kg/m3，沿程摩阻系数。求管壁的当量粗糙高度ks。
正确答案：0.004
8、钢储罐内装满10°C的水，密封加热到75°C，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数α=4.1×10-4/°C，体积弹性模量E=2×109N/m2，罐体坚固，假设容积不变，试估算因加热罐壁承受的压强。
正确答案：53300000Pa
9、矩形断面的平底渠道。已知渠道宽度B=2.7m，渠道河床在某断面有一上升坎，坎高度h1=0.5m，坎上游渐变流断面上的水深H=2m，坎后水面下降h2=0.15m，忽略边壁和底部摩擦阻力，试求水流对底坎的推力R。
正确答案：22.45kN
10、一梯形断面渠道，已知通过流量Q=5m3/s，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.02，底坡i=0.0002，试按水力最优条件设计此渠道断面。
正确答案：1.56|1.91
11、上、下游水箱中间有一连接管，水箱水位恒定，上游水箱水深h1=4m，下游水箱水深h2=2.8m，连接管内充满两种不同的沙层（l1=1.5m，k1=0.003m/s；l2=2m，k2=0.001m/s，），管道断面积为0.01m2，试求渗流量。
正确答案：4.8mL/s
12、如图所示一贮水容器，器壁上装有a、b、c三个直径为1m的半球形盖，已知H=2m，h=2m，求这三个盖各自所受静水总压力的大小。
正确答案：5.13|25.64|15.39|2.56
13、与有压管流相比，明渠流动有哪些特点？
正确答案：重力对流动起主导作用，渠道底坡影响流速和水深，水深沿流向可变。
14、如图所示，两水池水位恒定，水池水面高差H=43.9m，已知管道直径d=10cm，管长l=20m，沿程摩阻系数λ=0.042，局部水头损失系数ζ阀=0.26，每个ζ弯=0.8。试求通过流量Q。
正确答案：65L/s
15、矩形闸门高h=3m，宽b=2m，上游水深h1=6m，下游水深h2=4.5m，试求：（1）作用于闸门的静水总压力；（2）压力中心的位置。
正确答案：88.2kN|距底壁1.5m
16、什么叫串联管路？有哪些特性？
正确答案：串联管路是有多个简单管路首尾相接组合而成，串联管路中各管段的流量都相等，串联管路的水头损失等于各管段的水头损失之和。
17、为什么要将圆柱形外管嘴的管嘴长度l和直径d之比限定为l/d=3~4？
正确答案：管嘴太短，不能形成满管出流；管嘴太长，增加沿程损失。
18、水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm，长度为6m，水位H=13m，沿程摩阻系数λ=0.02，试求流量Q及管壁切应力。
正确答案：3.12L/s|101.1Pa
19、有一圆滚门，长度l=20m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m。求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。
正确答案：1176kN|184632kN
20、什么是压差阻力？产生压差阻力的主要原因是什么？
正确答案：流体流动绕过物体在物体表面引起的压强差造成的阻力称为压差阻力。产生压差阻力的主要原因是绕流流动分离，分离点之后的压强低于迎流面的压强，从而在物体上产生压强差。
21、密封方形柱体容器中盛水，底部侧面开0.4m高×0.6m宽的矩形闸门孔，矩形闸门形心水深为2m，水面绝对压强p0=118kPa，当地大气压强pa=98kPa，求作用于闸门的静水总压力及作用点。
正确答案：9.5kN|0.003m
22、根据尼古拉兹试验结果，紊流沿程阻力系数λ分为哪几个区？
正确答案：分为紊流光滑区、紊流过渡区、紊流粗糙区
23、绝对压强、相对压强、真空度之间如何换算？
正确答案：绝对压强等于相对压强加当地大气压，真空度等于当地大气压减绝对压强或者说负相对压强的绝对值
24、什么叫并联管路？有哪些特性？
正确答案：由几条简单管道或串联管道，入口端与出口端分别连接在一起的管道叫并联管路，并联管路的总流量是各分支管段流量之和，并联管道的损失等于各分支管道的损失或者说各分支管道的压头损失都相等。
25、试简述总流伯努利方程的适用条件试简述总流伯努利方程的适用条件。
正确答案：恒定流；质量力只有重力；不可压缩流体；所取两过流断面为渐变流。
26、造成局部水头损失的主要原因是什么？
正确答案：主流与边壁脱离，形成漩涡区，在漩涡区内，质点漩涡运动集中消耗大量能量。
27、试简述总流动量方程的适用条件。
正确答案：恒定流；不可压缩流体；所取两过流断面为渐变流
28、动量修正系数β的物理意义是什么？
正确答案：是为了修正以平均流速计算的动量与实际动量的差异而引入的修正系数
29、量纲和谐原理：
正确答案：正确反映客观规律的物理方程，其各项的量纲是一致的。
30、量纲：
正确答案：量纲是物理量的属性。
31、动能修正系数α的物理意义是什么？
正确答案：是为修正以平均速度计算的动能与实际动能的差异而引入的修正系数。
32、堰流：
正确答案：水经堰顶溢流的水力现象。
33、非完全井：
正确答案：井底未达到不透水层的井。
34、怎样判别粘性流体的两种流态―层流和紊流？
正确答案：通过流动雷诺数判断流态，Re<2300是层流，Re>2300是紊流。
35、管嘴出流：
正确答案：在孔口处外接长度为3~4倍孔径的短管，水通过短管并在出口断面满管流出的水力现象称为管嘴出流。
36、高压管末端的喷嘴如图，出口直径d=10cm，管端直径D=40cm，流量Q=0.4m3/s，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水头损失，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力为多少。
正确答案：11.9
37、完全井：
正确答案：井管贯穿整个含水层，井底直达不透水层的井。
38、渗流：
正确答案：流体在多孔介质中的流动。
39、梯形断面明渠，底坡是0.0005，边坡系数1.0，粗糙系数0.02，按水力最优断面条件求均匀流流量为10m3/s时的渠道底宽和正常水深。
正确答案：1.79m|2.16m
40、层流：
正确答案：各层质点互不掺混的流动
41、水跃：
正确答案：明渠水流由急流状态过渡到缓流状态的水力现象。
42、压力体的作用是什么？如何确定压力体？
正确答案：压力体V的作用是用来计算作用在曲面上的静水总压力的铅垂分力。压力体的确定方法是设想取铅垂线沿曲面边缘平行移动一周，割出以自由液面或其延伸面为上底，曲面本身为下底的柱体就是压力体。
43、几何相似是指（）
正确答案：两个流动的几何形状相似，即相应的线段长度成比例，夹角相等
44、孔口出流：
正确答案：容器壁开口，水经孔口流出的水力现象称为孔口出流。
45、不可压缩流体
正确答案：密度不变的流体。
46、均匀流：
正确答案：流线是平行直线的流动为均匀流
47、压缩性：
正确答案：流体受压，体积缩小的性质
48、恒定流：
正确答案：各空间点运动参数不随时间变化的流动。
49、水头损失：
正确答案：总流单位重量流体平均的机械能损失。
50、断面平均流速：
正确答案：体积流量除以过流断面面积得到的数值就是断面平均流速。
51、有压管流
正确答案：流体沿管道满管流动的水力现象称为有压管流
52、绝对压强：
正确答案：是以没有气体分子存在的完全真空为基准起算的压强
53、相对压强
正确答案：是以当地（同高程的）大气压为基准起算的压强。
54、压力输水管实验，长度比尺为10，原型输水管流量是模型水管流量的（）倍。
正确答案：10
55、液体和气体的粘度随温度变化的趋向是否相同？为什么？
正确答案：液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。其原因是液体内聚力随温度升高而减小，粘度随之减小。气体分子热运动随温度升高加剧，粘度随之增大。
56、弗劳德数表征惯性力与（）之比
正确答案：重力
57、模型与原型两个流动相应的雷诺数相等，表征其（）力相似
正确答案：粘性
58、真空度
正确答案：绝对压强不足当地大气压的差值。
59、临界水深
正确答案：对应断面单位能量最小的水深。
60、断面单位能量：
正确答案：以水渠断面最低点为基准面计算的单位重量流体的机械能。
61、地下水浸润线沿程（）
正确答案：下降
62、水跃区由（）与主流区组成
正确答案：表面水滚
63、粘性
正确答案：流体的内摩擦特性。
64、渗流的测压管水头大小（）总水头大小
正确答案：等于
65、流量：
正确答案：单位时间通过某一过流断面的流体量
66、堰分三类，它们分别是薄壁堰、（）、宽顶堰
正确答案：实用堰
67、动力相似是（）
正确答案：两个流动相应点处流体质点受同名力作用，力的方向相同，大小成比例
68、紊流：
正确答案：各层质点互相掺混的流动。
69、运动相似是指（）
正确答案：两个流动相应点速度方向相同，大小成比例
70、渗透系数越大，井的产水量（）
正确答案：越大
71、与实际渗流相比，渗流模型略去了（）
正确答案：全部土颗粒
72、在水跃函数曲线上对应水跃函数最小值的水深为（）
正确答案：临界水深
73、为了确保渠道长期稳定运行，渠道的设计流速应大于（）
正确答案：不淤允许流速
74、为了确保渠道长期稳定运行，渠道的设计流速应小于（）
正确答案：不冲允许流速
75、圆柱形外管嘴的作用水头H0=2m，则管嘴收缩断面的真空高度为（）m。
正确答案：1.5
76、缓流的弗劳德数小于（）
正确答案：1
77、弗劳德数大于1的明渠水流的流动状态为（）
正确答案：急流
78、某水箱接一短管形成管嘴出流，已知短管断面积为0.05m2，作用水头为0.8m，如果重力加速度g取值10m/s2进行计算，则水箱出水量为（）m3/s
正确答案：0.164
79、管嘴出流流量（）相同作用水头、相同直径的孔口出流流量
正确答案：大于
80、并联管道各并联管段的水头损失（）
正确答案：相等
81、绕流阻力包括摩擦阻力和（）阻力
正确答案：压差
82、在圆管流中，流动雷诺数为1000，沿程阻力系数等于（）
正确答案：0.064
83、当量直径是水力半径的（）倍
正确答案：4
84、在圆管流中，层流的断面流速分布符合（）规律
正确答案：抛物线
85、在圆管流中，紊流的断面流速分布符合（）规律
正确答案：对数曲线
86、判断层流、紊流状态的临界雷诺数等于（）
正确答案：2300
87、圆管均匀流过流断面上剪应力呈（）分布
正确答案：直线
88、圆柱形外管嘴正常工作条件是：（1）作用水头H0<9m；（2）管嘴长度L=（）
正确答案：（3~4）d
89、伯努利方程中p/ρg表示的物理意义是（）
正确答案：计算点单位重量流体具有的压能
90、局部水头损失产生的主要原因是（）
正确答案：漩涡区的形成
91、总流连续性方程是（）原理的流体力学表达式
正确答案：质量守恒
92、伯努利方程中hw表示的物理意义是（）
正确答案：总流两过流断面间单位重量流体平均的机械能损失
93、一元流动是（）
正确答案：运动参数是一个空间坐标函数的流动
94、伯努利方程中v2/2g表示的物理意义是（）
正确答案：总流过流断面上单位重量流体的平均平均动能
95、流线近于平行直线的流动称为（）
正确答案：渐变流
96、伯努利方程中z表示的物理意义是（）
正确答案：计算点单位重量流体具有的位能
97、静止流体中只存在（）应力
正确答案：压
98、当压力体是实压力体时，受压曲面所受总压力的铅垂分力向（）
正确答案：下
99、当压力体是虚压力体时，受压曲面所受总压力的铅垂分力向（）
正确答案：上
100、粘性流体总水头线沿程的变化是（）
正确答案：下降
101、水的动力粘度随温度的升高而（）
正确答案：减小
102、绝对压强的起算基准是（）
正确答案：没有气体分子存在的完全真空
103、在渐变流的过流断面上，液体动压强的分布规律为（）
正确答案：z+p/ρg=C
104、相对压强的起算基准是（）
正确答案：当地大气压
105、作用在曲面上的静水总压力铅垂分力的大小等于（）中的液体重量。
正确答案：压力体
106、金属压力表的压强读值是（）
正确答案：相对压强
107、水深5m处的静压强是（）kPa
正确答案：49
108、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是（）
正确答案：剪应力和剪切变形速度
109、空气的动力粘度随温度的升高而（）
正确答案：增大
110、测压管水头线的沿程变化是可能下降、可能（）、也可能保持水平
正确答案：上升