1、水力学（绪论、泄水建筇物下游的水流衔接与消能）模拟试卷 1 及答案与解析1 液体不能承受切力。 ( )（A）正确（B）错误2 液体的内摩擦力与正压力成正比，与作用面面积无关。 ( )（A）正确（B）错误3 速度越大，液体的内摩擦力越大。 ( )（A）正确（B）错误4 计算消力池池深的设计流量是建筑物下泄的最大流量。 ( )（A）正确（B）错误二、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。5 计算消力池池长的设计流量一般选择_。 ( )（A）使池深最大的流量（B）泄水建筑物的设计流量（C）使池深最小的流量（D）泄水建筑物下泄的最大流量6 下面几种情况，哪一种情况不需做消能工(h t
2、为下游水深；h c“为临界水跃的跃后水深)。 ( )（A）h c“h t105（B） hc“h t105（C） hc“=ht（D）h c“1 05h t三、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。7 液体的黏性系数随温度的增加而_，气体的黏性系数随温度的_而增加。8 单位质量力、运动黏度和动力黏度的常用单位分别为_、_、_。9 已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图 1-5 所示,则其切应力分布 y 为_分布，切应力最大值在_处。10 图 16 为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体 A，则水体顶面所受切应力的方向与流向_，底面所受切应力的方向与流向_。11 从水跃发生
3、的位置、水跃的稳定性以及消能效果综合考虑，底流消能的水跃流态以_水跃为佳，必须避免出现_水跃。12 底流消能主要是通过_来消耗水流的动能，底流消能水力计算的任务是确定_。13 挑流消能的主要优点有_，缺点是_。14 计算消力池池深的设计流量一般选择_。 ( )15 有一堰流，如图 9-11 所示。其堰前水深不变，当下游水深为 ht 时，堰下游为远离式水跃，问当下游水深逐渐增大时，水流情况如何变化?16 20时水的重度为 =9789kNm 3，动力黏度为 =100510 -3N.sm 2，求其运动黏度 v。20时空气的重度 =1182Nm 3，运动黏度 v=0150cm 2s ，求其动力黏度。1
4、7 如图 12 所示的黏度计，两筒间距 =03cm，内盛待测液体，悬挂着的内筒半径 r=20cm，高度 h=40cm，外筒以角速度 =10rads 旋转，内圆筒不动，此时测得内筒所受力矩 M=4905N.m。试求该液体的动力黏度 。(假设内筒与外筒之间液体速度呈线性变化，内筒底部与该液体的相互作用力可以忽略不计。)18 如图 13 所示水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E 点为抛物线端点，E 点处 dudy=1，水的运动黏度 v=1010 -6m2s，试求切应力沿断面的分布规律及 y=0cm，2cm，4cm 处的切应力。19 已知活塞的直径 d=014m，长度 l=016m。
5、活塞在汽缸内做往复运动，活塞与汽缸内壁的间隙 =04mm，其间充满了 =0 1Pa.s 的润滑油。活塞运动速度u=1.5ms ，润滑油在间隙中的速度按线形分布，求活塞上所受到的摩擦阻力。20 图 1-4 为一个底面积为 50cm50cm、质量为 5kg 的木块，沿着 5：12 的斜面向下以速度 u=025ms 匀速运动。已知木块底面与斜面之间的油层厚度为 =1 mm，润滑油的比重为 092，求油的动力黏度 和运动黏度 v。21 已知 20时海水的密度 =103gcm 3，试求其比重和重度。22 设水的体积弹性模量 K=21910 9Pa，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩 1?23 如图
6、 17 所示，平板面积为 40cm45cm，厚度为 10cm ，质量 m=5kg，沿着涂有厚度 =10mm 油的斜面向下做等速运动，其速度 u=10m s，带动油层的运动速度呈直线分布，求油的动力黏度 和运动黏度 v。( 油 =950kgm 3)24 如图 18 所示，两平行边界的缝隙内充满动力黏度为 的液体，其中有一面积为 A 的极薄的平板在距上边界的距离 x 处以速度 u 平行移动。求平板所受的拖力 T(缝隙内的流速按直线分布)，平板在什么位置运动时所受的拖力最小。25 如图 19 所示的盛水容器，该容器以等角速度 绕中心轴(z 坐标轴)旋转。试写出位于 A(x，y，z)处单位质量所受的质
7、量力分量的表达式。26 如图 95 所示，无闸门控制的溢流坎，下游坎高 P2=6m，单宽流量q=8m3s.m 时的流量系数 m=045。求收缩断面水深 hc 及临界水跃的跃后水深hc“。27 如图 96 所示，无闸门控制的溢流坝，坝高 P=13m，单宽流量 q=9m3s.m 时的流量系数 m=045。若下游水深分别为ht1=7m，h t2=455m，h t3=3m，h t4=15m，试判断这 4 个下游水深时的底流衔接形式。28 如图 97 所示，无闸门控制的克一奥型曲线溢流坝，上、下游坝高分别为P1=11m，P 2=10m，过流宽度 b=40m，在设计水头下流量 Q=120m3s(m=049
8、)，下游水深 ht=25m，(1) 判别下游水流的衔接形式； (2)若需采取消能措施，就上述条件提出降低护坦消能池的轮廓尺寸。29 单孔水闸已建成消能池如图 98 所示，池长 LB=16m，池深 d=15m。在图示的上、下游水位时开闸放水，闸门开度 e=1m，流速系数 =09。验算此时消能池中能否发生稍有淹没的水跃衔接。30 顶孔由平板闸门控制的溢流坝，有多种运用情况，其中一组为，当水头H=2535 m 时，闸门开度 e=15 m，坎高 P=85 m，流速系数 =09。下游水深与单宽流量的关系见下表。试选定这组消能池设计单宽流量 qds 及 qdt。31 如图 910 所示，有一 WES 型溢
9、流坝，坝高 P=50m，连续式挑流鼻坎高a=85m，挑角 =30。下游河床为第类岩基。坝的设计水头 Hd=6m。下泄设计洪水时的下游水深 ht=65m。估算：(1)挑流射程； (2)冲刷坑深度；(3)检验冲刷坑是否危及大坝安全。32 某矩形断面渠道中有一泄洪闸，闸门为平面闸门。已知闸上游水深 H=5m，下游水深 ht=25m，闸门开度 e=2m，垂向收缩系数 =06，流速系数 =095。试判别闸孔下游是否要做消能工。33 设有一溢流坝，各部位的高程如图 912 所示。当下泄单宽流量 q=15m3s.m时，下游矩形断面河槽中的水深 ht=55m，坝趾收缩断面水深 hc0=086m ，流量系数 m
10、=049 。(1) 求坝顶全水头 H0;(2)求坝前水流总能量 E0；(3)坝下游是否产生水跃?(4)判别坝下游是否要采取消能措施。34 单孔进水闸，设计单宽流量 q=12m3s.m，流速系数 =095，其他数据如图913 所示。判别下游水流的衔接形式；若需要采取消能措施，设计这种条件下降低护坦消能池的轮廓尺寸。35 无闸门控制的克一奥型曲线溢流坝，上、下游坝高分别为 P1=11m，P t=10m,过流宽度 b=50m，在设计水头下流量 Q=150m3s(m=049),下游水深 ht=25m ，(1)判别下游水流的衔接形式；(2)若需采取消能措施，就上述条件提出加筑消能坎的轮廓尺寸。36 某水
11、库溢流坝为单孔，坝面按 WES 型曲线设计，坝末端设有挑角 为 35的挑坎。其他已知数据： (1)下泄流量 Q 为 450m3s； (2)上游水位高程为168865m；(3)下游水位高程为 166196m；(4) 下游河床高程为 165730m ；(5)溢流宽度与挑坎宽度相同，即 b 为 30m；(6)坝下游河床岩基属类。其余尺寸如图 914 所示。试计算下泄水流的射程和冲刷坑深度。37 某分洪闸建于宽度为 10m 的矩形渠道中，底坎为衄线型低堰，流速系数为0903，泄洪流量 q=110m3s.m，其他有关数据如图 915 所示。试设计这种条件下降低护坦高程消能池的轮廓尺寸。水力学（绪论、泄水
12、建筇物下游的水流衔接与消能）模拟试卷 1 答案与解析1 【正确答案】 B【知识模块】 绪论2 【正确答案】 B【知识模块】 绪论3 【正确答案】 B【知识模块】 绪论4 【正确答案】 B【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能二、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。5 【正确答案】 D【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能6 【正确答案】 B【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能三、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。7 【正确答案】 减小、增加【知识模块】 绪论8 【正确答案】 ms 2、m 2s、Nsm 2【知识模块】 绪论9 【正确答案】
13、线性、渠底 y=0【知识模块】 绪论10 【正确答案】 相反、相同【知识模块】 绪论11 【正确答案】 稍有淹没的、远驱水跃【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能12 【正确答案】 水跃、消力池池长、池深【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能13 【正确答案】 挑流消能的优点是可以不用在下游修建护坦，构造简单，便于维修；缺点是雾气大，尾水波动大【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能14 【正确答案】 使池深最大的流量【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能15 【正确答案】 水跃逐渐向上游移动，然后变为临界水跃、淹没水跃。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能16
14、【正确答案】 对于水 对于空气【知识模块】 绪论17 【正确答案】 作用在侧壁上黏性切力产生的力矩为【知识模块】 绪论18 【正确答案】 设流速分布 u=Ay2+By+C，利用给出的条件确定待定常数A，B，C 。 (1)根据实际流体的无滑移现象，当 y=0 时，u=0，因此 C=0。 (2)当y=004m 时， u=1ms，则有 1=A004 2+B004 (3)E 点有联立上述方程求得：A=一 600，B=49。由此可见均匀流横断面上切应力沿断面是呈直线分布的。当 y=0 时，代入数据可得：=4910 -2Pa；当 y=002 时，=2510 -2Pa；当y=004 时， =110-3Pa。
15、【知识模块】 绪论19 【正确答案】 流速梯度 切应力 = =0137510 3=37510 2(Pa)活塞所受的摩擦阻力 F=A=dl=37510 23140 14016=2638N【知识模块】 绪论20 【正确答案】 木块在运动方向上的重力分量与润滑油的摩擦力相平衡，即由于油层很薄，可以近似取润滑油中的速度为线性分布，即【知识模块】 绪论21 【正确答案】 =1030kgm 3，比重: 重度 =g=10094(kNm 3【知识模块】 绪论22 【正确答案】 dp= =一 21910 9(一 1)=21910 7(Pa)。【知识模块】 绪论23 【正确答案】 【知识模块】 绪论24 【正确答
16、案】 【知识模块】 绪论25 【正确答案】 离心力 F= =m2r，重力 G=mg，单位质量力：fx=2x，f y=2y，f z=一 g。【知识模块】 绪论26 【正确答案】 【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能27 【正确答案】 (3)ht1=7mh c“h K，为淹没式水跃衔接。h Kh t2=45m 、h t3=3mh c“，为远离水跃衔接。h t4h Kh c“，无水跃发生【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能28 【正确答案】 E0=H0+P2=124+10=1124(m)(2)消能池尺寸计算。由式(95)代入式(9 4)整理得 (取 095)：试算得：d=034m ，
17、 hc1=0237m，h c1“=267m，h T=287m ， j=hTh c1“=287267=1075 池长 LK=07569(h c1“-hc1)=07569(2670237)=12 6(m)【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能29 【正确答案】 依题意 E0=27942250=5 44m，H=279424=394m ，下游水深 ht=2624=2m试算得： 故下游产生淹没的水跃，但淹没程度偏大，稍有淹没水跃 =105110。 池长 LK=07569(h c1“-hc1)=07569(2700553)=111 mL B=16m，可以满足。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与
18、消能30 【正确答案】 作 h“q 及 ht 一 q 辅助曲线图(图 99)，可见在 q=65m 2s 时，(h c“一 ht)最大，故池深池长的设计流量应均为 qd=65m 2s【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能31 【正确答案】 (1)对于 高坝忽略行近流速水头上下游水位差：Z=P+Hd 一 ht=50+665=495(m)对于类岩石，查相关表取 K=15 冲刷坑深度 ts=Kq0.5Z0.25-ht=15 3266 0.5 495 0.25 一 65=1624(m)对于高坝 S1S=P+Hd 一 a=50+6-85=475(m)故认为冲刷坑不会危及大坝安全。【知识模块】 泄水建
19、筇物下游的水流衔接与消能32 【正确答案】 h c0“h t=25m，闸下游发生远离式水跃，要做消能工。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能33 【正确答案】 H 0=363m、E 0=1863m，h c=284m ，h c02=689m h t，远离式水跃，需消能工。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能34 【正确答案】 h c“=5 13mh t=3m，远驱水跃、d=21 m，L B=07569(548085)=240m。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能35 【正确答案】 h c“=2 65 mh t=25 m，坎高 C=14 m ，池长LB=0756 9(265024)=12 5m。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能36 【正确答案】 ht=4 66m，a=67m，q=15m 2s，z=26 69m，S 1=2465m， 1=094，S 0=358m，t s=ksq0.5z0.25 一 ht=678m，L= 12sin2S1【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能37 【正确答案】 h c1=102 m，h c1“=444m，池深 d=119 m ，池长LB=0756 9(hc1“hc1)=177m。【知识模块】 泄水建筇物下游的水流衔接与消能
