东南大学水力学试卷

东南大学考试卷（B卷）
适用专业考试形式闭卷考试时间长度120分钟
一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (每小题2分, 共20分)
1、静止液体中同一点各方向的压强（）
A、数值相等；
B、数值不等；
C、仅水平方向数值相等；
D、铅直方向数值最大。

2、已知水流的沿程水力损失系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于
（）
A、层流区；
B、紊流光滑区；
C、紊流过渡粗糙区；
D、紊流粗糙区。

3、圆管紊流的断面流速分布规律符合（）
A、直线分布；
B、对数分布；
C、抛物线分布；
D、椭圆分布。

4、管径d=10mm，流量Q=20cm3/s，运动粘度ν=0.0101cm2/s，则管中水流属于
（）
A、层流
B、紊流
C、渐变流
D、急变流
5、从力学角度看，佛劳德数Fr所表示的两种力的对比关系是（）
A、惯性力与粘滞力；
B、重力与粘滞力；
C、惯性力与重力；
D、压力与粘滞力。

6、A、B两根输水管道，其长度、糙率和管径都相同，则通过流量的关系为
A、Q A =Q B ；
B、Q A >Q B ；
C、Q A <Q B；
D、不能确定。

7、明渠中发生A3型水面曲线，则水流属于（）
共9 页第1页
A、急变流
B、缓流
C、急流
D、层流
8、紊流粗糙区的水头损失与流速的（）成正比。

（）
A、1次方；
B、2次方；
C、1.75～2.0次方；
D、3次方
9、发生水跃的充分必要条件是（）
A、从层流过渡到紊流；
B、从陡坡过渡到缓坡；
C、从缓流过渡到急流；
D、从急流过渡到缓流。

10、当底坡i及糙率n确定的情况下，水力最佳断面是（）
A、湿周一定，面积最小的断面；
B、面积一定，湿周最小的断面；
C、最低造价的断面；
D、最小糙率的断面。

二、是非题(正确的划“√”，错误的划“×”) (每题2分, 共20分)
1、理想液体就是不可压缩液体。

（）
2、图中矩形平板上静水总压力的作用点位于受压面形心点O以下h/6处。

（）
3、圆管中层流的雷诺数必然大于2320。

（）
4、棱柱体明渠的临界水深只与通过的流量、明渠断面形状及尺寸有关，而与渠道的纵坡无关。

（）
5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。

（）
6、在长管中，总水头线与测压管水头线重合。

（）
7、缓坡上可以出现非均匀急流。

（）
8、渐变流同一过水断面上各点的测压管水头近似相等。

（）
9、若并联管道各支管的长度不同，则各支管的水头损失也不同。

（）
10、圆管层流的流速分布要比紊流的流速分布均匀。

（）
共9 页第2页
三、做图题（每题5分，共15分）
1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

（5分）
2、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

（5分）
共9 页第3页
3、定性绘出图示棱柱体明渠的水面曲线，并注明曲线的名称。

（各渠段均充分
长，各段糙率相同）（5分）
四、计算题（共45分）
α，铰链1、有一侧有水的倾斜安装的矩形闸门，其宽度b=2米，倾斜角0
=
60
中心O位于水面以上c=1米，水深h=3米。

求闸门开启示所需铅值向上的提升力T，设闸门重量G=0.1965
⨯牛顿。

（10分）
10
共9 页第4页
2、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水流通过管嘴向上喷射。

若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，短管的局部水头损失系数ζ=1.2，沿程水头损失可以忽略，取动能修正系数α=1。

求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。

(10分)
3、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直放置的平板上，水流在水平方向上分为两股。

如图所示。

已知喷嘴直径d=25 mm，射流与平板垂线间的夹角θ=60°，射流流速v
1
=5 m／s。

不计摩擦阻力，取动量校正系数为1。

求：(1)平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力；(2)当平板以u=2 m／s的速度与水流相同方向运动时，求射流作用在平板上的垂直力。

(15分)
共9 页第5页
4、一引水渡槽，断面为矩形，槽宽b为1.5米，糙率n为0.011，槽长l为116.5
米，进口处槽底高程为52.06米。

水流在渠中作均匀流动。

当通过设计流量Q为7.65m3/s时，槽中水深h应为1.7米，求渡槽底坡i及出口槽底高程。

（10分）
共9 页第6页
共 9 页 第 7 页
参 考 答 案
一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (每小题2分, 共20分)
1、A
2、D
3、B
4、B
5、C
6、D
7、 C
8、B
9、 D 10、B
二、是非题(正确的划“√”，错误的划“×”) (每题2分, 共20分)
1、 ×
2、 √
3、×
4、 √
5、×
6、√
7、√
8、√
9、× 10、×
三、做图题（每题5分，共15分）
1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

（5分）
2、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。

（5分）
3、 定性绘出图示棱柱体明渠的水面曲线，并注明曲线的名称。

（各渠段均充分长，各段糙
率相同）（5分）
αν/2
αν/2
αν/2
αν/2
i 1<i c
i 2>i c
i c <i 3<i 2
M 2
C
C N 1
N 2
N 3 N 3
S 2
S 3
N 1
共 9 页 第 8 页
四、计算题（共45分）
1、本题10分
解：先求作用与闸门上的静水总压力P ， P =A gh c ρ=1.019×105N (3分) 压力D 至铰点O 的距离为DO ，显然
46.3sin sin 32=+=
+=α
αc
h nO Dn DO 米
而()62.460sin /0
=+=c h mO 米 闸门重心与铰链中心的水平距离为
16.130sin 2
0==mO l 米
对O 点写出力矩方程
N l
Gl
PDO T Gl PDO l T 510620.122⨯=+=
+=所以
(7分) 所以开启闸门所需的铅直提升力为N 510620.1⨯ 2、本题10分
解：列水箱水面与出口断面能量方程
h +0+0=0+0+v 2/2g+h w
5=v 2/2g+1.2v 2/2g 解得v 2=6.67m/s (5分)
列水箱水面与最高点的能量方程
h +0+0=z+0+0+h w h w =h j =1.2 v 2/2g
z =h - h w =2.28m (5分
)
共 9 页 第 9 页
3、本题15分
解：（1）建立坐标为沿平板方向为X 方向，平板垂线方向为Y 方向： 根据流量方程可得12
4
V d Q π=
， （3分）
则建立Y 方向的动量方程：N QV R 1.6)60cos (00
1=--=βρ。

（5分） （2）当平板以u =2 m ／s 的速度与水流相同方向运动时，则根据流量方程可得 )(4
12
'
u V d Q -=
π （3分）
则建立Y 方向的动量方程：[(]N u V Q R 2.260
cos )00
1'
=---=βρ (4分)
4、本题10分 解：计算水力要素：
A=bh=1.5×1.7=2.55m 2 X=b+2h=1.5+2×1.7=4.9m
R=A/x=2.55/4.9=0.52 (4分) 计算 c=（1/n ）R 1/6
=81.52 m 0.5
/s
i =Q 2
/C 2A 2
R=7.622
/(81.522
×2.552
×0.52)=0.0026 进出口水面差：h f =il =0.0026×116.5=0.3m
出口槽底高程：52.06-0.3=51.76m (6分)
V
，
V
Y
X。