工程流体力学A
第一次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确，共20道小题)
1. 理想流体是指忽略（ ）的流体。 (C) 黏度
2. 不可压缩流体是指忽略（ ）的流体。(B) 密度变化
3. 下列各组流体中，属于牛顿流体的是（ ）。 (A) 水、汽油、酒精
4. 下列各组力中，属于质量力的是（ ）。C) 重力、惯性力
5. 在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位（ ）上的质量力。 (C) 质量
6. 金属压力表的读数为（ ） (B) 相对压强
7. 重力作用下的流体静压强微分方程为（ ） (A)
8. 静止液体作用在曲面上的静水总压力的水平分力，式中的（ ）
(D) 为受压曲面在铅垂面上的投影面积
9. 有一倾斜放置的平面闸门，如图所示。当上下游水位都上升1m时（虚线位置），
闸门上的静水总压力 ( )。
(A) 变大
10. 绝对压强(A)
、相对压强、真空压强及当地大气压强之间的关系是（ ）
11. 下列关于压力体的说法中，正确的是（ ）
(A) 当压力体和液体在曲面的同侧时，为实压力体，
12. 如图所示圆柱体，其左半部在静水作用下受到浮力 将（ ）。
，则圆柱体在该浮力作用下
(D) 固定不动
13. 在恒定流中，流线与迹线在几何上（ ）。 (D) 重合
14. 均匀流过流断面上各点的（ ）等于常数。 (B)
15. 已知突然扩大管道突扩前后管段的管径之比 ，则突扩前后断面平均流速之
比
（ ）。 (A) 4
16. 皮托管测量测量（ ）仪器。 (A) 点流速
17. 文丘里管是测量（ ）的仪器。 (D) 流量
18. 关于水流流向的正确说法是（ ）。
(D) 水一定是从机械能大处向机械能小处流
19. 流速水头的表达式为（ ） (B)
20. 应用恒定总流的动量程 解题时，中不应包括（性力
二、不定项选择题(有不定个选项正确，共6道小题)
21. 牛顿内摩擦定律中的（ ）。 [不选全或者选错，不算完成]
(B) 为流体的动力黏度(D) 为运动流体的剪切变形速率
. (A) 惯
）
(E) 为运动流体的流速梯度
22. 1个工程大气压=（ ）。 [不选全或者选错，不算完成]
(A) 98kPa(B) 10mH2O (C) 1.0kgf/cm2
23. 下列关于流体压强的说法中，正确的有（ ）。 [不选全或者选错，不算完成]
(A)绝对压强不能为负 (B)相对压强可正可负(E)真空压强不能为负
24. 如图所示形状各异的盛水容器的底面积和水深均相等，但盛水量各不相同，则作用在容器底面的静水总压力相等的有（ ）。
[不选全或者选错，不算完成]
(A) (B) (C)
(D) (E)
25. 图示ab曲面的压力体图中，不正确的有（ ）。
[不选全或者选错，不算完成]
(A) (B) (C) (D)
26. 下列关于水流流向的说法中，不正确的有（ ）。
(A) 水一定是从高处向低处流 (B) 水一定是从流速大处向流速小处流 (C) 水一定是从压强大处向压强小处流 (D) 水一定是从测压管水头高处向测压管水头低处流
三、判断题(判断正误，共6道小题)
27. 单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力。（）说法错误
28. 静止流体的法向应力等于零。（ ）正确答案：说法错误
29. 流线一般不能相交，且只能是一条光滑的折线。说法错误
30. 流体的黏性随着温度的增加而减小。说法错误
31. 流线愈密，流速愈小。说法错误
32. 在工程流体力学中，单位质量力是指作用在单位重量流体上的质量力。说法错误
四、主观题(共8道小题)
33.简述流体的形态特征和力学特征。
答：形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。
34.一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数内液面分别比A点高0.5m和1.5m，试求液面的绝对压强
Pa，金属测压计中心和容器和相对压强
。
答：由
得水箱液面的相对压强
绝对压强
或93.1kPa
35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知空压强
及真空度。
，试求A点的真
答：真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意
得A点真空压强
及真空度
36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为 度为
，闸门两侧水深分别为
和
，宽
，为避免闸门自动开启，试求转轴C至
闸门下端B的距离x。
答： 为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系
式中
故
37.利用检查井作闭水试验检验管径 的市政排水管道施工质量。已知排水
管堵头形心高程为256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。
答：排水管堵头形心处的相对压强
堵头所受的静水总压力
38.如图所示盛水（重度为 ）容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶 H ，试求每个螺栓所受的拉力 F 。
答：取上半球为隔离体，由 ，得
式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得
故每个螺栓所受的拉力为
39.如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径400mm，U形水银差压计读数 =300mm，管流速度
，试求相对压强
mm，管轴上A、B两点高差m/s，相对压强
。
，
和 A、B两断面间的机械能损失
答： 由差压计原理
得
由伯努利方程
考虑到
,得A、B两断面间的机械能损失
40.如图所示，为测流需要，在宽度
m的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底
经率定按
抬高0.3m。若测得抬高前的水深为1.8m，抬高后水面降低0.12m，水头损失抬高后流速水头的一半计算，试求渠道流量。
答：上游水深
，下游水深
据连续性方程
得 （1）
取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）和计算点（过流断面与液面的交点），从1→2列伯努利方程（
）
得
（2）
联立（1）、（2）两式，得
故渠道流量
工程流体力学A第二次作业
一、单项选择题(只有一个选项正确，共11道小题)
1. 下列各组物理量中，属于同一量纲的是（）。(D)管径、水深、水头损失
2. 已知压力输水管模型试验的线性比尺 比尺
和压强比尺
分别为（ ）。 (A)
，若原、模型采用同一流体，则其流量
3. 已知某变径有压管段的管径之比 (B) 2
，则相应的雷诺数之比（ ）。
4. 圆管层流运动过流断面上的最大流速与平均流速之比（ ）。 (C) 2
5. 已知某并联管路的两支路的比阻之比 之比
（ ）。(B)
，管长之比，则相应的流量
6. 下列关于长管水力计算的说法中，不正确的是（ ）。
(B) 串联管路的总流量等于各支路的流量之和
7. 明渠中不可能出现的流动为（ ）。(C) 非恒定均匀流
8. 对于有压管道均匀流，必有（ ）。(C)
9. 水力最优断面是指（ ）的渠道断面。(D) 在一定时，过流面积最大
10. 欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等，则渠道的边坡系数应为（0.75）。
11. 有过水断面面积、糙率、底坡均相同的四条矩形断面棱柱形长直渠道，其 底宽b与均匀流水深h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是( )。(C) b3= 2.8 m，h03
= 1.4m
二、不定项选择题(有不定个选项正确，共6道小题)
12. 下列命题中，正确的有（ ）。(A) 单位表征物理量的大小 (B) 量纲表征物理量的类别(D) 基本量纲的选取具有独立性
13. 水力相似一般应包括（ ）。 (A)几何相似 (B)运动相似(C)动力相似(D)边界条件相似(E) 初始条件相似
14. 下列流体中，属于牛顿流体的有（ ）(A) 水 (B) 汽油(D) 酒精
15. 1个工程大气压=（ ）(A) (B) (C)
16. 根据尼古拉兹试验成果知，（ ） (A) 层流区
(C) 紊流光滑区
(B) 层、紊过渡区
(D) 紊流过渡区 (E) 紊流粗糙区
17.下列关于长管水力计算的说法中，不正确的有（ ）(B) 串联管路的总流量等于各支路的流量之和 (E) 并联管路两节点间的总流量等于各支路的流量
三、判断题(判断正误，共1道小题)
18. 已知某管流的雷诺数
。（ ）正确答案：说法错误
，则其相应的断面平均流速与最大流速之比
四、主观题(共5道小题)
19.为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺验。已知原型涵洞的宽度速
m ，高度
m ，洞内设计水深
进行水工模型实m和设计流
m/s 。试确定模型的几何尺寸和模型流量。
答：（1）由给定线性比尺 计算模型各几何尺寸
模型宽
模型高
模型水深
（2）按弗劳德准则确定模型流速及流量
由弗劳德准则 ，得流速比尺 ，故
流速
流量
20.已知钢筋混凝土输水管道的水力半径 水头损失
，管壁粗糙系数
，水以均匀流流过1km长度上的
，试求管中的流速和流量。
答：由谢才公式 和曼宁公式,得流速
流量
21. 水从封闭容器A经直径 水面上的相对压强口
、阀门
、弯道
、长度的管道流入容器B。已知容器A内
；局部阻力系数，进
，沿程阻力系数、出口
，试求管路的通过流量。
答：取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点，从1→2列伯努利方程
得
管路流量
22.一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流，如图所示。已知污水流量道沿程阻力系数管长不得小于
，管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为
，管，
，上、下游渠道的流速均为。为避免污物在管中沉积，要求管中流速
。
，试确定倒虹吸管的管径及倒虹吸管两端的水位差
答：据题意
得
取标准管径 。管中流速
取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点（与液面交点），从1→2列伯努利方程
考虑到
，得
23. 试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。设计流量依地形条件采用数
）。
，断面采用边坡系数
，沟底坡度
的梯形，并用小片石干砌护面（粗糙系
答：将 和
代入明渠均匀流基本公式 ，得
取渠道断面尺寸
工程流体力学A第三次作业
一、主观题(共3道小题)
1. 简述堰流的定义及堰的分类。
参考答案：参见教材p214答：1）堰流的定义：无压缓流经壁溢流时，上游发生 水，然后水面跌落，这一局部水流现象称为堰流，障壁称为堰。2）堰的分类：①薄壁堰，水流越过堰顶时，堰顶厚度不影响水流的特性，薄壁堰根据堰口的形状，一般有矩形堰、三角堰何梯形堰等。薄壁堰主要用作测流量的一种设备。②实用断面堰，堰顶厚度对水舌的形状已有一定影响，但堰顶水流仍为明显弯曲向下的流动。实用断面堰的宗剖面可以是曲线形，也可以是折线形。③宽顶堰，堰顶厚度已大到足以使堰顶出现近似水平的流动，但其沿程水头损失还未达到显著的程度而仍可以忽略。
2.试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径 。已知河道设计流量（据水文计算得)m3/s,桥前允许壅水水深m，选定小桥进口形式后知
m，桥下铺砌允许流速
m/s，桥下游水深
。
，取动能修正系数
答：从出发进行设计：
①判别流动状态
因 ，故小桥过流为自由式。
②计算孔径
取标准孔径
③校核
，已转为淹没式过流。
（可以）
3.简述渗流系数的确定方法。
参考答案：参见教材p235
答：①经验公式法:这一方法是根据土壤粒径大小、形状、结构孔隙率和水温等参数所组成的经验公式来估算渗流系数。②实验室方法：这一方法是在实验室利用类似的渗流实验装置，并通过公式计算K. ③现场方法：在现场利用钻井或原有井做抽水或灌水试验，根据井的产水量公式计算。
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