河海大学研究生考试-水力学-2004真题答案

内容发布更新时间 : 2024/12/25 14:13:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

S1C水平线CNN

hEs-h缓流区hc急流区oEsminEs

根据上图:S1型水面曲线中,h?hc;可判断为缓流。 7. (4)

【参考答案】根据公式:Re?8. (4) 【参考答案】闸坝下有压渗流流网的形状仅于边界的几何形状有关。 9. (2) vd?,所以必须v、d以及?全部相等才会下界雷诺数相等。

12mvvv22??2?2?1 【参考答案】由Fr? ;Fr?ghmghgh2所以Fr?1,所以为急流。

10. (3) 【参考答案】通过计算可得:hc02?∴ hc02?ht 即为远离式水跃。

【点 评】根据hc02与ht的对比关系,有三种不同的衔接形式:

hc01h(1?8Fr12?1)?c01(7?1)?3hc01 22①当hco2②当hco2③当hco2?ht时,产生远离式水跃; ?ht时,产生临界式水跃; ?ht时,产生淹没式水跃;

Qvhcoht>hc02三、作图题(每题5分,共10分)

ht=hc02ht

1.定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线(管径为d常数)。

总水头线测压管水头线

【点 评】绘制虹吸管的总水头线和测压管水头线时,其测压管水头线位于管轴线下的区域即为真空发生区。

2.定性绘图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(渠道每段都充分长,糙率沿程不变)

i1ici3

四、计算题(本题7小题,共100分) 1. 【参考答案】

(1)分别利用牛顿内摩擦定律:

duu???1dyh?y??2??y?h ?duu??1??2?2??2??2dyy???1??1(2)

u?1FuuFu??1??2?()?????0此时阻力最小。 222Ah?yyA(h?y)y??1h?1h??1??1??y??2yy?2h1??1?2

【点 评】本题是对牛顿内摩擦力的考察,运用牛顿内摩擦定律???du,分清楚相对运动即可解出。dy求最值问题时用数学上求导数的方法。

2. 【参考答案】

已知:

b?2m,h2?0.4m,h1?1.9m,?0?0.98?103kg/m3Oh2?0.4m,R?1m;AB上的总压力

PB??rg?0.5??g?0.6??g?1.9?3.86?104Pa油水mmPB3.86?104??4.015m?g103?0.98?9.811PZ???gV?0.98?103?9.81?(?R2b?4.015?1?b)41?0.98?103?9.81?(?3.14?2?4.015?2)4?9.23?104N

Hg1PX???ghc?0.98?103?9.81?(4.015?)?2?8.68?104N2P?PX2?PZ2?12.7?104N

??arctanPZ?46.7?PX【定 评】考察水静力学部分内容,首先要正确的分析画出压力体图。画哪部分压力体看这部分曲面受到

哪部分液体作用,一定要找出该部分液面的自由液面。 此外牢记解析法求静水用压力的公式:

压力大小P??ghcAc,重点是找出形心。

对于作用在曲面上的压力:

px??ghcAcpz??gv,

p?px2?py2其中v为压力体体积。

3. 【参考答案】

列1—1与2—2能量方程:

p1v12p2v220???(x?y?z)???g2g?g2gv1d2211122v1?d1?v2?d2??2?44v2d19?v2?9v1

由静水压强平衡:

p1??gx?p2??gy?prgh?p1?p2?x?y?13.6h?g802 v12gx?y?13.6h?x?y?h??12.6h?又v1?802v12g4Q?1.415m/s ?d12?h?0.65m

【点 评】考察连续性方程、能量方程以及动量方程。注意以下两点: ①如果求力用动量方程,求压强用能量方程,求速度用连续性方程。 ②通常?F中包括:重力、断面压力及外力。?F?G?P?R,具体计算看哪一项有,哪一项无。

4. 【参考答案】根据动量方程:

① vcos???Q-------------------------vx: ?Rx??Q2y: 0??Q2v2sin???Q1v1------------------------②

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