渗流习题_水力学
第十一章 渗 流
1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 ( )
2、达西定律既适用于层流渗流，又适用于紊流渗流。 ( )
3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。 ( )
4、在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。 ( )
5、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。 ( )
6、在均质各向同性土壤中，渗流系数 k ( ) ( 1 ) 在各点处数值不同； ( 2 )是个常量； ( 3 )数值随方向变化 ； ( 4 )以上三种答案都不对。
7、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关： ( ) (1) 上游水位 (2) 渗流系数 (3) 上下游水位差 (4) 边界的几何形状
8、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速 ( ) (1) 加大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定 9、达西定律的表达式为_______________。符合达西定律的渗流其沿程水头损失 h f 与流速 v 的__________次方成正比。 10、完全井与非完全井的区别是
_______________________________________________________________________________________________。 11、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。
115.0 m 。河道在筑坝前的水位为 122.0 m ，岸边有地下水流入，测得 A 处的水位为 123.5 m 。A 处至河道的距离 l =670 m 。土壤渗流系数 k =16 m ／d (米／天)。求单宽渗流量q 。若筑坝后河中水位抬高至 124.0 m ，且筑坝前后流入河道中的地下水量不变，则 A 处水位将抬高多少？ 2
13、某水闸地基的渗流流网如图所示。已知 H 1=10 m ，H 2=2 m ，闸底板厚度 δ=0.5 m 。地基渗流系数 k =1×10-5
m ／s 。求：(1)闸底 A 点渗流压强 p A ；(2)网格 B 的平均渗流速度 u b (?s =15.m )；(3)测压管1、2、3中的水位值(以下游河
底为基准面)。 ( 73.5KN/m 2; 6
107.6-?m/s; h 1=h 2=8m; h 3=4m )
h 1=12 m ，下游水深 h 2=2 m ，地面高程为 100.0 m ，A 、B 、C 三点的高程分别为 Z A =98.0 m ，Z B =96.0 m ，Z c =97.0 m 。求：(1)A 、B 、C 三点的测压管水位，（以下游水面为基准面）；(2)A 、B 、C 三点的渗流压强。 ( h A =h B =5m; h C =2m; p A =88.2KN/m 2; p B =107.8KN/m 2; p C =68.6KN/m 2; )
15、某完全普通井。井底至一水平不透水层。在不从井中取水时，井水位高 H ，取水流量为 q v 时，井中水位 为 h 。
渗流系数为 k ，井的半径为 r 0。试求井周围渗水层中的浸润线方程。 ( 0
2
02
lg 733.0r r
k q h z v =
- )
16、现有一承压含水层，渗流系数为 k ，厚度为 t ，现在不透水层上钻孔(半径 r 0)至下达到不透水层，形成一 完全自
流井。流量为 q v 时，井中水 位为 h 0 ，试求含水层的测压管水头线方程。 ( 0
2
02
ln 2r r
kt q h z v π=
- )
17、如图所示，在渗透仪的圆管中装有均质的中沙，圆管直径 d =15.2 cm ，上部装有进水管，及保持恒定水 位的溢流管
b 。若测得通过沙粒的渗透流量 q v =2.83 cm 3
／s ，其余数据见图，从 2－2 到 3－3 断面的水头损失 忽略不计，要求计算渗透系数。 ( 0.0467cm/s )
18、一含水层宽(垂直纸面) b =500 m ，长 L =2000 m ，k 1=0.001cm ／s ，k 2=0.01 cm ／s ，厚度 T =4 m ，上下游水位 如图，
求通过此含水层的流量和渗流流速。 ( 41045.5-?m 3/s ; 5
107.2-?cm/s )
19、厚度M=15m 的含水层，用两个观测井（沿渗流方向的距离为l=200m ）测得观测井1中的水位为64.22m ，观测井2中的水位为63.44m 。含水层由粗砂组成，已知渗透系数k=45m/d 。试求含水层单位宽度（每米）的渗流量q 。(2.63m 2/d)
20、如图所示，一渠道与一河道相互平行。长l=300m ，不透水层的底坡i=0.025，透水层的渗透系数k=2*10-3cm/s 。当渠中水深h 1=2m ，河中水深h 2=4m 时，求渠道向河道渗流的单宽渗流量，并计算起浸润线。 (3
10434.9-?cm 2/d)
21、某处地质剖面如图所示。河道的左岸为透水层，其渗透系数k=2*10-3cm/s 。不透水层的底坡i=0.005。距离河道1000m 处的地下水深为2.5m 。今在该河修建一水库，修建前河中水深为1m ，地下水补给河道；修建后河中水位抬高了10m ，
设距离1000m 处的原地下水位仍保持不变。试计算建库前和建库后的单宽渗流量。 (31064.2-?cm 2/s; 3
103.4-?cm 2/s)
22、如图所示，河边岸滩有两种土壤组成。已知河道水深为5m ，不透水层底坡为零。距离河道250 m 处的地下水深为12m ，试求距离河道为50m 处的地下水深。砂卵石的渗透系数为50m/24hr ，砂的渗透系数为2m/24hr 。( 10.98m )
23、有一完全井如图所示。井半径r 0=10cm 。含水层原厚度H=8m ，渗透系数k=0.003cm/s 。抽水时井中水深保持为h 0=2m ，影响半径R=200m 求出水量Q 和距离井中心r=100m 处的地下水深度h 。 (4
104.7-?cm 3/s; 7.63m )
24、如图所示，利用半径r 0=10cm 的钻井（完全井）左注水试验。当注水量稳定在Q=0.20l/s 时，井中水深h 0=5m ，含水层为细砂构成，含水层水深H=3.5m ，试求其渗透系数值。 (3
1066.3-?cm/s )
25、如图所示，在基坑四周设6个抽水井，位于r=50m 的圆周上。井群为正六角形分布。原地下水深度H=20m ，井的半径r=0.30m ，总抽水量Q=0.03m 3/s （各井平均分担）。井群的影响半径R ≈600m ，含水层的渗透系数k=0.4*10-3cm/s 。试绘制图示M-N 线的地下水位线。
26、某均质土坝建于水平不透水地基上，如图所示。坝高为17m ，上游水深H 1=15m ，下游水深H 2=2m ，上游边坡系数m 1=3，下游边坡系数m 2=2，坝顶宽b=6m ，坝身土的渗透系数k=0.1*10-2cm/s 。试求单宽渗透流量并绘出浸润线。
27、试绘出如下各图中透水地基的流网图（可将图放大两倍然后绘流网）。
28、某闸的剖面如图所示，现已给出流网，渗透系数k=2*10-6m/s ，求单宽渗流量，单宽扬压力,及绘出下游出渗面上7米范围内的逸出流速分布图。 (6108.4-?≈q m 3/sm; 508.16KN/m )
29、如图所示一筑于透水地基上的水闸，渗透系数k 为4*10-3cm/s 。试用流网法求单宽渗流量，渗透压强分布图和单宽扬压力。 ( 6107.36-?=q m 3/sm; 3255KN/m )
30、某工厂区为降低地下水位，在水平不透水层上修建了一条长100m 的地下集水廊道，然后经排水沟排走。经实测，在距廊道边缘距离s 为80m 处地下水位开始下降，该处地下水水深H 为7.6m ，廊道中水深h 为3.6m ，由廊道排出总流
量Q 为2.23m 3/s ，试求土层的渗透系数k 值。 ( 2
104-?m/s )
ADINA软件在土石坝渗流场计算中的应用
第22卷 第1期2006年3月 西北水力发电 JOURNAL OF NORTH W EST HYD ROEL ECTR I C POW ER V o l.22 N o.1 M ar.2006 文章编号:167124768(2006)0120039204 AD INA软件在土石坝渗流场计算中的应用 熊 政,何蕴龙,韩 健 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072) 摘 要:根据基本方程及定解条件的比较分析,将AD I NA软件的温度场模块分析功能应用于渗流场的分析,并采用死活单元技术,通过迭代算法计算自由水面位置(浸润线),解决了实际工程观音岩心墙土石坝渗流稳定问题的求解。该方法可以解决复杂边界、多种介质的渗流问题,为实际工程设计应用提供强有力的途径。 关键词:土石坝;有限元;AD I NA软件;温度场;渗流场;死活单元;浸润线 中图分类号:TV641文献标识码:B 1 前言 渗流是土石坝的一个重要研究课题。土石坝的渗流属于地下水流的性质,其流动性态及对土石坝的破坏现象和过程,不易从表面发现,而在发现问题以后往往又难以补救。根据土石坝破坏的一些调查统计资料看,由渗流引起的破坏占相当高的比例。由此可见,渗流会对土坝稳定产生严重的危害。实际工程中,渗流边界条件非常复杂,介质也不单一,采用通常水力学近似解法难以得到满意结果。随着有限元技术的成熟,有限元法成为渗流分析的主要数值方法,对渗流场已经可以达到比较精确的模拟了。AD I NA软件是美国AD I NA R&D公司的产品,是基于有限元技术的大型通用分析仿真平台,其广泛应用到各个行业领域,具有强大的前、后处理功能和求解器。在AD I NA软件的温度场计算模块中,定义有渗流材料,具有专门的渗流场模拟计算功能,能得出令人满意的结果。 2 计算原理 AD I NA理论手册给出温度场的控制分析方程为: 5 5x k x 5Η 5x+ 5 5y k y 5Η 5y+ 5 5z k z 5Η 5z+q B=0 (1)边界条件满足: Η S1=Η(2) k n 5Η 5n S2=q S(3)式中 Η——温度; k x、k y、k z——为介质三向热传导率; q B——域内热源密度(即单位体积热生成 率); S1、S2——两类已知边界条件(已知边界温 度和已知边界热源密度); q S——边界热源密度。 若以渗透总水头H代替式中的Η,三向渗透系数K x、K y、K z代替k x、k y、k z,q0代替q S,同时q B 取为零,则上式变成: 5 5x K x 5H 5x+ 5 5y K y 5H 5y+ 5 5z K z 5H 5z=0 (4) 收稿日期:2005210224 作者简介:熊政(19802),男,湖北广水人,武汉大学在读硕士生。
水力学基础试题二(含答案)
试卷2 一 、选择题：（每题3分，共30分） 1液体运动粘性系数的量纲为 A TL -1 B ML -1T -1 C L 2/T 2 D L 2T -1 2在恒定流中 A 流线一定相互平行 B 断面平均流速必定沿程不变 C 不同瞬时流线可能相交 D 同一点处不同时间的动水压强相等 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B0.32m/s C0.2m/s D0.1m/s 4表示惯性力和粘性力之比的无量纲数为： A 弗劳德数 B 欧拉数 C 雷诺数 斯特罗哈数 5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定 6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则 沿程水头损失之间的关系为： A h A =h B B h A >h B C h A
水力学试题带答案
水力学试题带答案
水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流；
水泥砂浆水力劈裂试验研究
第25卷 增1 岩石力学与工程学报 V ol.25 Supp.1 2006年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb.，2006 收稿日期：2005–08–10；修回日期：2005–12–02 基金项目：国家自然科学基金重点项目(50239070)；南京水利科学研究院青年基金资助项目(Y10402) 作者简介：速宝玉(1936–)，1958年毕业于华东水利学院河川水工结构专业，现任教授、博士生导师，主要从事岩土工程渗流及其控制方面的研究工作。E-mail ：iamxiexh@https://www.wendangku.net/doc/965546727.html, 水泥砂浆水力劈裂试验研究 速宝玉1，谢兴华2，王国庆3 (1. 河海大学 水电学院，江苏 南京 210098；2. 南京水利科学研究院 水工水力学研究所，江苏 南京 210029； 3. 浙江省钱塘江管理局，浙江 杭州 310016) 摘要：选用水泥砂浆作为试验材料，研究其在水力劈裂条件下的破坏特征。制作空心圆柱试件，在三轴渗流应力耦合试验仪上进行水力劈裂破坏试验，得到试件破坏时的应力状态没有满足整体的破坏条件。对此做了详细研究，认为之所以出现这种情况是因为材料不均匀。材料的不均匀引起了试件内部应力场分布不均匀。在处于高应力的某些点上，首先达到破坏条件(拉剪破坏条件)，出现微裂纹。微裂纹出现以后，应力集中显著，微裂纹沿裂尖继续扩展，直到整体劈裂，试件破坏。文中建议用材料非均匀系数描述这种非均质材料的破坏特性。非均质系数越大，材料发生低应力状态破坏的可能性越大。 关键词：水利工程；水力劈裂；试验研究；非均值材料；非均质系数 中图分类号： TV 31 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2006)增1–2952–06 HYDRAULIC FRACTURE TEST ON CEMENT AND SAND MORTAR SU Baoyu 1，XIE Xinghua 2，WANG Guoqing 3 (1. College of Water Conservancy and Hydropower Engineering ，Hohai University ，Nanjing ，Jiangsu 210098，China ； 2. Department of Hydraulic Engineering ，Nanjing Hydraulic Research Institute ，Nanjing ，Jiangsu 210029，China ； 3. Qiantang River Directorial Bureau ，Hangzhou ，Zhejiang 310016，China ) Abstracts ：Hollow columns were made with sand-cement grout as test samples ，on which the failure characteristic was studied in the condition of tri axis hydraulic fracturing. The samples were tested on tri axis seepage-stress coupled test apparatus. The data from test show that the stress states did not meet the failure criterion when samples failure. That phenomenon was studied in detail. The result that it was the asymmetry of the sample material leads to the stress field asymmetry. And local high stress can make sample failure from the local spot. Then stress concerctration happened in the failure spot ，which focused on the fracture tip. And then the fracture development was induced. Finally the sample damaged entirely. A new concept ，inhomogeneous coefficient ，was set up to be used to describe the phenomenon of brittle materials failure in low stress level. For any brittle materials ，the larger the inhomogeneous coefficient is ，the larger the possibility of failure in low stress level is. Key words ：hydraulic engineering ；hydraulic fracture ；test study ；inhomogeneous material ；inhomogeneous coefficient 1 引 言 我国西部高山峻岭，水量丰富，蕴藏着丰富的 水利资源，在一些合适的地址开一条不长的引水隧洞就能获得几百米水头。开发这些既经济又清洁的水能资源面临着许多要解决的理论和技术问题。其中之一是高水头对混凝土结构衬砌体的水力劈裂问
(完整版)水力学试题带答案
水力学模拟试题及答案 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力。 答案：c （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流；
水力学模拟试题及答案(一)教学文稿
水力学模拟试题及答案（一） 1、选择题：（每小题2分） （1）在水力学中，单位质量力是指（ C ） a、单位面积液体受到的质量力； b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力； d、单位重量液体受到的质量力 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 答案：d （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 答案：b （4）水力学中的一维流动是指（） a、恒定流动； b、均匀流动； c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（） a、8； b、4； c、2； d、1。 答案：b （6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数 与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 答案：c （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为 a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m 答案：c （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 答案：c （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 答案：b （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为 a、缓流； b、急流； c、临界流； 答案：b
+++水电模拟渗流实验
+++水电模拟渗流实验
中国石油大学渗流力学实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： - 水电模拟渗流实验 一、水电模拟原理 1、水电相似原理 利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微 分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。 多孔介质中流体的流动遵守达西定律： )(p grad K A q v μ-== (3-1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm 3/s ；A —渗流截面积，cm 2；K —渗透率，2m μ； μ—流体粘度，s mPa ?；P —压力，0.1MPa 。 通过导体的电流遵守欧姆定律： )(U grad S I ρδ-== (3-2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm 2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。 均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程： 0)(=???? ??P grad K div μ (3-3) 均匀导体中电压分布方程： ()div grad U ρ()=0 (3-4)
对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描 述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。 2、水电相似准则 物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下： 1）几何相似系数 模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即： ()()m l o L C L = (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2）压力相似系数 模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即： ()()m p o U C P ?=? (3-6) 3）阻力相似系数 模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即： f m r R R C = (3-7) 4）流动相似系数 模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即：
水力学(闻德荪)习题答案第四章
选择题（单选题） 等直径水管，A-A 为过流断面，B-B 为水平面，1、2、3、4为面上各点，各点的流动参数有以下关系：（c ） （a ）1p =2p ；（b ）3p =4p ；（c ）1z + 1p g ρ=2z +2p g ρ；（d ）3z +3p g ρ=4z +4p g ρ。 伯努利方程中z +p g ρ+2 2v g α表示：（a ） （a ）单位重量流体具有的机械能；（b ）单位质量流体具有的机械能；（c ）单位体积流体具有的机械能；（d ）通过过流断面流体的总机械能。 水平放置的渐扩管，如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：（c ） p p 2 （a ）1p >2p ；（b ）1p =2p ；（c ）1p <2p ；（d ）不定。 黏性流体总水头线沿程的变化是：（a ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 黏性流体测压管水头线的沿程变化是：（d ） （a ）沿程下降；（b ）沿程上升；（c ）保持水平；（d ）前三种情况都有可能。 平面流动具有流函数的条件是：（d ） 无黏性流体；（b ）无旋流动；（c ）具有速度势；（d ）满足连续性。 4.7一变直径的管段AB ，直径A d =0.2m ，B d =0.4m ，高差h ?=1.5m ，今测得A p =302 /m kN ，B p =402/m kN ， B 处断面平均流速B v =1.5s m /.。试判断水在管中的流动方向。
解： 以过A 的水平面为基准面，则A 、B 点单位重量断面平均总机械能为： 4 2323010 1.0 1.50.40 4.89210009.80729.8070.2A A A A A p v H z g g αρ???? =++=++?= ?????（m ） 232 4010 1.0 1.51.5 5.69210009.80729.807 B B B B B p v H z g g αρ??=++=++=??（m ） ∴水流从B 点向A 点流动。 答：水流从B 点向A 点流动。 4.8利用皮托管原理，测量水管中的点速度v 。如读值h ?=60mm ，求该点流速。 解： 10 3.85 u = = ==（m/s ） 答：该点流速 3.85u =m/s 。 4.9水管直径50mm ，末端阀门关闭时，压力表读值为212 /m kN 。阀门打开后读值降至
水力学试题与答案
(1)在水力学中，单位质量力是指( ) a、单位面积液体受到的质量力；b单位体积液体受到的质 量力； c单位质量液体受到的质量力；d单位重量液体受到的质量力。 答案：C (2)在平衡液体中，质量力与等压面( ) a、重合；b平行c、相交；d正交。 答案：d (3)液体中某点的绝对压强为100kN/m2,贝U该点的相对压强为 a、1 kN/m2 b 2 kN/m2c、5 kN/m2d、10 kN/m2 答案：b (4)水力学中的一维流动是指( ) a、恒定流动；b均匀流动； c层流运动；d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 答案：d (5)有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=() a、8； b 4； c 2；d、1。 答案：b (6)已知液体流动的沿程水力摩擦系数，与边壁相对粗糙度和雷诺数Re 都有关，即可以判断该液体流动属于
a、层流区；b紊流光滑区；c紊流过渡粗糙区；d、 紊流粗糙区 答案：C （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波 速C=Iooom/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速V Q为 a、1.54m b 、2.0m C 、2.45m d、 3.22m 答案：C （8）在明渠中不可以发生的流动是（） a、恒定均匀流；b恒定非均匀流； c非恒定均匀流；d、非恒定非均匀流。 答案：C （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 a、均匀缓流；b均匀急流；C非均匀缓流；d、非均匀 急流。 答案：b-+ （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s,已知渠 中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为HVHk 激流 a、缓流；b急流；C临界流；答案：b （11）闸孔出流的流量
水电模拟渗流实验
中国石油大学渗流力学实验报告 实验日期：成绩： 班级：学号：姓名：教师： 同组者： 实验三水电模拟渗流实验 一、实验目的 1. 掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。 2. 测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。 3. 测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。 二、实验流程及原理 实验电路如图3-7所示。图3-4中拔下电流表与可变电阻相连的一端，使其与测量电源的低压端连接，电流表另一端与带铜丝的导线2连接，如图3-7所示。改变调压器，由测量电压表读出供给边缘与生产井2之间的电压值，由电流表读出电流值。 图3-7 圆形恒压边界中心一口直井电路图 1 - 电解槽 2 - 铜丝（模拟井） 3 - 供给边界 三、计算原理 圆形恒压边界中心一口直井（完善井）稳定生产时产量计算公式：
2ln e f w Kh P P Q r R r πμ??== (3-17) 地层中任一点压力分布公式： ln ln ln W e w w P r P P A B r r r r ?=+?=+ (3-18) 由相似原理可知，模拟模型中电压与电流同样满足上述关系式： 完善“井”“产量”公式： 2ln m em m wm h U U I r R r πρ??== (3-19) 改变电压U ?值，并测得相应的电流值I 。由此可得到U ?-I 关系曲线（理论上应为直线）。 任一点电压分布公式： ln ln ln m wm m m m em wm wm r U U U A B r r r r ?=+ =+ (3-20) 固定U ?值,测得不同m r 处的电位值U ，由此可得“压降”漏斗曲线。 由“完善井” 电压与电流的关系及相似系数Cp 、Cq ，可以求出完善井压差（w e P P -）与流量的关系： 流量： q C I Q = ； 压差： p w e C U P P ?= - (3-21) 由模拟条件下任意半径m r 处的电位值U ，可求得实际地层中任意半径r 出的压力P ，即可求得地层中的压力分布： 压力：p C U P = ； 对应半径： L m C r r = (3-22) 式(3-18)的压力及半径均用式（3-22）处理，可求得实际地层中任意点的压力分布。
水力学习题及答案教学资料
水力学习题及答案
晓清公司新员工培训《水力学》测试题 （其中注明难题的请谨慎选用） 1理想流体的基本特征是（）。 A．黏性系数是常数 B. 不可压缩 C. 无黏性 D. 符合牛顿内摩擦定律 2水的动力粘性系数随温度的升高（）。 A．增大 B．减小 C．不变 D．不定 3 流体运动粘度ν的单位是（）。 A．m2/s B．N/m C. kg／m D. N·s／m 4当水受的压强增加时，水的密度（）。 A．减小 B．加大 C.不变 D．不确定 5气体体积不变，温度从0℃上升到100℃时，气体绝对压强变为原来的 （C）。 A．0.5倍 B．1.56倍 C．1.37 D．2倍 6如图，平板与固体壁面间间距为1mm，流 题6图体的动力粘滞系数为0.1Pa·s，以50N 的力拖动，速度为1m/s，平板的面积是（B ）。 A．1m2 B．0.5 m2
C．5 m2 D．2m2 7牛顿流体是指（）。 A．可压缩流体 B．不可压缩流体 C．满足牛顿内摩擦定律的流体 D．满足牛顿第二定律的流体 8静止液体中存在（）。 A．压应力 B．压应力和拉应力 C．压应力和切应力 D．压应力、拉应力和切应力。 9根据静水压强的特性，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 10金属压力表的读值是（）。 A．绝对压强 B．相对压强 C．绝对压强加当地大气压 D．相对压强加当地大气压。 11 某点的真空压强为65000Pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。 A．65000Pa B．55000Pa C．35000Pa D． 165000Pa。 12绝对压强p aBs与相对压强p、真空度p v、当地大气压p a之间的关系是（）。 A．p= p a -p aBs B．p=p aBs+p a C．p v=p a-p aBs D．p=p v+p a。
水力学模拟题及答案
水力学模拟试题库 一、判断题: (20分) 1.液体边界层的厚度总是沿所绕物体的长度减少的。（） 2.只要是平面液流即二元流，流函数都存在。（） 3.在落水的过程中，同一水位情况下，非恒定流的水面坡度比恒 定流时小，因而其流量亦小。（） 4.渗流模型中、过水断面上各点渗流流速的大小都一样，任一点 的渗流流速将与断面平均流速相等。（） 5.正坡明槽的浸润线只有两种形式，且存在于a、c两区。（） 6.平面势流的流函数与流速势函数一样是一个非调和函数。 （） 7.边界层内的液流型态只能是紊流。（） 8.平面势流流网就是流线和等势线正交构成的网状图形。 （） 9.达西公式与杜比公式都表明：在过水断面上各点的惨流流速都与断面平均流速相等。（） 10.在非恒定流情况下，过水断面上的水面坡度、流速、流量水位 的最大值并不在同一时刻出现。（） 二、填空题: (20分) 1.流场中，各运动要素的分析方法常在流场中任取一个微小平行六面体来研究，那么微小平行六面体最普遍的运动形式有：，，，，四种。 2.土的渗透恃性由：，二方面决定。 3.水击类型有：，两类。 4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有，，三种。 5.构成液体对所绕物体的阻力的两部分是：，。 6.从理论上看，探索液体运动基本规律的两种不同的途径是：，。 7.在明渠恒定渐变流的能量方程式：J= J W+J V +J f 中，J V的物理意义是：。
8.在水力学中，拉普拉斯方程解法最常用的有：，，复变函数法，数值解法等。 9.加大下游水深的工程措施主要有：，使下游形成消能池；，使坎前形成消能池。 三计算题 1(15分).已知液体作平面流动的流场为： u x = y2–x2+2x u y = 2xy–2y 试问：①此流动是否存在流函数ψ，如存在，试求之； ②此流动是否存在速度势φ，如存在，试求之。 2(15分).某分洪闸，底坎为曲线型低堰．泄洪单宽流量q=11m2/s,上下游堰高相等为2米，下游水深h t=3米，堰前较远处液面到堰顶的高度为5米，若取?=0.903，试判断水跃形式，并建议下游衔接的形式。（E0=h c+q2/2g?2h c2） 3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示，左岸透水层中有地下水渗入河槽，河槽水深1.0米，在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米，当此河槽下游修建水库后，此河槽水位抬高了4米，若离左岸 1000米处的地下水位不变，试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少? 其中 k=0.002cm/s ； s.i=h2-h1+2.3h0lg[(h2-h0)/( h1-h0)]
中国石油大学(华东)水电模拟实验
水电模拟渗流实验 一、 实验目的 1. 掌握水电模拟的实验原理、实验方法，学会计算相似系数。 2. 测定圆形定压边界中心一口直井生产时产量与压差的关系，并与理论曲线进行对比，加深对达西定律的理解。 3. 测定生产井周围的压降漏斗曲线，加深对压力场的分布的认识。 二、实验原理 （一）、水电模拟原理 1、水电相似原理 利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。 多孔介质中流体的流动遵守达西定律： q v= =grad p K A μ -（） (3-1) 式中，v —流速，m/s ；q —流量，cm3/s ；A —渗流截面积，cm2；K —渗透率，； μ—流体粘度，μm 2；P —压力，0.1MPa 。 通过导体的电流遵守欧姆定律： = =grad I S δρ-（U ） (3-2) 式中，ρ为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；δ-电流密度，安培/cm2；I-电流，安培，S-导体截面积，cm 2。 均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程： div grad p =0K μ?? ??? （） (3-3) 均匀导体中电压分布方程： ()div grad =0ρ（U ） (3-4) 对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。
2、水电相似准则 物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。各相似系数之间满足一定的约束条件，称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下： 1）几何相似系数 模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即： m l o = (L)C （L ） (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2）压力相似系数 模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即： m p o =(p)C ??（U ） (3-6) 3）阻力相似系数 模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即： m r f =R C R (3-7) 4）流动相似系数 模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即： =k C ρρμ (3-8) 5）流量相似系数 电流与井产量（或注入量）的比值。即： q = I C Q (3-9) 式中，下标m 表示模型中的参数，o 表示地层中的参数； L —地层（模型）或井的几何尺寸； U ? —模型中的电位差； p ? —油层中的压力差； R m —电解质溶液的电阻； R f —地层流体的渗流阻力； I —模型中的电流； Q —井产量（或注入量）； C l —几何相似系数； C p —压力相似系数；
水力学试卷3及答案
水力学试卷(3) 一、填空题（每空1分，共30分） 1.水力学的研究方法包括( )、( ) 、( ) 。 2. 液体的主要物理性质为（）、（）、（）、（）、（）、（）。 3. 水力学研究的两大基本规律：一是关于液体平衡的规律，即（）；二是关于液体运动的规律，即（）。 4.计算平面上静止液体作用力的两种方法是( ) 、( )。 5. 静止液体中压强的表示方法为（）、（）、（）。 6.描述液体运动的两种方法( ) 、( ) 。 7.液体运动的两种型态( )、( )。 8. 实际液体恒定总流的能量方程的适用条件为（）、（）、（）、（）、（）。 9.有压管路中水击分为( ) 、( ) 。 10.堰根据堰顶宽度和堰上水头的比值可分为( ) 、( )、( ) 。 二、名词解释（每个4分，共20分） 1.经济流速 2.断面比能 3.管网总成本 4.水跃 5.渗流系数 三、简答（每题5分，共20分） 1 什么是水力学？（5分） 2 明渠中水流的流动形态和判别方法分别有哪些？（5分） 3.何为有压管路中的水击？水击的类型有哪些？（5分） 4.简述渗流系数及其确定方法？（5分） 四、计算题（共30分）
1. 有一封闭水箱，箱内的水面至基准面高度z＝2m，水面以下A、B两点的位置高度分别为z A ＝1．0m，z B ＝1．2m，液面压强p 0 ＝105kPa(绝对压强)，如图1所示。试求：①A、B两点的绝对压强和相对压强；②A、B两点的测压管水头。（10分） 2.有一沿铅垂直立墙面敷设的弯管（如图2所示），弯头转角为90 O ，起始断面1—1与终止断面2—2间的轴线长度L为4m,两断面中心高差ΔZ为3m，已知1—1断面中心处动水压强p 1 为112.5KP a ，两断面之间水头损失h w 为0.15m，已知管径d为0.25m，试求当管中通过流量Q为0.08m 2 /s时，水流对弯头的作用力。（20分） （图1 ）（图 2 ） 水力学试卷(3)答案 一、填空题（每个1分，共30分） 1. 理论方法、实验方法、量纲分析法 2. 惯性、质量与密度，万有引力与重力，粘滞性与粘滞系数，压缩性及压缩率，表面张力，汽化 3. 水静力学，水动力学 4. 解析法、图解法 5. 绝对压强、相对压强、真空度 6. 拉格朗日法、欧拉法 7. 层流、紊流 8. 恒定流，质量力仅为重力，不可压缩液体，渐变流断面，两断面间无分流和汇流9. 直接水击、间接水击10. 薄壁堰、实用堰、宽顶堰 二、名词解释（每个4分，共20分） 1.经济流速－使给水工程的总成本最低的管网流速。
水力学基础试题一(含答案)
试卷1 一 、选择题：（每题3分，共30分） A 非牛顿液体 B 理想液体 C 牛顿液体 D 宾汉液体 2两层静止液体，上层为油(密度为1ρ)，下层为水(密度为2ρ)，两层液体深相同，皆为h ，水、油分界面的相对压强 与水底面相对压强的比值为： A 211ρρρ+ B 121ρρρ+ C 21ρρ D 12 ρρ 3圆管是层流，实测管轴上流速0.4m/s ，则断面平均流速为 A 0.4m/s B 0.32m/s C 0.2m/s D 0.1m/s 4雷诺数的物理意义是 A 重力和惯性力之比 B 重力与粘性力之比 C 粘性力与惯性力之比 D 惯性力与粘性力之比 5 明渠均匀流的断面单位能量中，单位势能与单位动能相等，则可判定此水流为 A 缓流 B 急流 C 临界流 D 无法判定 6 A 、B 两根管道，A 管输水，B 管输油，其长度，管径，壁面粗糙度和雷诺数相同，则沿程水头损失之间的关系为： A h A =h B B h A >h B C h A
渗流场油井干扰模拟试验
渗流场油井干扰模拟实验 【实验目的】 1.通过水电模拟实验研究，掌握水电模拟相似原理； 2. 掌握绘制径向流时等压线的方法。 【实验内容】 1. 测定两口生产井和一口注水井共同作业时渗流场中各口井等压线的分布。 2. 此装置还可测定水平井水平段渗流场的等压线分布。 【实验原理】 1.水电相似原理 水电模拟实验装置是根据渗流场和电场的相似原理建立的，其相似原理如实验二。 2.势的叠加原理 油气田开发时大量生产井、注入井同时工作，而且各井投产先后不同，已投产的井在工作期间产量、压力等工作制度也经常变化，新投产井会使原来渗流场发生变化，井与井之间工作制度改变也会影响邻近井的产量和压力分布，这种井间相互影响的现象称为井间干扰。多井同时工作时，地层中任一点的压降应等于各井以各自不变的产量单独工作时在该点造成的压降的代数和。势的迭加原理就是若均质等厚不可压缩无限大地层上有许多个点源、点汇同时工作，地层中任一点的势（势差）应该等于每个点源、点汇单独工作时在该点所引起的势（势差）的代数和。 根据水电相似理论，用电场模拟渗流场，电解质模拟地层的渗流阻力，在模型水槽中放置两口负电位模拟两口生产井，一个正电位模拟一口注水，他们同时加电时，各井之间就形成了电势干扰。 渗流场中势的叠加原理是解决油气藏几口井同时作业时渗流场中各等势线的分布的基本原理。 由于每口井的工作都会影响到地层内各点压力降低，当有多井工作时，地层中任一点M 的压降，应等于各井单独工作时对M 点引起的压降的总和。对M 点而言，形成的压降为M e p p -，相应的势差就等于M e Φ-Φ。当有n 口井同时工作时，地层中任一点的压降应等于各井单独工作时对M 点引起的压降的代数和，即 () ∑=Φ-Φ=Φ-Φn i Mi ei M e 1 式中：Mi Φ——第i 井单独工作时的M 点的势。
水力学基础试题九(含答案)
试卷9 一 、填空题：（每空1分，共10分） 1．输水管道的流量和水温一定，当管径减小时，水流雷诺数 随之 。 2.对于紊流有Fr 1、 h h k 、i i k 、h Es ?? 0。 3.满足 条件的堰流是薄壁堰；满足 条件的堰流是实用堰；满足 条件的堰流是宽顶堰。 4明渠均匀流的总水头线、水面线及底坡三者 。 5.一梯形过水断面按水力最佳断面设计，其水深为2m ，边坡系数为1.5，则其底宽为 m 。 二、判断题：（每题2分，共10分） 1因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。（ ） 2只有当相对压强小于零时，才能座及到真空度的概念。（ ） 3在紊流粗糙区中，对于同一种材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。（ ） 4缓流时断面单位能量随水深的增大而增加，急流时断面单位能量随水深的增大而减少。（ ） 5在实际工作中，直接水击是我们应尽力避免的，因为此时阀门处的压强未能达到最大值。( ) 三、说明题（3小题，共20分） 1. （本题6分）说明图中所示管段AB 中的水流在阀门C 开 启的过程中属于恒定流或非恒定流，均 匀流或非均匀流。（6分） C 2．（本题7分）应用水面曲线微分方程来分析下图中b 区水面线的形状。
( ) 1 ) ( 1 2 2 Fr k k i ds dh - - = k i i< < 3. 绘制出尼库拉兹的分区实验图，并指出每一区的沿程阻力系数的影响因素。 四、绘图题（4小题，共25分） 1. （本题5）绘出图中的总水头线和测压管水头线：（5） 2. （本题6）绘图各受压面上的压强分布图：（6） 3．（本题7）绘出图中的压力体：（7）
中国石油大学华东渗流力学实验报告之水电模拟实验
中国石油大学渗流力学实验报告 实验日期：2013.11.18 成绩：_________ 班级：石工11-13学号:11021626姓名: 李华教师: 霸天— 同组者：小— 实验三水电模拟渗流实验 一、水电模拟原理 1、水电相似原理 利用电场模拟地层流体的渗流规律，机理在于流体通过多孔介质流动的微分方程与电荷通过导体材料流动的微分方程之间的相似性，即水-电相似原理。 多孔介质中流体的流动遵守达西定律： grad (p) (3-1) 式中，v—流速，m/s；q—流量，cm3/s； A —渗流截面积，cm2；K —渗透率，J m2；J—流体粘度，mPa ￡；P—压力，O.lMPa。 通过导体的电流遵守欧姆定律： 、二」grad (U) (3-2) S 式中，「为电导率，是电阻率的倒数，西门子/cm ；U —电压，伏；、：-电流密度，安培/cm2；I- 电流，安培，S-导体截面积，cm2。 均质地层不可压缩流体通过多孔介质稳定渗流连续性方程： div.￡ grad (P)j = 0 (3-3) 均匀导体中电压分布方程： div ' grad(U) = 0 (3-4) 对比方程上述方程可以看出：电场与渗流场可用相同的微分方程进行描述，因此，不 可压缩流体的稳定渗流问题可用稳定电场进行模拟。于是可以用电位分布来描述渗流场的压 力分布，用电流来描述流量或流速，电阻描述渗流阻力。 2、水电相似准则
物理模拟模型各参数与油层原型相应参数之间存在比例关系，称为相似系数。各相似系数之间 满足一定的约束条件，称为相似准则。水电模拟各相似系数定义如下: 1）几何相似系数 模型的几何参数与油层的相应几何参数的比值。即： (3-5) 任意点的几何相似系数必须相同。 2）压力相似系数 模型中两点之间的电位差与地层中两相应点之间的压差的比值。即: 2U \ C p m（3-6） P o 3）阻力相似系数 模型中的电阻与油层中相应位置渗流阻力的比值。即： (3-7) 4）流动相似系数 模型中电解质溶液的电导率与地层流体流度的比值。即： C （3-8） K 5）流量相似系数 电流与井产量（或注入量）的比值。即： (3-9) 式中，下标m表示模型中的参数，o表示地层中的参数； L —地层（模型）或井的几何尺寸；I —模型中的电流; Q—井产量（或注入量）；R m —电解质溶液的电阻； R f —地层流体的渗流阻力；U —模型中的电位差; P—油层中的压力差；C p —压力相似系数;