五、简答题：下列2个题目中任选一个回答。（本题10分）
1.在“流动现象演示实验”（设备挂在墙上）中，仪器巧妙地采用水流中掺气泡的方法直观的显现了管流、射流、明渠流中的多种流动现象。试回忆实验中观察到的是流线还是迹线？怎样观察到流线和迹线？怎样直观地观察各边壁突变处的局部水头损失大小？在其它条件相同的情况下根据你的观察判断以下5组不同边壁突变处的局部水头损失大小（组内比较）；并简要分析为什么文丘里流量计一般设计成进口渐缩段较短、出口渐扩段较长的形式（如图）？
（1）圆管突扩、圆管突缩（此时A小?1） （2）直角型弯道、圆弧形弯道
A大2（3）30°、45°、90°转弯 （4）圆管渐扩、圆管渐缩 （5）分叉水流、汇合水流
2.我们知道正压（压强大于大气压强）情况下测压管一般如图1所示开口朝上正置，当测点压强逐渐减小时测压管水柱高度h随之减小，若测点压强小于大气压强，正置测压管不但不能测出A点的压强，反而会将空气灌入容器，若要测得A点的压强，应将测压管倒置并插入液体中（如图2）。
图1 图2
虹吸演示实验装置如图3所示，①~③及⑧号测压管正置，其中③、⑧号测压管分别与进水池、出水池相连，两个⑨号测点直接相连没有接测压管，④~⑦号测压管倒置。通过理论学习我们知道虹吸管内肯定出现真空，试分析此时为什么①、②号测压管还可以正置而不会进气？此时管上②测点的真空大小应如何测读？④~⑦测点哪点的真空度最大？
21451234567869h7113进水池98出水池图3
答案：
五、简答题：下列2个题目中任选一个回答。（本题10分）
1.答：
① 实验中观察到的既是流线又是迹线：同一瞬时向整个流场观察看到的是流线（1分），盯住一个气泡看其运动轨迹是迹线（1分）。
通过观察各边壁突变处主流与固体边壁脱离的区域大小、脱离区内漩涡个数的多少、漩涡旋转速度的大小等可以直观的看出局部水头损失的大小（1分）。
② 在其它条件相同的情况下,以下各组边壁突变处局部水头损失大小的排序：（5分） （1）圆管突扩>圆管突缩（此时
A小A大?1） （2）直角型弯道>圆弧形弯道
2（3）30°转弯<45°转弯<90°转弯 （4）圆管渐扩>圆管渐缩 （5）分叉水流<汇合水流
③ 因为文丘里流量计是常年安装在管道中量测流量用，所以应尽量让水流平顺，减少沿程及局部水头损失。根据上面的实验观察，圆管渐缩处流线平顺，无明显的主流与边壁分离，所以进口渐缩段设计得较短；而圆管渐扩处有明显的主流与边壁分离，出现漩涡区，局部水头损失>圆管渐缩处，所以一般出口渐扩段设计得较长，以利水流平顺，减小局部水头损失。（2分） 2.答：
如图所示，虹吸实验仪器中①、②测点位置高于与之相连的测压管液面，过测压管液面的水平面是等压面（如图中1—1面），借用流体静力学基本方程可推导得p1??gh?pa，所以尽管虹吸管内出现真空，但由于测压管液面低于测点，①、②号测压管还可以正置而不会进气。此时管上②测点的真空大小应通过测点与测压管液面的高差h来测读。（6分）
或：我们知道，当测压管水头线低于管轴线时，管内出现真空，此时的真空度是测压管水头线距管轴线的距离。
④~⑦测点中应以⑥点的真空度最大（因该点位置最高，水头损失最大）。（4分）
21451234567869h7113进水池98出水池