水力学模拟题4
一、 填空题(每题2分,共8分)
1.输水管道在流量和温度一定时,随着管径的减小,水流的雷诺数就( )
①加大 ②减小 ③不变 ④不定
2.管道中水流为紊流时,过水断面流速分布符合( )
①均匀分布规律 ②直线分布规律
③抛物线分布规律 ④对数曲线分布规律
3.液体的 是产生水流能量损失的根源。
4.静水中,某点压强与受压面的关系是( )
①垂直指向受压面 ②垂直背向受压面
③平行于受压面 ④倾斜指向受压面
二、简答题(每题4分,共12分)
1.简述判别层流和紊流的
。
2.列举两种判别缓流和急流的方法。
3.请写出闸孔出流的流量
,并注明式中各参数的含义。
三、
(共80分)
1.如图所示测压装置,已知水柱高度z=1.0m,hv=1.5m。若不计倒U形管内空气重量,求A点的绝对压强、相对压强及真空压强。
pa h
2.用如图所示闸门挡水。闸门高度a=5m,门宽b=3m,闸前水深H =4m。试求闸门上静水总压力的大小、方向及作用点。
H
3. 设水泵的安装高度为hs,吸水管管径d=150mm,流量为30L/s,水泵进水口处允许真空压强pv=66.64Kpa(0.68个
大气压),吸水管水头损失为1.0m。求水泵的安装高度。
hs
4. 用一直径d=0.3m的铸铁虹吸管,将上游明渠中的水输送到下游明渠,如图所示。已知上下游渠道的水位差为2.5m,虹吸管顶端中心线距上游水面的安装高度hs=4.0m,允许真空度采用hv=7.0m。试确定虹吸管输水流量。(管路流量系数μc=0.348)
5.有一矩形断面的棱柱体渠道,底宽b=2m,底坡i=0.001,采用糙率n=0.025,渠中产生均匀流时水深h0=0.6m。试求通过渠道的流量。
6.某WES实用堰,坝高P=P1=8m,流量系数m=0.502,当通过
单宽流量q=6.15m^3/s.m时,收缩水深hc=0.51m,下游水位为26.31m,河道断面近似矩形,坝与河道等宽,无侧向收缩,其它数据如图示,求(1)水 头H; (2)判别坝下游是否需要进行消能设计?
1
V0= 0
P 26.31 P1
c
23.0 c 23.0
1
水力学试卷答案
1、 一、 填空题(每题2分,共8分)
1. 加大 2. 对数曲线分布规律 3. 粘滞性 4. 垂直指向受压面
二、简答题(每题4分,共12分)
1.答:①若为管道中水流,先由公式计算出雷诺数,如果Re<Rek=2320,则为层流,否则为紊流;
②若为渠道中水流,先由公式计算出雷诺数,如果Re<Rek=580,则为层流,否则为紊流.。
2.答: ①用弗如德数判别:Fr=v/,Fr<1为缓流,Fr=1为临界流,Fr>1为急流;
②用临界水深判别:h>hk为缓流,h=hk为临界流,h<hk为急流。
3.答:
闸孔出流的流量公式
式中 μ为流量系数;b为一孔净宽;e为闸孔开度; g为重力加速度;H为堰上游总水头。
2、 二、 计算题(共80分)
1. 1. 如图所示测压装置,已知水柱高度z=1.0m,hv=1.5m。若不计倒U形管内空气重量,求A点的绝对压强、相对压强及真空压强。
解:=-γhv+γz=9.8(-1.5+1)=-4.9KPa
=98-4.9=93.1KPa
=4.9KPa
2.解:静水总压力的大小P=γhcA=9.8×(4/2) ×3×4=235.2KN
方向垂直指向受压面
作用点位置距闸门底缘距离e=4/3=1.33m.
3.解:hs=-(),1.699m/s
hs=6.8-(.0) =5.653m
4.解: 虹吸管输水流量:
5. 解:,,
,33.96
6. 解:(1)由 =1.0, =1.0
得:=
(2)=m,
所以=26.31-23=3.31m<=3.64m,下游发生远离式水跃, 需要进行消能设计。
7.
解:⑴由hk=知闸前水深h1=4m>h0=3m> hk=1.01m,该渠道的底坡为缓坡,产生的水面线为a1型壅水曲线。
⑵计算流段长
①计算
下游断面 A1=bh1=10×4=40()
=
上游断面 A2=bh2=10×3.8=38()
则两断面的断面比能差
②计算平均水力坡降=
下游断面
上游断面
平均水力坡度
1 ① 计算流段长度
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