水力学1水力学试题
一、 填空(每题1分,共15分)
1、 谢才系数C与沿程阻力系数λ之间的关系式为(λ=8g/c2)。
2、 雷诺试验提示了液体存在(层流)和(紊流)两种流态,并可用(雷诺数)来判别液流的流态。
3、 堰流的流量计算华公式为(Q=mb
H03/2),闸孔出流的流量计算公式为(Q=δsμ0be
)。
4、 明渠水流有三种流态,即(缓流)、(临界流)与(急流)。一般用(弗劳德)数进行判别。
5、 水利工程中,为了在泄洪建筑物下游形成淹没程度不大的水跃,常采用的两种加大下游水深的工程措施为(①降低护坦高程;②在护坦末...
水力学试题
一、 填空(每题1分,共15分)
1、 谢才系数C与沿程阻力系数λ之间的关系式为(λ=8g/c2)。
2、 雷诺试验提示了液体存在(层流)和(紊流)两种流态,并可用(雷诺数)来判别液流的流态。
3、 堰流的流量计算华公式为(Q=mb
H03/2),闸孔出流的流量计算公式为(Q=δsμ0be
)。
4、 明渠水流有三种流态,即(缓流)、(临界流)与(急流)。一般用(弗劳德)数进行判别。
5、 水利工程中,为了在泄洪建筑物下游形成淹没程度不大的水跃,常采用的两种加大下游水深的工程措施为(①降低护坦高程;②在护坦末端建造消能墙;③)既降低护坦高程又建造消能墙的综合方式)。
6、 当Re=1时,水流为(层)流;当Fr=1j时,水流为(临界流)。
7、 某点的真空度为4米水注,问其相对压强为( 39.2 )KN/m3。(计算公式为:p=rh=ρgh=9.8×1.0×103×(-4)=-39.2 KN/m3。)
二、 判断题:对的打(√)错的打(×)。
1、 牛顿内摩擦定律不仅适用于牛顿液体,也适用于非牛顿液体(×)。
2、 水流流动过程中,只要有涡休产生,就会形成紊流(×)。
3、 水流的流动是处于水力光滑管状态还是处于水力粗糙管状态,完全取决于固体边界表面本身是光滑的还是粗糙的。(×)
4、 在管道的水力计算中,我们常按管道的长短将管道分为长管或短管来计算。(×)
5、 在缓坡渠道目上下不能形成急流,只能形成缓流。(×)。
三、 作图(10分)
1、 画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图。
B
(a)
h1
h2
2、 定性绘制下列管路中的总水头线与测压管线。
图a
1、
作图a
2、
四、 在渠道侧壁上,开有圆形放水孔,放水孔直径d为0.5m,孔顶至水面的深度h为2m,试求放水孔闸门上的水压力及作用点位置(圆形平面绕圆形轴线的惯性矩为IC=лd4/64)。
解:闸口上的静水总压力为:
P=rhc·A
=r·(h+d/2)·лd2/4
=9.8×(2+0.5/2)×3.14×0.52/4
=4.33(KN)
作用点位置 LD=LC+IC/LC ·A其中LC=hc
故 LD=LC+IC/LC ·A
= hC+IC/hC ·A
= hC+лd2/4/hC ·A
=2.25+3.14×0.54/64/2.25×0.196
=2.257( m)
五、 在水平安装的文丘里流量计上,直接用水银压差计测出水管与喉部压差为△h为20cm,已知水管直径d1为15cm,喉道直径d2为10cm,当不计水头损失时,求通过流量Q。
解:利用公式Q=μk
来计算,其中μ取(0.95-0.98)之间,我们取0.96,k=лd21/4·
故Q=μk
=0.96×лd21/4·
×
=0.96×3.14×0.152/4×
×
=0.96×3.14×0.152/4×
×
=0.0131(m3/s)
答:通过的流量Q为0.0131 m3/s。
六、 如图所示为一水电站压力水管的渐变段,直径D1为1.5m,渐变段起点压强p1为400KN/m2(相对压强),流量Q为1.8 m3/s,不计水头损失,求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少?
解:v1=Q/A1=Q/л/4×d12=1.8/3.14/4×1.52=1.019 m/s
V2=Q/A2=Q/л/4×d22=1.8/3.14/4×1.02=2.293 m/s
z1+p1/r+v12/2g=z2+p2/r+v22/2g
0+400/9.8+ v12/2*9.8=0+p2/9.8+ v22/2*9.8
400/9.8+1.0192/19.6= p2/9.8+2.2932/19.6
p2=397.89(KN)
答:渐变段镇墩上所受的轴向推力为397.89 KN。
七、 某电站引水渠,在粘土中开凿,未加护面,渠线略有弯曲,在使用过程中,岸坡已滋生杂草(n=0.03).今测得下列数据:断面为梯形,边坡系数m为1.5,底宽b为34m,底坡i为1/6500,渠底至堤顶高差为3.2m(如图)。渠道在保证超高为0.5m的条件下,除电站引用流量Q1=67m3/s外,尚能供给工业用水若干?
解:当超高Δh时,渠中水深h=H-Δh=3.2-0.5=2.7( m)
此时可求出断面的水力要素A、X、R、C的值;
面积:A=(b+mh)h=(34+1.5*2.7)*2.7=102.735(m2)
湿周:X=b+2h
=34+2*2.7*
=43.73(m)
水力半径:R=
=102.735/43.73=2.35(m)
谢才系数:C=
R
=
*2.35
=38.43(m1/2/s)
故通过的流量为:Q2=AC
=102.735*38.43*
=75.07(m3/s)
则Q=Q2-Q1=75.07-67=8.07(m3/s).
答:还能给工业用水提供8.07(m3/s)的水。
八、 试画出如图所示的两段断面尺寸及粗糙系数相同的长直棱柱体明渠,由于底坡变化所引起渠中非均匀流水面变化形式。已知上下游渠道底坡均为陡坡,且i1ik c N2
i1ik
九、设大气压强Pa=98kpa(如图),水银重度r=133KN/m3,y=20cm,h=10cm,求A点的绝对压强和相对压强,并分别用应力单位、水柱高度二种计量单位表示之。
解:利用等压面原理可得:
相对压强:PA= r′h- rwy=133*0.1-9.8*0.2=11.34 (kpa)
绝对压强:Pabs=Pa+PA=98+11.34=109.34(kpa)
真空度:hv= Pa-Pabs/ rw=98-109.34/9.8=-1.16(m)水柱
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