水力学练习题及答案

不同。3．什么是相对压强和绝对压强？4。写出水力半径R的表达式。5、请分别叙说明渠均匀流水深和临界水深的含义和区别。6、明渠的底坡可以分为哪些类型？7、如何用临界水深hk与渠道内的水深h来判别明渠水流的流态？8、根据边界条件的不同，水头损失可以分为哪两类？9、试叙述判断明渠水流流态有哪些方法。10明渠均匀流产生的条件是什么？五、作图题(在题图上绘出正确答案)1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)(5分)2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同,末端有一跌坎)(5分)4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力和铅垂方向压力体。　(5分)5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。6、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同)六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆),A点以上的水深H＝1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力Px=pc×Ax=74.48kN铅垂分力Py=γ×V=85.65kN,静水总压力P2=Px2+Py2,P=113.50kN,tan=Py/Px=1.15∴　　=49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d＝0.8m，长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数将参数代入上式计算，可以求解得到即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s。3、某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kNm2，管路内流速v1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F(可取动量校正系数为1)　　　　解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：对于喷嘴建立x方向的动量方程N水流对喷嘴冲击力:F与R,等值反向。4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。解：i=（Z1-Z2）/L=0.001m2mmv=C(Ri)0.5＝1.46m/sQ=vA=3.72m3/s。5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽b＝1.5m,槽长L＝116.5m。进口处槽底高程Z1=52.06m，当通过设计流量Q＝7.65m3/s时，槽中均匀流水深h0=1.7m，试求渡槽底坡和出口槽底高程Z2？6、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5m，短管的总水头损失是短管流速水头的0.2倍，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深H=2m，板宽B＝3m。8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m，长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，已知通过流量Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H。9、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000m，管中水流的流速v=2m/s，管道水击波波速C＝1172m/s。由于管道末端阀门在2秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH。10、测定90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。已知试验段AB长10m，管径d＝0.05m，弯管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝0.0264，实测AB两端测压管水头差△h＝0.63cm，100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m3，试求弯管局部水头损失系数。11、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。12、某溢流坝下收缩断面处水深hc=1.1m，已知单宽流量q＝14.72m2/s，当坝下游水深ht=4.7m时，1）求对应收缩断面处水深hc的跃后水深hc22）坝下游发生何种形式的水跃？是否需要修建消能工？解：1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，m因为收缩断面水深hc=1.1mhk为急流，下游水深ht=4.7mhk为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc2hc2＝＝＝5.81m因为hc2ht，该水跃为远驱水跃。3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。13、矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b＝3m。闸前水深H＝4m，闸下收缩断面水深hc=0.8m，已知渠道流量Q=18m3/s。取动能和动量校正系数均为1。求水流作用于闸门上的作用力。14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强=0.5m，=-0.2m，水管的横断面积A1=0.002m2，A2=0.001m2,不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量Q为多少？15、管道直径d=10mm，通过流量Q=20cm3/s，运动粘度=0.0101cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d=30mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？16、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000m，管中水流的流速v=2m/s，管道水击波波速C＝1172m/s。由于管道末端阀门在2秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH。17、某矩形断面河道中建筑有一座WES堰型溢流坝，溢流堰宽b＝10m，在设计水头Hd=2.50m时的流量系数为md=0.502，堰高P1=16m。问：（1）不考虑侧收缩和淹没影响，求通过堰型溢流的流量Q。（2）若坝下收缩断面处水深hc=0.8m，当坝下游水深ht=3.5m时，坝下游是否发生水跃？如发生水跃，属于何种形式的水跃？是否需要修建消能工？18、有一矩形断面渠道底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q。19、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2m，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p1=40kN/m2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q＝0.1m3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。（取动能校正系数和动量修正系数均为1）20、求图中圆弧形闸门AB所受静水总压力的大小及方向。已知水深H=4m，板宽B＝2m。21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n=0.025，宽b=6m，当Q=14.0m3/s时，渠中均匀水深h=2m，试判断渠道中的明渠水流流态。22、某矩形断面渠道，通过的流量为Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判断渠内水流是急流还是缓流？如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度b＝6m，闸前水深为H=4m，闸孔流量系数μ=0.45，闸门开度e=0.5m，闸底板与渠底齐平。（1）不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。（2）若闸下收缩水深hc＝0.4m，下游水深ht=2.5m，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池？。hc24、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m，门重G=9800N，α=60°，h1=1m，h2=1.73m。试求：下游有水时启门力T，25、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10cm，d2=5cm。管中流量Qv=10L/s。断面1处测管高度H=2m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为1。求水流作用于收缩段管壁上的力。26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n=0.025，宽b=5m，当Q=15.0m3/s时，渠中均匀水深h=2m，试判断渠道中的明渠水流流态。27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽＝3.0m，闸门开度e=0.5m，闸前水深H＝6.0m，闸孔流量系数μ=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。28、水温10。C时水流的运动粘滞系数为=0.0131cm2/s，水管的直径为10cm，管中流速为100cm/s，试判别水流流态。29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽b=10m，水深h=3m，糙率n=0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数C和流量Q，并判别是急流还是缓流。30、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10cm，h1=1.5m，h2=3m，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。求断面c－c中心处的压强pc。32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽b＝3.0m，闸门开度e=0.5m，闸前水深H＝6.0m，闸孔流量系数μ=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。33、某单孔WES型实用堰，孔净宽=18.0m，上游堰高P=35m，堰顶水头H=3.2m，已知实用堰的流量系数m=0.502，不考虑侧收缩系数影响。堰下游收缩断面的水深hc=0.5m，收缩断面的宽为54m，下游水位低于堰顶，下游水深ht=3.5m。（1）求通过实用堰的流量Q（2）确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施？（3）如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求？34、图示直径为20mm，长450m的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低13m，已知沿程水头损失系数λ=0.04，进口局部水头损失系数ζ=0.5，求泄流量Q。(按短管计算)35、图示左边为一封闭容器，盛有密度1＝2＝1000kg/m3的水，深度h1=3m。容器侧壁装有一测压管，H=0.5m。右边为敞口盛水容器，水深h2=2.2m。求中间隔板A、B、C三点的压强。(10分)36、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q=10l/s，d1=5cm，p1=78.4Pa，如果使断面产生真空压强为6.37kPa，问d2应为多少？（不计水头损失）（10分)37、有一矩形断面渠道，底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q,并判别是急流还是缓流。38、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽b=18m，流量Q=265m3/s，坝下收缩断面处水深hc=1.1m当坝下游水深ht=4.7m时，问：（1）、坝下游发生何种形式的水跃？（2）、是否需要修建消能工？友情提示：本代表个人观点，如有帮助请下载，谢谢您的浏览！i.1>iki2iki2