水力学模拟题库带答案(精选).

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1、1.2.3.4.5.6.7.&9.10.1.2.3.4.5.6.7.8.1.下列物理量中，有量纲的数为（a）A.佛汝德数Frb）C.渗流系数k 缓坡明渠中的均匀流是（ a） A.缓流 B.急流）B.沿程阻力系数九D.堰流流量系数m）C.临界流 D.可以是急流或缓流管流的负压区是指测压管水头线（）A在基准面以下的部分B.在下游自由水面以下的部分C.在管轴线以下的部分D.在基准面以上的部分有两条梯形断面渠道1和2,已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡ii2, 则其均匀流水深九和h2的关系为（A. hh2B. hVh2C. h1=h2D.无法确定对于并联长管道，每根管道的（）相等。A流量B.

2、切应力C.沿程水头损失D.水力坡度平衡液体的等压面必为（）A.水平面B.斜平面 C.旋转抛物面D.与质量力正交的面理想液体恒定有势流动，当质量力只有重力时，（A整个流场内各点的总水头（z + p/y + u2/2g）相等B只有位于同一流线上的点，总水头（z + p/y+ u2/2g）相等C沿流线总水头（z + p/y + u2/2g）沿程减小D沿流线总水头（z + p/y + u2/2g）沿程增加有一溢流堰，堰顶厚度为2m,堰上水头为2m,则该堰流属于（）A.薄壁堰流B.宽顶堰流C.实用堰流 D.明渠水流同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（）A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定一

3、段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于紊流粗糙区时，沿程水 损失是原来的）倍A. 1B.y2C. 2 D. 4有一明渠均匀流，通过流量Q = 55m3/s，底坡i = 0.0004，则其流量模数K=.水泵进口真空计的读数为pk = 24.5KN/m2，则该处的相对压强水头为m矩形断面渠道，水深h=1m，单宽流量q = 1m3/s，则该水流的佛汝德数Fr=。宽顶堰的总水头H0=2m,下游水位超过堰顶的高度h =1.4m，此时堰流为出流。0s渗流杜比公式表明，在渐变渗流中过水断面的流速分布为。已知谢才系数C = 100m1/2/s，则沿程阻力系数九=。当液流为.流时，流线与迹

4、线重合。直径为1m的管道中的水流，其水力半径为画出如图示曲面ABC上的水平压强分布图与压力体图。2. 画出如图短管上的总水头线与测压管水头线。3. 有三段不同底坡的棱柱体渠道首尾相连，每段都很长，且断面形状、尺度及糙率均相同。 试定性画出各段渠道中水面曲线可能的连接形式。K四、计算题（本大题分5小题，共52分）1. （本小题10分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一 1/4园柱曲面AB,宽为1m （垂直 于纸面方向），半径R=1m，h = 2m，h = 3m，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向 1 2和作用点。2.（本小题10分）有一长度为L的有压管道，管径d=0.1m,作用水头H=3m,在

5、L/2处装 一测压管，已知测压管水面高于管轴1m,不计行进流速，求管道中通过的流量。L/21m3.（本小题12分）如图示管路渐变段，已知管轴线与水平面夹角0 = 30o ,渐变段长L=10m, 渐变段中水体重量G=2KN，进水管直径di = 0.2m，流速匕=1m/s，形心点相对压强水头 P1/丫 = 50m水柱高，出水管直径d = 0.1m，不计水头损失，试求固定段管路所受的 丄2作用力R和R。x y4. （本小题10分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 H = 8m，闸门开度e = 2.5m，闸下游水深h = 4.5m，闸门宽度b = 8m，（闸门垂向收缩系数

6、t2 = 0.625，堰流的流量系数m = 0.34，闸孔出流的流量系数卩=0.60-0.18e/H ），不计行进 流速，试求：（1）通过水闸的流量；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。答案：一、单项选择题（20分）1. C2. A6.D7.B二、填空题（16分）1.2.3.4.5.6.3.C8.C4.B9.A5. C10.D2750m3/s2.5m0.32m 自由出流矩形/或均匀分布0.007847恒定流 8. 0.25m三、作图题一、计算题1.（10 分）画出水平方向压强分布图（1分）；画出垂直方向压力体图（1分）；水平方向静水总压力：P =yh A = 9.8 x2

7、.5x 1 x 1 = 24.5KN（j）（2 分）xc垂直方向静水总压力：P =yV = 9.8x（3x 1 x 1-冗 x 12/4） = 21.71KN（T）（2 分）zki总静水总压力：P =.P2 + P2 = 24.52 + 21.712 = 32.73KN （1 分）x z与水平方向的夹角：9 = tg-1 = tg-12171 = 41.5。（1分）P24.5x距底部B点的垂直距离：e = Rsin9 = 1 xsin41.5。= 0.663m（2分）2. （10 分）以管道轴线为基准面，列测压管断面和处口断面的能量方程：得h彳/2 = 1m（4分）列水箱和出口断面能量方程得，

8、3 = 2 + gV2/2g + V2/2g （0.5）所以 V= 丫4g/3 = 3.615m （5 分）Q = VA = 3.615 x 0.1 x 0.1 x兀 /4 = 0.0284m3/s = 28.41 /s（1 分）3.（12 分）V = （d /d ）2V = 4m/s , Q = VA = 0.0 3 1ml3/s（1 分）2 1 2， 1 1 1 以过1-1断面中心的水平面为基准面，写出1-1和2-2断面能量方程：z + 厶 + 3 匕 2 = z + 厶 +取 Q=a= 1（3 分）1 Y 2 g 2 Y2 g1212p420 + 50 += 10 x sin30o +

9、厶 +19.6丫19.6得 p2/y = 44.23m 水柱，即 p2 = 9.8 x44.23 = 433.5KN/m2（2 分）而 p1 = 9.8 x 50 = 490KN /m2，取1-1和2-2断面间水体为脱离体，假设管壁对水体的作用力为R和R，（水流方向为xyx轴，与水流方向垂直为y轴）x方向大的动量方程：P1A1 - P2A2 - Gsing Rx = PQ（卩2V2 -卩 1V1）取卩 1 邛2 = 1RX = p1 A - p2A2 - Gsin 30。 PQ（V2 -匕）%= 490 x 0.0314 - 433.5 x 0.00785 - 2 x 0.5 -1000 x

10、0.0314（4 -1）/1000=15.93 3.4 1 0.9 = 10.9KN（3 分）y方向的动量方程：R -Gcos30 = 0yR = Gcos300 = 2 x0.866 = 1.73KN（2 分）y水流对管壁的作用力与R和R大小相等，方向相反。（1分）xy4. （10 分）（1）由于e/H=2.5/8=0.3125v0.65，所以为闸孔出流（1分） 假定为自由出流（1分）Q = ybej2gH = （0.6 - 0.18 x 0.3125） x 8 x 2.5 x “19.6 x8 = 136.2m3/s （2 分）h = e = 0.625 x 2.5 = 1.563m c

11、2q = Q / b = 17.03m3 / sm-1） = 5.42mh = h（J + 8止-1）=电（Jc 2gh329.8 x 1.5633由于h h，所以闸孔为自由出流，假设正确。（2分）t c（2）h = 3 q2 / g = 31 x 17.032/9.8 = 3.09m （1 分）k由于h h，所以下游河道为缓流（1分） c kt k则下游水流衔接形式为远驱式水跃（1分）要设消能工。（1分）-、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1. 液体动力粘滞系数P的单位是（）A.m2/sB. （N-s） /m2C.N/m2D.Pa/s2流线与等势

12、线的关系为（）A.平行 B.斜交 C.正交 D.不确定3. 在下列底坡渠道中，不可能发生明渠均匀流的底坡为（）A.平坡 B.缓坡 C.陡坡 D.临界坡4. 两种矩形断面渠道，其过水面积A,糙率n底坡i均相等，但是底宽b及水深h不同， 渠道一 b1Xh1 = 4mX 1m，渠道二b2Xh2 = 2mX2m，比较渠道中通过的流量相对大小为（）A.Q Q2BQ = Q2C.Q n2，在通过相等流量时，其均匀流水深（即正常水深）的相对大小为h1h2。4. 管道中的水击过程可分为个阶段。5处于相对平衡的液体中，等压面与力正交。水银6如图所示，B点的相对压强pB =KN/m2。（Y水银=136丫水）卫水面

13、恒定 A加f 2冷_ EiCljn _ EiClm录7. 图示长管中，A点的相对压强pA = 米水柱。8. 尼古拉兹试验表明，当管道的尺寸及粗糙度一定时，随着流量的加大，紊流区的变化为。9 水力坡度是单位长度流程上的。10. 层流时，沿程水头损失hf与断面平均流速的次方成正比。三、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分）1. 什么是绝对压强，什么是相对压强？2均匀流具有的特征是什么？3. 流线为什么不能相交？4. 圆管层流和紊流粗糙区时的沿程水头损失分别与速度的一次方和二次方成正比，而两种 流态下都能应用达西公式h 2 LV2f d 2g计算沿程水头损失，它们是否矛盾？为什么？5. 渗透

14、系数k值的确定有哪几种方法?四、 计算题1.图示一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面m,管内 液面压强p0=7.8N/cm2，左支管与大气相通，求左侧管内水面距容器液面的高度h = ？Pa水2. 为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d=1.5m的虹吸管，当不计水头损失时, 求虹吸管顶部s处的压强。3. 水密封容器，液面上气体的相对压强p0=O.5个大气压，在容器底部接一段管路，管长 L= 4m,与水平面夹角为30，管径d= 50mm,若管路进口断面到液面的水头H= 5m， 水流的总水头损失hw= 2.3v2 /（2g），求流量Q （容器内水面保持不变，容器内水流

15、速度近似为零）。4. 已知一射流在平面上以速度v冲击一斜置平板，平板和射流的夹角Q = 60。，如不考虑水头损失即v=V=v2且取动量系数为1，（图五Q题）试证明两分流的流量比= 3。（注，不考虑水流2和平板的摩擦力）水力学试题（B）答案、单项选择题1. B 2. C3. A4. B 5. D8. C6. A7. A9. A10. D二、填空题1. 零2. 43. 4. 四5. 质量力6. 9.87. 28. 光滑区、过渡粗糙区、粗糙区9. 沿程水头损失10. 三、简答题1. 绝对压强是以绝对真空为基准的压强，相对压强是以当地大气压强为基准的压强。2. 过水断面为平面，过水断面形状、尺寸沿程不

16、变； 同一流线上的流速相等，流速分布相同，平均流速相同； 动水压强按静水压强分布。3. 因流线上任一点的切线方向代表该点的流速方向，如果流线相交，在交点出就会出现两 个切线方向，而同一时刻同一点流体质点不可能同时向两个方向运动。646464v4 .不矛盾。层流时，九和Re成反比，即：入= ，则Re vd vdvl v 264v l v 2h =九= 一 -，则h而紊流粗糙区九=f d 2 gvd d 2 g-=心丄巴，即h o v 2d 2 gd d 2 gf5. 经验法，室内测定法，野外测定法。四、计算题aPcn1水口pa1.解：设容器内水面延长线交左、右测压管 于A、B点，则由连通器原理p

17、 二 p 二 p +y 300C A 0=7.8 + 9.8 x 10-3 x 300 = 10.74 (N/cm2)p 二 p +y h , h 二(p - p )/Y, 而 p 二 p 二 10.74 (N/cm2)BaBaBC则 h 二(10.74 - 9.8)/(9.8 x 10-3)二 0.94/(9.8 x 10-3)二 95.92 cm0.96m（答：左侧管内水面距容器液面的高度为0.96m。2. 解：当不计水头损失时，管中的流速v = 2gH = n2，则其均 匀流水深九和h2的关系为（）A. hh2B. hVh2C. h1=h2D.无法确定15. 下列水流中，时变（当地）加速

18、度为零是（）A.恒定流 B.均匀流 C.层流 D. 元流16. 某陡坡渠道，临界水深为1.5m，正常水深为1.0m,当实际水深为1.3m时所发生的水 面曲线为（）A. a1B. a2C. b1D. b217. 静止液体中某点的真空压强水头为1m,则该点的绝对压强为（）A. 107.8kN/m2 B. 88.2kN/m2 C. 9.8kN/m2 D. -9.8kN/m218. 下列水流中，属于非恒定有压流的是（）A.堰流 B.水跃 C.水击 D.闸孔出流19. 一管径从大到小渐缩的管道中，雷诺数沿水流方向（）A.增大 B.减小 C.不变 D.不一定20. 沿程水头损失与流速一次方成正比的水流为（

19、）A.层流 B.紊流光滑区C.紊流过渡区D.紊流粗糙区1 有一管径d=0.4m的管道，其糙率n=0.025,则水力半径为m,其流量模数K=m3/s。2. 静水压强的特性为、3. 有一溢流堰，堰顶厚度为10m，堰上水头为2m,则该堰流属于；堰上总水头H0=2m,下游水位超过堰顶的高度h =1.4m,此时堰流为出流。4. 理想液体与实际液体最主要的区别在于。5. 渗流达西公式的适用条件为,渗流杜比公式与渗流达西公式的区别在于。6. 已知谢才系数C = 40mi/2 / s，则沿程阻力系数九=。7. 当液流为流时，流线与迹线重合。8. 正坡明渠渐变水流的水面曲线共条，而正坡地下河槽中渐变渗流的浸润曲

20、线共条。9. 描述液体运动的两种方法分另U为、。1.（本小题12分）如图所示，一个封闭水箱，下面有一 1/4园柱曲面AB,宽为2m （垂直 于纸面方向），半径R=1m，h = 2m，h = 3m，计算曲面AB所受静水总压力的大小、方向 1 2和作用点。2.（本小题10分）有一长度L=10m的有压管道，管径d=0.1m,作用水头H=2.5m,沿程阻 力系数心0.02，不计行进流速，管道进口及阀门的局部阻力系数分别为q=0.5、Z2=1.5。求:（1）阀门全开时管道中通过的流量。（2）阀门由全开突然关闭时管道中的水击压强水头。（水击波波速为1000m/s）3. （本小题14分）如图示一直径d1 =

21、 0.15m的钢管，水平放置，其末端用螺栓连接一收缩 段，水流通过收缩段流入大气中，出口断面直径d2 = 0.05m，已知管中流速为V = 3m/s , 不计水头损失，求螺栓所受作用力。5.（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，底宽b=4m,在发生均匀流 时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求：（1）均匀流时渠道通过的流量；（2）均匀流时佛汝德数及临界水深。6. （本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深H = 6m，闸门开度e = 2m，闸下游水深h = 3m，闸门宽度b = 4m，（闸门垂向收缩系数 t2 = 0.625

22、，堰流的流量系数m = 0.34，闸孔出流的流量系数卩=0.60-0.18e/H ），不计行进 流速，试求：（1）通过水闸的流量（自由出流）；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。ht水力学（A）答案一、单项选择题1-A； 2-C；3-C； 4-A； 5-A6-D； 7-B；8-C； 9-A； 10-A填空题1 0.1m; 1.6 x0.12/3 = 1.083m3 / s2 静水压强的方向垂直指向作用面；同一点不同方向上的静水压强大小相等3 宽顶堰；自由出流4 理想液体不考虑液体的黏滞性5 层流均匀渗流；达西公式适用于均匀渗流而杜比公式适用与非均匀渐变渗流6 0.0497

23、 恒定流8 8； 29拉格朗日法、欧拉法 三、计算题1解：水平分力：P = pgh A = 1000x9.8x1.5x2x1 = 29400N = 29.4kN(3)xcx x垂直分力：兀Pz = pgV = 1000 x 9.8 x (2 x1x 2 2 x - x12) = 23806.2N = 23.806kN (3)合力：P =P2 + P2 = 29.42 + 23.82 = 37.83kN(2)x z方向：与X方向的夹角为p23 8060 = arctg z = arctg = arctg0.8097 = 39.00(2)x作用点距水箱底部距离：e = R sin 0 = 1x s

24、in 390 = 0.6 2 m (2)2解：（1）列水箱断面和出口断面的能量方程（出口断面中心所在平面为基准面），得:(5)H八捋+匚1牛+匚2 + =(入斧1 +匚2 +1) F = 5 d 2 g 1 2 g 2 2 g2 gD 122 g 2 g所以 V = v2gH /5 =、；19.6x 2.5/5 = 3.13m/s兀Q = VA = 3.13 x x 0.12 = 0.02458m3 / s (2)4(2) AH = V =x3.13 = 319.4m(3)g 9.83兀兀解：Q = V A. = V d = 3x x0.152 = 0.053m3 /s(1)111414V2

25、= V1(d1 / d 2)2 = 3 x 32 = 27 m / s 列管道和出口断面的能量方程：Pi a1V12p 2,+ +j + 2 + h1 Pg2 g2 pg 2 gw代入数据得：32(1)0+厶+ = 0+0+型+0pg 19.619.6所以：P = 360kN / m 2(5)兀P1 = p1 A1 = 360 x - x 0.152 = 6.36174kN = 6361.74N (1)P2 = 0 假定螺栓对水流的作用力为R(方向左) 则由动量方程得： E Fx = P1 - P2 - R = PQ(卩 2V2 卩 1V1)(1)(2)即：r = p pQ(V2 V) = 6

26、361.74 1000 x 0.053(27 3) = 5089.74N 水流对螺栓的作用力R =R,方向向右。(1)解:(1) u =业=x2 -y2dyu = = 2 xyydx(2)(2)(2) =心-包2 dxdy*) = 2(-2 y + 2 y) = 0所以为无旋流(3)d = u dx + u dy = (x2 - y 2)dx + (-2xy)dyx y(3)5解：(1)水力最优断面时，水深h=2m (1)则水力半径 R = - = - = 4 x 2 = 1m (1)x b + 2h 4 + 2 x 2i 1/2Jo 0001V = - R2/3 = 0,0001 -12/3

27、 = 0.5m / s(2)n0.02Q = VA = Vbh = 0.5 x 8 = 4m3 / s(2)(2) Fr =厶=05= 0.113(2)gh J9.8 x 2- h = 3 = J(4/4 = 30.102 = 0.467m(2)c g 9.86解：(1)y= 0.60 0.18e/H = 0.60 0.18x2/6 = 0.54(1)Q = pbe2gH = 0.54x 4x 2x、：19.6x 6 = 46.85m3 / s(4)(2) h =e e = 0.625x2 = 1.25m(1)c 2q = Q / b = 46.85 / 4 = 11.71m 3 / s /

28、m1.2529.8 xl.253一 1) = 4.15m由于 h = 4.15m Q2, 则其均匀流水深九和h2的关系为（）A. hKB.人巳C. h1=h2D.无法确定7. 某输水管道长度L=1000m,若发生水击时水击波速a=1000m/s,则水击周期为（）秒。A. 1 B. 2C. 3D. 48. 渗流的达西定律适用的条件，除渗透介质是均质各向同性外，还要满足：（）A.恒定非均匀渐变流；B.恒定非均匀层流C.恒定均匀紊流D.恒定均匀层流9. 两沿程阻力系数相同且长度相同的并联圆形管道，已知d = 2d，则流量之比Q : Q为1 2 1 2（ ）A. 1:2 B. 1:22.5C. 1：2

29、8/3D. 1 : 216/310. 层流的沿程阻力系数（）B.仅与相对粗糙度有关D.是常数A.仅与雷诺数有关C.与雷诺数及相对粗糙度有关1. 有一管径d=4m的管道，其糙率n=0.025，则谢才系数为m0-5 / s，沿程阻力系数为。2. 恒定流动的加速度为零，均匀流动的加速度为零。3雷诺数的物理意义是表示惯性力和力之比；而佛汝德数的物理意义是表示惯性力和力之比。4. 明渠层流的流速分布为形；而恒定渐变渗流的流速分布为形。5 .平底水闸闸下出流的水跃淹没系数表示的 和比值。6. 液体质点运动的基本形式包含平移、旋转、和。7. 单位流程上的水头损失称为。8 液体平衡微分方程的积分条件。9.图示

30、长管中，A点的相对压强pA=米水柱。三、计算题（本大题分6小题，共70分）1.（本小题12分）某半圆柱面挡水建筑物，半径R=2m，宽度b二2m，距自由液面h二2m 的上端A与一挡水板相连，求（1）求曲面下端B的绝对压强和相对压强；（2）试计算 曲面AB所受静水总压力的大小、方向和作用点。2.（本小题10分）有一长度为L=10m的有压管道连结两水池（不计水池中流速），管径 d=0.1 m,两水池水位差Z=3.5m,在L/2处装一测压管，已知管道进口和出口的局部阻力系 数分别为0.5和1.0,管道沿程阻力系数为0.02,求（1）管道中通过的流量；（2）测压管水面 比下游水池水面高多少。13. （本

31、小题14分）如图一矩形断面渠道，底宽为3m,渠底在某处抬高0.3m，水深原来是 2m,抬高后水面降低0.1m,流量为6m3/s,（1）求1-1和2-2两断面间的水头损失；（2） 求水流对坎的冲击力。 丄1PT5.（本小题10分）已知一矩形渠道糙率n=0.02，底坡i=0.0001，临界水深为h二5m，在 k发生均匀流时，过水断面形状满足水力最优（佳）断面。求：（1）均匀流时渠道通过的流量；（2）均匀流时渠道断面尺寸。6.（本小题14分）在矩形断面河道上，有一单孔的与渠道等宽的泄水闸，已知闸前水深 H二4m，闸门开度e二1m，闸下游水深气二2m，闸门宽度b二2m，（闸门的流速系数 9= 0.98

32、，堰流的流量系数m = 0.34，闸孔出流的流量系数卩=0.60-0.18e/H ），不计行进 流速，试求：（1）通过水闸的流量，并判别闸下是自由出流还是淹没出流；（2）判断闸下游的水流衔接形式，并判断闸下是否要建消能工。水力学（A）答案（水工 04 级，2006-07-05）一、单项选择题l-C；2-A；3-C；4-D；5-B；6-A；7-B；8-D；9-B；10-A二、填空题1 40； 0.0492 当地；迁移3 粘滞；重4 抛物线；矩5 下游水深；收缩断面跃后水深6 线变形；角变形7 水力坡度8 质量力有势9 2三、计算题1解：(1) B点绝对压强：p = p + p g (h + 2

33、R) = 98 + 9.8 x (2 + 2 x 2) = 156.8kN / m2(2)B aB点相对压强：p = p 一 p = 156.8 一 98 = 58.8kN/m2 (2)B B a(2)水平分力：(2)P = pgh A = pg(h + R)2Rb = 9.8 x (2 + 2) x 4x 2 = 313.6kNxcx x垂直分力:兀兀 cP = pgV = pg R2b = 9.8 x x 22 x 2 = 123.15N (2) z 2 2合力：P =2 + P 2 = J313.62 +123.152 = 336.9kN(1)x z方向：与X方向的夹角为P0 = arc

34、tg z-Px=arctg123.15313.6=arctg 0.393 = 21.44。(1)作用点距水箱底部距离:e 二 R - R sin0 二 2(1 - sin 21.44。)二 2(1 - 0.3655)二 1.269m(2)或距水面e h + 2R e 二 6 1.269 二 4.731m2解：（1）列上下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）：V 2V 2 L V 210 V 2V 2Z =g+g+ X= （0.5 +1.0 + 0.02 x） 3.5（3）进 2g 出 2gd 2g0.2g2g所以有工2 1，即 V=4.43m/s，则 Q -d2V 314 x0.12

35、x4.43 0.0348m3 /s （2）2 g44列测压管断面和下游水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）： ,V2 匕 V2LV2（3）h +出 + 0.5九（3 ）2 g出 2 gd 2 g所以h0.5X d牛0.550.02xx11m (2)（1）;V2Q 6bh2 3 x (2 0.1 0.3)1.25m / s(1)列出上下游断面的能量方程（基准面取为上游河底）：（1）(2)+厶+込2 +厶+止+ h1 y 2 g 2 y2 g所以p % V2pc QcV?121.252h (z + 1 + ) 7 + 2 + (2 + 0 +) (1.9 + 0 +) 0.1 0.0287

36、0.0713m1 y 2 g 2 y2 g19.619.6(2)取1-1和2-2断面间水体受力分析，取水流方向为x方向，列x方向动量方程：(1)P1-笃-R - PQ(卩 2匕-喑)(1)P 1 pgH2b 0.5 x 9.8 x 22 x 3 58.8kN(1)P = Pgh2b 0.5 x 9.8 x (2 0.1 0.3)2 x 3 37.632kN (1)2 2 2R P P pQ( p 2V2 卩V) 58.8 37.632 6(1.25 1) 19.668kN(2)水流对坎的冲击力与R大小相等，方向相反。(1)du Qu解：(1) x + 匕=1 +1二0所以存在流函数不清 (2)

37、dx dyd屮二 u dy - u dx 二（y - x）dy - （y + x）dx 二 d（y2 /2 - x2 /2 - xy） （2，）xyy 2 一 x 2（1，）一 xy + c21 du-旦）二 1（1 -1）二 0dy2所以为无旋流（2，）d二 u dx + u dy 二（y x）dx + （y + x）dy 二 d（-x2 /2 + y2 /2 + xy）xy（2，）（1，）解：由矩形明渠临界水深公式hkq 2 飞7（1，）所以：q =gh3 = ；9.8x53 = 35m3 /s/mk水力最优断面时（b=2h）,面积A = bh = 2h2A bh2h x h水力半径R =

38、（1，）（1，）hx b + 2h2h + 2h2均匀流公式 Q =1 AR 2/3i1/2（1，）n1h即bq = 2hq = 2h2（ ）2/3i1/2（1，）n2（1，）所以h = （22/3 也）3/5 =（22/3 u.x35）3/5 = m.123/5 = 16.88mi 1/2vU.UUU1b 二 2h 二 2 x 16.884 二 33.77m（2，）（1，）Q 二 bq 二 33.77 x 35 二 1182m3 / s（1，）6解: e/H = 1/4 = 0.25 0.65所以是闸孔出流（1，）卩=0.60 0.18e / H = 0.60 0.18 x 0.25 = 0

39、.555由于忽略行近流速，所以H = H0假定自由出流（1，）Q =卩 be、： 2 gH = 0.555 x 2 x 1 x .19.6 x 4 = 9.83m3 / s（2，）单宽流量q = Q / b = 9.83/2 = 4.914 m 2/s/m(1)收缩水深公式:14.912=h +c 19.6 x 0.982 h 2c71.283=h +ch 2c迭代公式:7 i 1.283 h =c H - hc.1.283；4-h-c得: hc (0)=0 T hc(1) = 0566m T hc=0.611m T hc=0.615m T hc=0.616m取 h = 0.616 m8 x

40、4.912c,8q2八 0.616/一 .八八-,(1 +-1) = C.1 +-1) = 2.576m2gh 329.8 x 0.6163丫c由于h = 2.576m n2,则其均匀流水深h和h2的关系为（）A. hKB h 0.8s05时间6共轭水深710临界水深 大于811流量取大质量912实用堰减小13均匀流14流速分布15沿程水头损失三、计算题1解：p = pgh - pgh = 19.6kN/m2(4)A12左边水压力：4P = pgh A = 9.8x2xx2 = 221.75kN(1)1 ci 1sin 45 o作用点距底部(沿闸门方向)e11 h4=x1=3 sin 45。3

41、 sin 45。=1.886m(1)右边水压力:P2=9.8 x 1 x2sin 45 ox 2 = 55.44kN(1)作用点距底部（沿闸门方向）=0.943m(1)1 h2=X2=3 sin 45。 3sin45。合力：P = P - P = 221.75 - 55.44 = 166.31kN（1）1 2作用点距底部（沿闸门方向）y = P ye1- P ye 2eP221.75 x 1.886 55.44 x 0.943=2.20m166.31相应水深(左边)h = h 一 y sin 45 = 4 一 2.20 x sin 45 = 2.444m(1)D 1 e2解：列测压管断面和下游

42、水池断面的能量方程（基准面取下游水池水面）：V 2V 2 hh +=g+ 匚（3）2 g出2 g2J丿所以 hf = 2h = 2m（2）列水箱断面和出口断面的能量方程（基准面取下游水池水面），得：=2 +1.5 匕=2 g(3)V 2/2 g = (Z 一 2)/1.5 = 1m(1)即 V=4.43m/s，则 Q = -d 2y = 3.144X 0.12 X 4.43 = 0.0348m3 / s(1)解：连续方程：v1 A11 20/=v = m / s9 29（2分）对1-1，2-2断面列能量方程p a v 2p a v 2v 2z + 4 += z +4 + 2 + q-1 P g

43、2 P g 2 g2 gp(益)22020 + 厶 +9= 0 + 0 + 0.08P g 2 x 9.812 x 9.81202X2 x 9.81p = 2.13 x 105 N / m 21Q = v A =!x3.14x0.022 x20 = 6.28x 10-3m3 /s 2 2 4（5分）（1分）P = p .A = 2.13 x 105 x - x 3.14 x O.O62 = 6.02 x 102N(1 分)ici i4P2=0(1 分)对所取坐标系列动量方程：P - P - R = Bp Q (v - v )1 2 2 16.02 x 102 - 0 - R = 1.0 x 1

44、03 x 6.28 x 10-3 x (20 - x 20)96.02 x 102 - R = 1.12 x 102R = 490N(3 分)螺栓所受的拉力为490N。(1分)4解:(1) udx=2 xy(2)(2)(2)dududx所以存在流函数(3)dy u dx = 2xydx (y2 x2)dy = d(-y3 /3 + x2yxy(3)5解:bh R =0b + 2h03.2 x 1.63.2 + 2 x 1.6=0.8m话 x 0.81/6 = 38.54m 0.5/ s(1)(1)A = bh = 5.12 m 20(1)V = Q / A = 6/5.12 = 1.17 m

45、/ s(1)V21172v = ctRJ , J = =0.00115(2)C2R 3854 2 x 08hf = Jl = 0.00115 x 500 = 0.576 m(1)V 1 17(2)Fr = = = 0.295(2)Jgh v9.8 x 1.6hk_ ：(hV)2飞,(1.6 x 1.17)2=3= 0.71m9.8(2)6P 7 力八解：(1)因为三2 = 2且s 0所以是自由出流(2)H 1.5HQ = mb、；2gH3/2 = 0.502x 10x、；19.6 x 1.51$ = 40.8m3 /s (3)(2)单宽流量q = Q / b = 40.8/10 = 4.08m 3 / s / m(1)收缩水深公式:4.082H + P = h +纟2= h += h2 c2g申 2h2c 19.6 x 0.95