100407大学那些事儿水力学辅导习题.

《100407大学那些事儿水力学辅导习题.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《100407大学那些事儿水力学辅导习题.（15页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、水力学辅导材料一、是非题 (正确的划“” ，错误的划“)1、理想液体就是不考虑粘滞性的实际不存在的理想化的液体。（）2、图中矩形面板所受静水总压力的作用点与受压面的形心点O重合。()3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。4、明槽水流的急流和缓流是用Fr 判别的，当Fr 1 为急流。( )5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（）6、达西定律适用于所有的渗流。（）7、闸孔出流的流量与闸前水头的1/2 次方成正比。（）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。( )9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。( )10、直立平板静水总压

2、力的作用点就是平板的形心。（）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。12、陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。( )13、在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。( )14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。( )15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。（）16、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。17、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。( )18、牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。( )19、静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。（）20、明渠过流断面上各点的流速都

3、是相等的。21、缓坡上可以出现均匀的急流。22、静止水体中 ,某点的真空压强为50kPa，则该点相对压强为24、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。25、水深相同的静止水面一定是等压面。-50 kPa。( )( )( )()26、恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。（）27、紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。28、陡坡上可以出现均匀的缓流。( )29、满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。( )30、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。( )31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。（）32、静水压强的大小与受压面的方位无关。( )33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。( )34、

4、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。（）35、平坡渠道中不可能发生均匀流。( )36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。（）37、水跃只能发生于平底明渠中。( )二、单项选择题 (填写唯一正确答案的编号)1、 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量（2）(1)大 ;(2)小 ；(3)相同；(4)无法确定 。2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强（ 1）(1) 数值相等 ; (2) 数值不等 ;(3)仅水平方向数值相等;(4) 铅直方向数值最大。3、已知水流的沿程水力摩擦系数只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ 4）1层流区；2紊流光滑区

5、；3紊流过渡粗糙区；4紊流粗糙区。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m 2，则该点的相对压强为（ 2）（ 1） 1 kN/m 2（ 2）2 kN/m2（ 3） 5 kN/m 2（ 4）10 kN/m 25、紊流的断面流速分布规律符合（ 1）1对数分布；2直线分布；3抛物线分布；4椭圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线（ 1）（ 1）相重合；（ 2）相平行，呈直线；（ 3）相平行，呈阶梯状；（ 4）以上答案都不对。7、渗流的达西公式只能适用于（ 1）(1)恒定均匀层流(2) 恒定均匀紊流(3) 恒定均匀流； (4)非恒定流 。8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断

6、该液流属（3）1层流区；2紊流光滑区；3紊流过渡粗糙区；4紊流粗糙区。9、堰流的流量与堰顶水头的2成正比。11/2 次；23/2 次方；32 次方；41 次方。10、溢流坝下泄水流收缩断面水深hc0的跃后水深为 hc02，形成远离水跃衔接的条件是（ 3）(1) h t = h c02(2) h t h c02(3) h t 1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为(2)(1) B 管高于 A 管；(2) A 管高于 B 管；(3)AB 两管同高。22、紊流的断面流速分布规律符合（ 1）1对数分布；2椭圆分布；3抛物线分布；4直线分布。23 平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数J (h1)与J (h

7、2)的关系是（ 1）1J(h1)= J(h2)2J(h1)J(h2)3J(h1) pb(2)paiki 2iki2ik4、定性绘出图示曲面 A 上水平方向的分力A和铅垂方向压力体。(5 分)BC5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。v0=0v0=0总水头线测压管水头v0=0v0=06、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。AB7、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 )KKi 1i k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H1.2m ，闸门宽B=4m ，圆

8、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 A x=74.48kNH铅垂分力Py= V=85.65kN,ORA静水总压力P2 = Px2+ Py2,P=113.50kN,Rtan = Py /Px=1.15=49合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。B2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d 0.9m，长 l=50 m ，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1 =0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =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 。3 、某水平管路直径

9、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)v1d1解： 列喷嘴进口断面1 1 和喷嘴出口断面 22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：Qv1 A10.00314 m 31Qsv29.9 mRA2s2P对于喷嘴建立 x 方向的动量方程2p1 A1RQ( v2 x v1x )1R p3 A3Q(v2v3 ) 187.8 Nx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

10、宽 b 1.5m，槽长 L 120m。进口处槽底高程 Z 1=52.16m，出口槽底高程 Z 2 52.04 m，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 = 0.001A bh2.55 m2xb2h4.9 mRA0.52 mxC111 R 664.06 m 2 / sn0.5v=C (Ri) 1.46m/s3Q= vA= 3.72m /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 h 0

11、=1.7m ，试求渡槽底坡和出口槽底高程 Z 2？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=5 m，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=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=2 m ，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=50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2， 2=0.5 ， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，已知通过流量Q=2.662m3/s。

12、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=2000 m ，管中水流的流速速 C1172 m/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H。v=2 m/s ，管道水击波波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 10 m ，管径 d 0.05 m，弯hA水管曲率半径R d，管段沿程水力摩擦系数 0.0264 ，实测 AB 两端测压管水头差h0.63 cm， 100 秒钟流入量水B箱的水体体积为0.028 m3，试求弯管局部水头损失系数。解： 按短管计算，取下游水面为基准

13、面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程Hhw(l) v 24R2g计算圆 管道断面的水力半径和局部水头损失系数RA0.2m ,0.2 2 0.5 1.0 1.9d / 4将参数代入上式计算，可以求解得到v4.16m/s ,QvA 2.091m 3 /s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。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 Z 1=52.16m ，出口槽底高程Z2 52.04 m，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、14.72m 2/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，hk3q2314.722g2.81 m9.8因为收缩断面水深hc =1.1 mhk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 hc2hc(18q21)hc2 2ghc31.114.72 2 2(189.81.131) 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

15、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 ，3已知渠道流量Q=18m /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。Hhcp11 2d1d 221hv14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强p1 =0.5m， p 2 =-0.2m ，水管的横断面积 A 1=0.002m 2， A 2=0.001m 2, 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 = 10 mm ，通过流量水流流态属层流还是紊流？若将直径改为种流态？Q = 20 cm3/s，运动粘度= 0.0101 cm2/s。问管中d = 30

16、 mm，水温、流量不变，问管中水流属何16、有一水电站引水钢管，管道长度L=2000m，管中水流的流速速 C1172 m/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H。v=2 m/s，管道水击波波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H d=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h t=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

17、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= 0.2 m，转角 =90， 1 1 断面管轴处的动水压强为 p1 =40kN/m 2， 2 2 断面与大气连通，管中流量为Q0.1m 3/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）1D12220、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=4 m ，板宽 B 2m。AHB21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025，宽 b = 6m，当 Q

18、 = 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 6 m，闸前水深为H=4m，闸孔流量系数 =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？。Hh ch th124、

19、如图所示矩形平板闸门AB 宽 b=3m ，Th 2门重 G=9800N ， =60 ， h1=1m， h2=1.73m 。h3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=10 cm， d2=5 cm。管中流量Qv=10L/s。断面1处测管高度H=2 m。不计管道收缩段的水头损失。用于收缩段管壁上的力。取动能与动量校正系数均为1。求水流作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 3.0 m，闸门开度 e = 0.5

20、m，闸前水深 H 6.0 m，闸孔流量系数 =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。C 时水流的运动粘滞系数为= 0.0131 cm2/s，水管的直径为10 cm，管28、水温 10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i =0.001 。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数b =10 m，水深h = 3 m，糙率n = 0.014，底坡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=10 cm，h1=1.5 m， h2=3 m，不计水头损失，取动能校正系数 1。求断面 c c 中心处的压强

21、 pc。32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽 b 3.0 m，闸门开度 e=0.5 m，闸前水深 H 6.0 m ，闸孔流量系数 =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。e33、某单孔WES型实用堰，孔净宽=18.0 m，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

22、的水跃应达到什么要求？Htchh34、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13 m，已知沿程水头损失系数 =0.04，进口局部水头损失系数 =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12 1000kg/m 3的水，深度 h1 = 3 m。容器侧壁装有一测压管， H = 0.5 m。右边为敞口盛水容器，水深h2=2.2 m。求中间隔板A、 、三点的压强。( 10分)B C36 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l/s， d1 =5 cm ，如果使 2 断面产生真空压强为6.37kPa，问 d2 应为多少？（不计水头损失）（p1 =78.4 Pa，10 分)p1121dd212h v37、有一矩形断面渠道，底宽b 1.5m，底坡 i 0.0004，糙率 n0.014，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 =18 m ，流量 Q =265 m3/s，坝下收缩断面处水深 h c = 1.1m当坝下游水深h t =4.7 m 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？Htchh