水力学练习题及参考答案.docx

《水力学练习题及参考答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水力学练习题及参考答案.docx（17页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、水力学练习题及参考答案二、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)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。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 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1、2、3、1 层流区 2 紊流光滑区 ；3紊流过渡粗糙区4、 液体中某点的绝对压强为100kN/m2,则该点的相对压强为(1) 1 kN/m2(2) 2 kN/m2(3) 5 kN/m25、紊流的断面流速分布规律符合1对数分布；

2、2直线分布；3抛物线分布；6、长管的总水头线与测压管水头线(1 )相重合；(2)相平行，呈直线；(3)相平行，呈阶梯状；4椭圆分布。(4)紊流粗糙区(2)2(4) 10 kN/m2(1)(1)(4)以上答案都不对。7、渗流的达西公式只能适用于(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。&液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属1 层流区 2紊流光滑区；3紊流过渡粗糙区；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；(1)(3)4紊流粗糙区4 1次方10、溢流坝下泄水流收缩断面水深hc0的跃后水深为 hc02，

3、形成远离水跃衔接的条件是(3)(1) ht = hc02 ht > hc02按重力相似准则设计模型，若几何比尺为(1) 100； ( 2) 10；(3) ht < hc02100，则流速比尺为(3) 20;(4)无法确定(4)50。(2)12、13、14、液体中某点的绝对压强为108kN/m2,则该点的相对压强为(1) 1 kN/m2(2) 2 kN/m2静止液体中同一点沿各方向上的压强(1)数值相等；(2)数值不等矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比2(3) 8 kN/m2(4)(4)210 kN/m2(1)15、(1)16、117、18、119、120、(3)B等于3仅水平方向数值

4、相等(2)水泵的扬程是指(水泵提水高度；水泵提水高度 +2 22)(2)水泵提水高度+吸水管的水头损失; 吸水管与压水管的水头损失。紊流粗糙区的水头损失与流速成一次方关系；2 二次方关系；在平衡液体中，质量力与等压面(1)重合；(2)平行；雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 急流和缓流；2 均匀流和非均匀流闸孔岀流的流量与闸前水头 1次方22次方共轭水深是指(1)(2)31.752.0次方关系 。(3)(3)正交。3层流和紊流;3成正比;30. 5次方4 恒定流和非恒定流。(1)水跃的跃前水深与跃后水深21、图示容器中有两种液体，密度(2)溢流坝下游水流收缩断面水深：2 >儿，贝U

5、 A、B两测压管中的液面必为(3)均匀流水深(4 )临界水深(2)12、牛顿内摩擦定律适用条件是牛顿流体，层流运动B管高于A管;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 (hi)与J (h2)的关系是(1)1J(hi)= J(h2)2J(hi)>J(h03 J(hi)< J(h024、盛水容器a和b的测压管水面位置如图(a)、(b)所示，其底部压强分别为pa和Pb。若两容器内水深相等，则pa和Pb的关系为(1)(1) Pa > Pb (2) Pa <

6、Pb(3) Pa = Pb(4)无法确定25、层流断面流速分布规律符合1对数分布2直线分布3抛物线分布4 椭圆分布26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数(1)1急流和缓流；2 均匀流和非均匀流 ；3层流和紊流；4 恒定流和非恒定流。27、紊流中粘滞底层厚度比绝对粗糙高度 厶大得多的壁面称为(1)(1)光滑面 2 过渡粗糙面(3)粗糙面(4 )以上答案均不对三、填空题(在空格中填写正确答案)1、 水力模型的重力相似准则是模型与原型的佛汝德数相同。2、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越小。3、 底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。

7、4测量明槽流量的主要工具有 _堰、量水槽_。5、 根据管道计算方法的不同，管道可分类为长管和短管。6、 渗流的达西公式是v=kJ 。7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。8、计算明渠均匀流的公式是 Q =AC. Ri。9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为(1) 直接水击 和 (2) 间接水击。10、底流式消力池中产生的水跃，要求是_微淹没形式的水跃消能率高且稳定。13、理想液体与实际液体的主要区别是 _是否存在液体的拈滞性14、 实际液体在流动时产生水头损失的内因是液体的粘滞性，外因是 边界条件的影响。15、 水跃是水流从 急 流过渡到 缓 流的局

8、部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，则跃后水深 是减小。16、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是B B四、问答题1.什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？解：可压缩性是：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。液体可压缩性一般情况 下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。2. 有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？解：这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变, 而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。两者判别标准不同。3 .什么是相

9、对压强和绝对压强？4、写岀水力半径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、女M可用临界水深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（在题图上绘岀正确答案）2、定性绘岀图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。（各渠段均充分长，各段糙率相同，末端3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。 有一跌坎）（5分）5、定性绘岀图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向Nvo=0_总水头线测压管水头vo=0

10、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）vo=0vo=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 ）KH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=PcX Ax=74.48kN铅垂分力Py=Y X V=85.65kN,静水总压力巴=Px 图示一跨河倒虹吸圆管，管径d=

11、 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Z 1=0.2，Z 2=0.5，Z 3=1.0，沿程水头损失系数 入=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 °+ 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。H入乂才计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数解：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2）-2gA.R d/4=0.2m,'= 0.2 20.5 1.0 =1.91.将参数代

12、入上式计算，可以求解得到二 v=4.16m/s, Q = vA = 2.091m3/s 即倒虹吸管内通过的流量为 2.091m3/s。3、某水平管路直径di=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=49kN m2,管路内流速V1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F何取动量校正系数为1)解：列喷嘴进口断面1 1和喷嘴出口断面22的连续方程:得喷嘴流量和岀口流速为:= v1A = 0.00314v2 二 Q =9.9Ai对于喷嘴建立x方向的动量方程p1A1 K = - : Q( v2x v1x)R = P3A -

13、 :-Q(v2 -V3) =187.8N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,m,出口槽底高程Z2 = 52.04 m，当槽中均匀流水深 h°=1.7m时,槽长L = 120m。进口处槽底高程 Z1 =52.16试求渡槽底坡i和通过的流量Qo解：i= (Z1-Z2) /L =0.001A = bh 二 2.55 m2x = b 2h = 4.9mAR0.52mx1 16 1；C R 6 =64.06 m 2/s nv=C(Ri)°J 1.46m/s Q= vA= 3.72m3/s。5、有一矩形断面混凝土渡槽

14、(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 = 7.65m /s时，槽中均匀流水深h 0=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 a=1o求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度厂匚IioH=2 m，板宽 B = 3m7、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8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m，长1=50 m,两个

15、30 折角、进口和出口的局部水入=0.024，已知通过流量Q=2.662头损失系数分别为Z 1=0.2，Z 2=0.5，Z 3=1.0，沿程水头损失系数m3/so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v=2 m/s，管道水击波波速 C = 1172 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H10、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，弯管曲率半径R = d，管段沿程水力摩擦系数 入=0.0264，

16、实测AB两端测压管水头差 h = 0.63 cm ,100秒钟流入量水箱的水体体 积为0.028 m3，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 乙=52.16m，出口槽底高程 Z2= 52.04m,当槽中均匀流水深 ho=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量 Q12、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

17、缩断面和下游水流流态,hk " g9.814722 = 2.81m因为收缩断面水深he =1.1 m ihk为急流，下游水深 ht=4.7m .hk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he的共軛水深he2hc2討 8 ghc2q3-1)1.1x214.7228 9.8 1.13 "八5.81m因为he2 ht ,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 he=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

18、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-P1 =0.5m , P2 =-0.2m,水管的横1hv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 = 10 mm,通过流量 Q = 20 em3/s,运动粘度= 0.0101 em2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为d = 30 mm，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=2000 m,管中水流的流速 v=2 m/s,管道水击波波速 C= 1172 m/ s。由于管道末端阀门在 2秒内完全关闭

19、，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头H。仃、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he=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 ho=1.7m时, 试求通过的流量Q19、图示一水平放置的弯管，直径D= 0.2

20、 m,转角a =90 °, 1 1断面管轴处的动水压强为pi=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。b= 6 m,闸前水深为 H=4m ,闸孔流量

21、系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数卩=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？。24、如图所示矩形平板闸门 AB宽b=3m, 门重 G=9800N， a =60 °， g =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di=10 cm，d2=5 cm。管中流量Qv=10 L/s。断面1处测管高度H=2 m。不计管道收缩段的水头损失

22、。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=3.0 m，闸门开度e = 0.5m，闸前水深 H = 6.0 m，闸孔流量系数卩=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由岀流求过闸流量Q。 228、水温10 C时水流的运动粘滞系数为= 0.0131 cm /s，水管的直径为 10 cm,管中流速为100 cm/s，试判别水流流态。29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽b =10

23、m,水深h = 3 m，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=10 cm，hi=1.5 m，h2=3 m，不计水头损失，取动能校正系数a =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= 3.0 m，闸门开度e=0.5 m，闸前水深H = 6.0 m，闸孔流量系数卩=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Q33、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.

24、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13 m,已知沿程水头损失系数 入=0.04,进口局部水头损失系数Z =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 = 3 m。容器侧壁装有一测压管，H=

25、 0.5 m。右边为敞口盛水容器，水深h2=2.2 m。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 = 10 l/s, d1 =5 cm , p1 =78.4 Pa,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）（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 ho=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？