个直径为d=8mm的小孔，流量系数为0.62，问需要多长时间船将沉没？ 6.7 如习题6.7图所示，水从封闭水箱上部经直径d1?30mm的孔口流至下部，然后经d2?20mm的圆柱形管嘴排向大气，管嘴长l?4d2，流动恒定后，水深h1?2.0m,水深h2?3.0m，上水箱的压力表读数pM?49kN/m2,求流量Q和下水箱水面上的空气压强px。 习题6.7图 习题6.8图 6.8有一等直径的虹吸管如习题6.8图所示，（1）试定性绘出总水头线和测管水头线；（2）在图上标出可能产生的负压区；(3)在图上标出真空值最大的断面位置。 6.9利用虹吸管将渠道中的水输送到集水池，如习题6.9图所示。已知管径 d =300mm，管长l1?260m，管长l2?40m，沿程阻力系数 λ1=λ2= 0.025。滤水网、折管、阀门、出口的局部损失系数分别为ξ1=3.0 、 ξ2=ξ4=0.55 、 ξ3 =0.17 、 ξ5 =1.0 。渠道与集水池的恒定水位差z=0.54m。虹吸管允许的真空高度hv =7.0 m水柱。 试求虹吸管的输水流量Q和允许安装高度hs。 6.10 水泵抽水系统如习题6.10图所示，流量Q=0.062m/s，管径为d=200mm，h1=3.0m,h2=17m,h3=15m,管长l=12m,局部阻力系数滤水网?1?3，90o弯头?2?0.21，30o折角?3?0.073，出口?4?1，沿程阻力系数??0.023，求水泵的扬程Hm。 3 习题6.9图 习题6.10图 6.11如习题6.11图所示离心泵实际抽水量Q=8.10 L/s,吸水管长度la?7.5m，直径da?100mm，沿程阻力系数??0.045，局部阻力系数为：底阀?1?7.0，弯管?2?0.27，如果允许吸水真空高度［hv］=5.7m，求水泵的允许安装高度hs 。

习题6.11图 习题6.12图 6.12如习题6.12图所示，水箱中的水通过垂直管道向大气出流，设水箱水深为h,管道直径为d，长度为l，沿程阻力系数为?，总局部阻力系数为?，求：(1)在什么条件下流量Q不随管度l的变化而变化？(2)什么条件下流量Q随管长l的增大而增加？(3)什么条件下流量Q随管长l的加大而减小？ 6.13设水流由水箱经水平串联管路流入大气，如习题6.13图所示。已知AB管段直径d1=0.25m，沿程损失系数??0.4，BC管段直径d2=0.15m，沿程水头损失系数??0.5，进口局部损失系数

?1?0.5，突然收缩局部损失系数?2?0.32（以v2计算），试求管内流量Q。 Ad5v1Bd2Cv2 习题6.13图 6.14水池A和B的水位不变，用两根管径不同的管道相连接，如习题6.14图所示，管径d1?150mm，d2?250mm，管长l1?10m，l2?15m，两水池水面高差为H=8m，两管道沿程阻力系数?1?0.045，?2?0.04，求通过管道的流量，并绘制测压管水头线及总水头线。 6.15一水泵向习题6.15图示水平串联管路的B、C、D三处供水，D点要求的自由水头hZ=10m，已知：流量qB?25l/s，qC?15l/s，qD?10l/s，管径d1?250mm，d2?150mm，d3?100mm，管长l1?700m，l2?400m，l3?500m，求水泵出口所需的水头值。 AL1 d1水泵L2 d2B 习题6.14图 习题6.15图

6.16 水塔供水管路布置如习题6.16图所示，采用铸铁管输水，nM=0.0125, C点所需的自由水头HZ=14m，已知出流量为qB=25L/s，qC=15L/s，管长l1?700m，l2?400m，l3?500m，l4?300m，管径d1?250mm，d3?150mm，d3?100mm， d4?100mm，计算并联管路中各流量及所需的水头H0。 L1 d1L2 d2L3 d3L4 d4qB qC 习题6.16图 习题6.17图 6.17 如习题6.17图所示枝状管网，已知1、2、3、4、点地面和水塔地面标高相同，点5较各点高7m，各点所需的自由水头HZ均为14m，管度L1=L2=300m，L3=250m,L4=350m，L5=400m,采用普通铸铁管输水，各节点出流见图，求各管段管径及水塔高度。(管段流速采用经济流速，d?400mm时，v?0.6~0.9m/s，d?400mm时，v?0.9~1.4m/s)。 第七章

思考题

1、明渠均匀流的基本特性和产生条件是什么？从能量观点分析明渠均匀流为什么只能发生在正坡长渠道中？

2、两条明渠（均为均匀流），通过的流量、底坡和糙率均相同，但底宽不同，试分析正常水深的大小。

3、什么是水力最佳断面？它是否渠道设计中的最佳断面？为什么？

4、什么是允许流速？为什么在明渠均匀流水力计算中要进行允许流速的校核？ 5、从明渠均匀流公式导出糙率的表达式，并说明如何测定渠道的糙率。 6、明渠水流的三种流态有什么特征？如何判别缓流、急流和临界流？

7、什么是断面比能？它与单位重量液体的总机械能有何异同？在明渠均匀流中，断面比能Es和单位重量液体的总机械能E沿流程是怎样变化的？比能曲线有何特征？ 8、什么是临界水深和临界底坡，如何计算？

9、佛汝德数的物理意义是什么？为什么可用它判别明渠水流的流态？

10、对于棱柱体渠道，当流量一定时，临界水深是否唯一？为什么？

11、“缓坡渠道只能产生缓流。陡坡渠道只能产生急流”，这句话是否正确？为什么？ 12、在缓坡渠道上，下列哪些流动可能发生，哪些流动不可能发生？ 均匀缓流； 均匀急流； 非均匀缓流； 非均匀急流。 13、在陡坡渠道上，下列哪些流动可能发生，哪些流动不可能发生？ 均匀缓流； 均匀急流； 非均匀缓流； 非均匀急流。

14、试叙述水跃的特征和产生的条件。如何计算矩形断面明渠水跃的共轭水深？在其它条件相同的情况下，当跃前水深发生变化时，跃后水深如何变化？

15、试说明12种水面曲线的一般规律。在定性绘制水面曲线时，常见的控制断面有哪些？

习 题

7.1 一梯形混凝土渠道，按均匀流设计。已知 Q 为 35m3/ s , b 为 8 .2m , m 为1.5，n为 0.012及 i 为 0.00012 ，求 h 。

7.2 一梯形灌溉土质渠道，按均匀流设计。根据渠道等级、土质情况，选定底坡 i= 0.001，m= 1.5，n= 0.025 ，渠道设计流量 Q =4.2 m3／s，并选定水深 h 为 0.95 m，试设计渠道的底宽 b 。 7.3红旗渠某段长而顺直，渠道用浆砌条石筑成（n=0.028) ，断面为矩形，渠道按水力最佳断面设计，底宽b= 8 m ，底坡i=

1，试求通过流量。 80007.4 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？

7.5有一环山渠道的断面如图所示，水流近似为均匀流，靠山一边按 1 : 0.5 的边坡开挖（岩石较好， n1为 0 .0275 ) ，另一边为直立的浆砌块石边墙n2为 0.025 ，底宽 b 为 2 m ，底坡i为 0.002 ，求水深为 l.5 m 时的过流能力。

7.6有一矩形断面渠道均匀流，底宽 b =10 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。

7.7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。

7.8有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = 0.022，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h