工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案

解：（1）求沿程水头损失

第一管段：

第二管段：

故

（2）求局部水头损失

工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案

进口水头损失

逐渐收缩水头损失

阀门水头损失

故

（3）要保持Q为25000cm3/s所需要的水头

以0-0为基准面，对水箱液面上与管子出口取能量方程式

得

因

故所需水头

13、一简单管道，如图所示。长为800m，管径为0.1m，水头为20m，管道中间有2个弯头，每个弯头的局部水头损失系数为0.3，已知沿程阻力系数λ=0.025，试求通过管道的流量。

工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案

解：（一）先将管道作为短管，求通过管道流量。根据（4-4）式并且不考虑行近流速水头，则 ?c?1l1??? ? ?

d局部损失共包括进口损失和弯头损失。进口局部损失系数 ?e?0.5故 ?c?

11??0.0703800202.101?0.025??0.5?2?0.30.13.14?0.12Q?0.0703?19.6?20?0.01093m2/s4

(二)计算沿程损失及局部损失 管中流速 v?Q?0.01093?1.39m/sA3.14?0.12 4

v21.392?0.0989m流速水头 ?

2g19.6

lv2800h???0.025??0.0989?19.79m沿程损失 f

d2g0.1

局部损失 h ?

j

v2??2g?(0.5?2?0.3)?0.0989?0.109m故沿程水头损失占总水头的百分数为 所以该管道按长管计算就可以了。

hfH?19.79?0.989?98.9 工程水文水力学思考题和计算题(25题思考问答题,20题计算题)答案

（三）按长管计算管道所通过的流量 根据 Q?KHlK?ACR 18g8?9.8C???55.9m2/s0.025 ?

3.14?0.120.120?55.9???0.01097m3/s Q ? 44800故按长管计算与短管计算所得流量相差0.00004m3/s，相对误差为 0 .0004 ? 0 . 。由此可见，将上述管道按长管计算，误差很小。 36%0.0109314、一矩形断面的棱柱体渠道，底宽b=6m，底坡i=1.25×10-4，粗糙系数n=0.025。当正常水深h0=3m时，问能否通过设计流量Q设=20m3/s。

解:用式进行计算，当正常水深h0=3m时相应过水断面过水断面面积

2(m) A=bh=6×3=18

0湿周

x?b?2h0=6+2 x 3＝12(m)

水力半径

Q?R?A18??1.5(m)x12

流量

A2/318R3iv2=0.025×1.52/3×0.0001251/2＝10.545(m/s) n计算渠道通过的流量Q?10.55m3/s小于设计流量。所以该渠道不能满足设计要求。

15、某梯形断面渠道，土质为粘土，其底宽b=0.4m，边坡系数m=1.5，渠道底坡i=0.001，糙率n=0.025，渠道的设计流量Qp=0.55m3/s，渠底至渠顶高差为0.86m，渠顶安全超高为0.2m，渠道不淤流速v不淤=0.5m/s。试校核渠道的输水能力和流速。

解：渠堤安全超高为0.2m，则渠中水深为h=0.66m