3Q?265m/s，坝下收缩b?18m 3、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽，流量

h?5m时，h?1.1m，

断面处水深c当坝下游水深t试（1）判别收缩断面处和坝下游的流态？

（2）下游是否需要修建消能工？（15分）

4、如图所示为一平面闸门AB，宽b?5m，闸门在水深H?8m下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。（10分）

5、图示一跨河倒虹吸管，管道直径d?1.0m，管道总长l?50m，折角、进口和出口的

局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差

H?5m，求通过的流量Q? 绘制管道的总水头线和测压管水头线（15分）

水力学答案

一、选择题（每小题1分，共5分） 1.B 2.D 3.C 4.B 5.A

二、填空题（每空2分，共12分） 1、 2 ； 水深 2、降低；m2/s 3、减小

4、水深和断面平均速度 5、减小 ； 不变

6、流量 和 水头 ； 流量

三、简答题（每小题5分，共18分）

１、答：（1）雷诺数Re的物理意义：它表征液流惯性力与粘滞力的对比关系，即Re?v?d/v。在水力学中主要用它来判别液流的型态是层流还是紊流。佛汝德数Fr的物理意义：它表征液流惯性力与重力两种作用力的对比关系。其能量意义是表示过水断面单位重量液体平均动

v22gFr?2h。在水力学中主要用它判别水流的流态是能与平均势能之比的二倍开平方，即

缓流、临界流或急流。

2、答：压力管道中，由于管中流速突然变化，引起管中压强急剧增高（或降低），从而使管道断面上发生压强交替升降的现象，称为水击。 工程上常常采取以下措施来减小水击压强： （一）延长阀门（或导叶）的启闭时间T （二）缩短压力水管的长度 （三）修建调压室

（四）减小压力管道中的水流流速v0 3、答：（1）沿程水头损失实测装置 ①设备

从水位恒定的水塔引出管道，与需要测量水头损失的新钢管相联，为了便于操作和计算，该管水平放置，两端各开一个测压孔，测压孔直径d?6.0mm左右的测压管，用橡皮管与压差计相连接。测压孔间距L视采用压差计类型和测量精度而定，做到读数准确，误差在5％以内。

在测压孔两端设A、B两个闸阀，控制流量与排气。闸阀距测压孔距离应大于（6～10）d，（d为新钢管直径），避免闸阀后旋涡水流对测压管测流的影响。

在管道出口采用重量法或体积法测量流量。也可在管路上装流量计测量流量。 ②工作原理

水塔水位恒定，当闸门开度一定时，管中通过的流量一定，测出流量。管道直径保持不变，经过管道的水流为有压均匀流，水力坡度与测压管坡度相等，由压差计测出压差经简单换算即得长度为L的管道的沿程水头损失，即

hf?p1?p2???z1?z2??（2）沿程阻力系数?在紊流光滑区的变化规律

p?p2122v1?v2?12g?

??大量实验证明，在紊流光滑区，沿程阻力系数?只与雷诺数Re有关，与绝对粗糙度?无关。

五、计算题（共65分） 1.（10分）

解：过水断面面积A?bh?0.15?0.065?0.00975m 湿周

2??b?2h0?0.15?2?0.065?0.28m

R?水力半径

21A??0.00975?0.0348m0.28

21 2、（10分）

A0.00975n?R3i2??0.03483?0.022?0.0085Q0.0173

解：c由能量方程得

2h??e?0.62?1?0.62m

2则

vvH?hc?c??c2g2g

2g(H?hc)2?9.8?(14?0.62)??15.44m/s1??1?0.1

3Q?Acvc?hcbvc?0.62?3?15.44?28.72m/s vc?hK?3

2Q228.72?3?2.11m22gb9.8?3

临界水深时所对应的个水力要素为：

?K?b?2hK?3?2?2.11?7.22m

cK?1161bhK1613?2.1116RK??()??()?24.46m0.5/snn?K0.047.22 g?K9.8?7.22iK???0.03942CKBK24.462?3

由于i?iK，故第二段渠道为陡坡，且综合分析其水面线为b2型降水曲线，h?hK,水流为急流。 3、（15分） 解：（1）

q?Q265??14.72m3/s?mb18

hK?3q2314.722??2.81mg9.8

hc?1.1m?hK，ht?5m?hK，收缩断面处为急流，下游水流为缓流，所以溢流坝下游必

定发生水跃。

（2）

hcq20.614.722hc\?(1?83?1)?(1?8?1)?5.81m3229.8?1.1ghc

ht?hc\，下游发生远离式水跃。

4、（10分）

9.8?82P??b??5?1568KN22解： H8e???2.67m33

5、（15分）

解： 按短管计算

?H2?c??1L???d?0.024?150?0.5?2?0.2?1.01.0?0.568

Q??cA2gH?0.568??4?1.02?2?9.8?5?4.41m3/s水力学练习题及

参考答案

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。 （√） 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。 （√）

√

8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 (√)