水力学习题及答案

A?0.52m x111 C?R6?64.06m2/s

n R?v=C(Ri)0.5=1.46m/s Q= vA=3.72m3/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=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α=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 ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数 λ=0.024,已知通过流量 Q=2.662m3/s。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。

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试判断水击类型;并求管中水击压强水头ΔH。

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=0.05m,弯 管曲率半径R=d,管段沿程水力摩擦系数λ=0.0264,实 测AB两端测压管水头差△h=0.63cm,100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m3,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Z1=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m,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=14.72m2/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hc2 2)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, hk?3B 水 A Δh ?q2214.72?3?2.81m g9.8因为收缩断面水深 hc =1.1 m ? hk 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hc的共軛水深hc2 hcq2?1) 3hc2=2(1?8ghc1.114.722=2?(1?8?9.8?1.13?1) =5.81m 因为 hc2 ? 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hc=0.8m, 已知渠道流量Q=18m3/s。取动能和动量校正系数 均为1。求水流作用于闸门上的作用力。

p1γd1Hhc

14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计, 1122hvd2 10

已测得压强

p1?=0.5m,

p2?=-0.2m,水管的横

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 cm3/s,运动粘度? = 0.0101 cm2/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,产生水击。

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 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?是否需要修建消能工? 试判断水击类型;并求管中水击压强水头ΔH。

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α=90°,1-1断面管轴处的动水压强为p1=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)

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D 1 1 2 2

20、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。

A H B

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。

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μ=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?。

H h c h th124、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m, 门重G=9800N,α=60°,h1 =1m,h2=1.73m。 试求:下游有水时启门力T,

h2Th325、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=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。取动能与动量校正系数均为1。求水流作

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