水力学习题

4、在宽而浅的矩形断面渠道中(R?h0) 水流为均匀流,试证明其正常水深h0 可近似地表示为h0?nq???????i?3/5

5、推求梯形断面明渠最佳水力断面的宽深比(试导出边坡系数为m的梯形渠道水力最优断面的几何条件)。

6、两条断面形状和尺寸完全相同的棱柱形渠道,但渠床的粗糙系数不等n1>n2, 在通过相同的流量下, 欲使渠中均匀流水深相等(h1=h2),那么必须渠道的 底坡i1>i2,试证明之。

Q2Q27、试证明:棱柱体水平渠道水跃函数?A1hc1??A2hc2,式中A1、hc1

gA1gA2与A2、hc2分别为跃前断面和跃后断面过水断面面积与过水断面形心点水。 8、试从明渠非均匀流基本微分方程:dhdsi??1?Q22k2?QBgA3推导棱柱形渐变流水面曲线

的分段求和法计算公式。

9、试证明在宽顶堰进口处必然形成水面跌落。

七、问答题 ( 28 题)

1、为什么水通常被视为不可压缩流体?

2、自来水水龙头突然开启或关闭时,水是否为不可压缩流体?为什么? 3、为什么荷叶上的露珠总是呈球形?

4、一块毛巾,一头搭在脸盆内的水中, 一头在脸盆外,过了一段时间后,脸盆外的台子上湿了一大块,为什么?

5、写出水静力学基本方程并解释其物理意义。

6、流体能否达到完全真空状态?若不能,则最大真空度为多少? 7、写出理想液体与实际液体的伯努里方程并解释其物理意义。

8、有人认为均匀流和渐变流一定是恒定流,急变流一定是非恒定流,这种说法对否?请说明理由并举例。

9、雷诺数Re有什么物理意义?为什么它能起到判别流态的作用? 10、总流伯诺里方程在推导过程中的限制条件是什么? 11、试简述工程中有压管路的水力计算主要有哪几种问题。

12、水力最佳断面是根据怎样的水力学概念引出的?其特点是什么?

13、若管嘴出口面积和孔口面积相等,且作用水头H也相等,为什么管嘴出流量要比孔口出流量大? 14、何谓有压管流?

15、何谓长管?何谓短管?

16、从能量分析观点:在 i=0 和 i<0 的棱柱形渠道中为什么不能产生均匀流? 17、棱柱形渠道恒定非均匀流有哪些特征?

18、为什么在i>0 的棱柱形长渠道中的流动总是趋向均匀流? 19、断面单位能量与单位重量液体的机械能两概念有何不同? 20、何谓堰流和堰?

21、列举三个属于宽顶堰流的水工建筑物。 22、薄壁堰的淹没条件是什么?

23、什么是宽顶堰流?它在工程上有何应用?

24、泄水建筑物下游有几种水流衔接与消能形式?简要说明其特征。 25、棱柱形渠道水面曲线有十二条,而地下河槽中只有四条,为什么? 26 、何谓渗流模型?为什么要引入这一概念?

27、为什么作野外抽水试验求渗透系数k 值时,最好不利用井中水位h0 和井的半径r0 这两个数据,而要用二个观察孔的数据,为什么?注:

Q?1.366k(Hlg2?h0)2R

r028、在什么情况下的渗流可应用流网来解渗流问题?

八、计算题 (20题)

1、200C 体积为 2.5 m3 的水,当温度升至 80C 时,其体积增加多少? (答案:则?VV?2.64%)

0

2、若要使水的体积减小0.1% 及 1% 时,应增大压强各为多少?(已知水的体积弹性模量 E? =2000MPa)

(答案:dV/V=-0.1%,?p=2.0Mpa;dV/V=-1% ,?p=20Mpa) 3、试绘制平板间液体的流速分布图与切应力分布图。设平板间的液体流动为层流,且流速分布为直线分布。(已知上层液体粘度为?1,液层高为h1,下层液体粘度为?2,液层高为h2,平板流速为U)。

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