水力学A一练习题及参考答案1范文.docx

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水力学A一练习题及参考答案1范文

重合。

（X）

水力学A

（一）习题及参考答案

一、是非题（正确的划“2”，错误的划“X）

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。

二、单项选择题（填写唯一正确答案的编号）

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

（2）紊流光滑区；

（4）紊流粗糙区。

100kN/m2，则该点的相对压强为

2

（2）2kN/m

2

（4）10kN/m

（1）

22、紊流的断面流速分布规律符合

（1）对数分布；

（2）椭圆分布；

（3）抛物线分布；（4）直线分布。

24、盛水容器a和b的测压管水面位置如图（a）、（b）所示，其底部压强分别为pa

（1）

Pb。

若两容器内水深相等，则Pa和Pb的关系为

响。

16、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是

填空题（在空格中填写正确答案）

1..什么是液体的可压缩性？

什么情况下需要考虑液体的可压缩性？

液体可压

解：

可压缩性是：

当外界的压强发生变化时液体的体积也随之发生改变的特性。

缩性一般情况下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必须予以考虑。

2.有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？

为什么？

解：

这种说法是错误的，均匀流不一定是恒定流。

因均匀流是相对于空间而言，即运动要素沿流程不变，而恒定流是相对于时间而言，即运动要素不随时间而变。

两者判别标准不同。

什么是相对压强和绝对压强?

写出水力半径R的表达式。

五、作图题（在题图上绘出正确答案）

2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

0

V0=O

（5分）

4、定性绘出图示曲面ABC上水平方向的分力和铅垂方向压力体。

5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。

V0=O

总水头线

测压管水头

V0=O

vo=O

Vo=O

6、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

六、根据题目要求解答下列各题

1、图示圆弧形闸门AB（1/4圆）,A点以上的水深H=1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。

确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。

R

B

解：

水平分力

OPR

铅垂分力

静水总压力

Px=PcXAx=74.48kN

Py=YXV=85.65kN,

P2=Px2+Py2,

P=113.50kN,

tan=Py/Px=1.15

合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。

=49

2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径部水头损失系数分别为Z1=0.2，

位差H=3m。

若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量

d=0.8m,长l=50m,两个30。

折角、进口和出口的局

Z2=0.5，Z3=1.0，沿程水头损失系数入=0.024，上下游水

.•〔J

仁

■...

:

;厂*

■帀、..

解：

按短管计算，取下游水面为基准面,立能量方程

对上下游渠道内的计算断面建

H=hw=（a丄匸）

4R2g

计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

R=^=d/4=0.2m,2©=0.2x2+0.5+1.0=1.9

将参数代入上式计算，可以求解得到

二v=4.16m/s,Q=vA=2.091m3/s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s。

3、某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气（如题图），喷嘴出口直径

d2=2.0cm。

用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN/m2,管路内流速V1=0.706m/s。

求

水流对喷嘴的水平作用力F（可取动量校正系数为1）

得喷嘴流量和出口流速为:

V2十9收

PlA1-R=PPQ（V2x—Vlx）

R=p3A3—PQ（V2—V3）=187.8N

水流对喷嘴冲击力:

F与R,等值反向。

4、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。

进口处槽底高程乙=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m,当槽中均匀流水深恂=1.7口时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。

解：

i=（Z1-Z2）/L=0.001

A=bh=2.55m2

X=b+2h=4.9m

A

R=—=0.52m

x

c=64.06m©/s

n

v=C（Ri）0.5=1.46m/s

3

Q=vA=3.72m/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

O

程Z1=52.06m，当通过设计流量Q=7.65m/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?

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=5m,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a=1。

求管嘴的出流速度V及此射流达到的高度Z。

-15

已知水深H=2m，板宽B=3m。

-J、

7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置,

1=50m，两个30。

折角、进口和

入=0.024

8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b=0.8m,

出口的局部水头损失系数分别为Z1=0.2,Z2=0.5,Z3=1.0,沿程水头损失系数

，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

'¥-T''沖

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10m,

管径d=0.05m,弯管曲率半径R=d,管段沿程水力摩擦系数入=0.0264，实测AB两端测

损失系数。

V

«-_■!

—--IaIS.J-W-ISJ

压管水头差△

h=0.63cm,100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m,试求弯管局部水头

nn

JR

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Zi=52.16m,出口槽底高程Z2=52.04m,当槽中均匀流水深ho=l.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。

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。

hv

cm2/s。

问管中

水流流态属层流还是紊流？

若将直径改为d=30mm,水温、流量不变，问管中水流属何

种流态？

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

ho=1.7m时，试求通过的流量Q。

佃、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2m,转角a=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）

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=4m，板宽B=2m。

24、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m，门重G=9800N,a=60°,h1=1m,h2=1.73m。

试求：

下游有水时启门力T。

25、有一水平放置的管道（如图）。

管径d1=10cm，d2=5cm。

管中流量Qv=10L/s。

断面1

处测管高度H=2m。

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

用于收缩段管壁上的力。

28、水温10。

C时水流的运动粘滞系数为V=0.0131cm2/s，水管的直径为10cm，管中

流速为100cm/s，试判别水流流态。

30、有一虹吸管（如图）。

已知管径d=10cm,h1=1.5m,h2=3m,不计水头损失，取动能校正系数a=1。

求断面C—C中心处的压强Pc。

34、图示直径为20mm，长450m的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低

B、C三点的压强。

H

Ib

A

Yil

1必

*

36、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q=10I/S,di=5cm,pi=78.4Pa,

如果使2断面产生真空压强为6.37kPa，问d2应为多少？

（不计水头损失）（10分）

Pi