水力学作业分析解析.docx

1、水力学作业分析解析水力学作业1(第1、2章)一、 单项选择题 （每小题3分，共计12分）1.静止液体中同一点各方向的静水压强 （ ） a 、大小相等; b 、大小不等; c、仅水平方向数值相等; d、铅直方向数值为最大 。2.在平衡液体中，质量力与等压面 （ ） a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。3.液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （ ） a、任意曲面； b、水平面 c、斜平面； d、旋转抛物面。4.液体中某点的绝对压强为88kN/m2，则该点的相对压强为 （ ）a、10 kN/m2 b、-10kN/m2 c、12 kN/m2 d、-12 kN/m2二、 填空题 （每小题3

2、分，共计9分）1.牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。2.液体中某点的相对压强值为20kN/m2，则该点的绝对压强值为 kN/m2，真空度为 。3.当压力体与受压面位于同一侧，则铅垂方向作用力的方向是向 。三、 判断题 （每小题3分，共计9分）1.理想液体是不考虑液体粘滞性的理想化的液体。 （ ）2.图中矩形面板上的静水总压力作用点D与受压面的形心点 C重合。 （ ） 3.静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。 （ ）四、 问答题 （每小题5分，共计10分）1.液体的基本特征是什么？2.什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？五、 作图题（每小题5分，共计10分）1.试绘制图中AB面上的静

3、水压强分布图2.试绘制图中曲面ABC上的水平方向静水压强分布图及压力体图 题 5 1 题 5 - 2五、计算题 （共4题，计50分）1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s，平板与下部固定底板的距离为=1mm，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。 （12分） 解:2. 图示为复式比压计，各点的高度如图所示，已知油的密度为油=800kg/m3，水银的密度为水的密度13.6倍，求A，B两点的压强差。 （12分） 解:3. 如图所示矩形挡水闸AB，已知水深h=3 m，板的宽b2.5m，求作用在矩形平板AB上的静水总压力大小以及作用点处

4、的水深。 （12分） 4. 图示为溢流坝上的弧型闸门。已知R=6m，弧门宽B=5m，=60，试求：（1）作用在弧型闸门上的静水总压力。 （10分）（2）静水总压力作用点hD的位置。（4分）水力学作业2(第3、4章)一、 单项选择题 （每小题2分，共计10分）1、紊流粗糙区的水头损失与流速成 ( ) a、一次方关系； b、二次方关系； c、1.752.0次方关系；d、不能确定2、已知液体流动的沿程水头损失系数 与边壁粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于 （ ） a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区3、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R =（

5、 ） a、8 b、4 c、2 d、1 4、已知突扩前后有压管道的直径之比d1/d2 =1：2，则突扩前后断面的雷诺数之比为 （ ）a、2 b、1 c、0.5 d、0.255、层流断面流速分布规律符合 ( )a 、对数分布； b 直线分布； c、抛物线分布； d、 椭圆分布 。二、 填空题 （每小题2分，共计8分）1、恒定流时流线与迹线_。2、实际液体在流动时产生水头损失的内因是_，外因是_ 。3、雷诺试验揭示了液体存在_和_两种流态，并可用_来判别液流的流态。4、在等直径长直管道中，液体的温度不变，当流量逐渐增大，管道内的雷诺数Re将逐渐_。三、 判断题 （每小题2分，共计16分）1、根据连续

6、性方程，流速与过流断面面积成正比。 （ ）2、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ ） 3、只有过水断面上各点流速相等的流动才是均匀流 （ ） 4、均匀流与渐变流一定是恒定流，急变流一定是非恒定流。 （ ） 5、判别圆管水流是层流或紊流流态的临界雷诺数Re为2000。 （ ）6、层流一定是均匀流，紊流一定是非均匀流。 ( )7、根据达西公式hf =，层流沿程水头损失与流速平方成正比。 （ ）8、紊流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。 （ ）四、 问答题 （每小题5分，共计10分）1、 有人说“均匀流一定是恒定流”，这种说法是否正确？为什么？2、 根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水

7、头损失系数在不同流态的变化规律。五、计算题 （共5题，计56分）1、 管道直径 d = 10 mm，通过流量 Q = 20 cm3/s，运动粘度n = 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？ （8分） 解：2、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，管嘴局部水头损失系数=0.2，取动能校正系数=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。 （ 12分） 解：3 、已知如图所示的文丘里管流量计，管的直径d1 =5cm，d2=2cm，1断面与喉管

8、断面的测压管水头差为h =5cm ，如果文丘里管流量计流量修正系数=0.98，求管路中通过流量Q为多少？（不计水头损失） （12分）解：4、某水平管路的直径d1=7.5cm，管内流速v1=0.70m/s，管路末端接一渐缩喷嘴通入大气（如图）。喷嘴出口直径d2=2.0cm，用压力表测得管路与喷嘴接头处压强p=49kN/m2，求水流对喷嘴的水平作用力F（取动量校正系数为1） （12分）解：5、有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m，糙率n = 0.025，试求500m长渠道中的沿程水头损失。 （12分）解：水力学作业3(第5、6、7章)一

9、、单项选择题 （每小题2分，共计10分） （ ）1、 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为a、 长管，短管； b、复杂管道，简单管道； c、并联管道，串联管道； 2、矩形水力最佳断面的宽深比= （ ） a、1； b、2； c、3； d、4 3、在缓坡明渠中不可以发生的流动是 （ ） a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 4、长管的总水头线与测压管水头线 （ ）b、 重合； b、相平行的直线； c、相平行呈阶梯状。 5、水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h_ hk，弗汝德数Fr_1。a、 ， ； b、 ； c、 ， ，。 二、填空题 （每小题2分，共计4分）

10、1、在水击计算中阀门关闭的时间Ts Tr的水击称为_水击。2、a2型水面曲线是发生在_ 坡上的 _流（指急流或缓流）的水面线，这时弗汝德数Fr沿程 _（指增大、减小或不变）三、判断题 （每小题2分，共计12分）1、水泵的扬程就是指提水的高程。 （ ）2、同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 （ ）3、在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 （ ）4、在流量和渠道断面形状一定的条件下，水跃的跃后水深随跃前水深的增大而增大。 （ ）5、断面比能沿流程总是减小的。 （ ） 6、陡坡渠道中产生均匀流必定是急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。（ ）四、问答题 （每小题4分，共计8分）1、 简述明渠均匀流的特征

11、。2、判别明渠水流的流态有哪几种方法？五、作图题 （共2题，计8分）1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 v0=02、 定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同) (a) (b)六、 计算题 （共6题，计58分）1、图示用直径d = 0.4m的钢筋混凝土虹吸管从河道向灌溉渠道引水，河道水位为120m，灌溉渠道水位118m，虹吸管各段长度为l1 = 10m，l2 =5m， l3 =12m，虹吸管进口安装无底阀的滤网（= 2.5）,管道有两个60o的折角弯管（=0.55）。 （12分）求：（1）通过虹吸管的流量。 （2）当虹吸管内最

12、大允许真空值hv =7.0m时，虹吸管的最大安装高度。 解： 2、底宽b = 1.5 m的矩形明渠，通过的流量为Q = 1.5 m3/s，已知渠中的水深h = 0.4 m，则判断该处水流的流态。 （7分）3、已知底宽为b = 6m的矩形渠道中，临界水深为hk =1.37m，求渠道内通过的流量Q。 （7分）解：4、有一混凝土护面的梯形渠道，底宽b =10 m，正常水深 h = 3 m，边坡为 1:1，底坡 i =0.001，糙率 n = 0.014。如流动在紊流粗糙区 ，求谢才系数C和均匀流的Q流量。 （10分）解：5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽b1.5m,槽长L116.5m

13、。进口处槽底高程=52.06m，当通过设计流量Q7.65m3/s时，槽中均匀流水深h0=1.7m，试求渡槽出口的底高程2？ （10分）解：6、在矩形断面水平渠道中设一平板闸门，如图所示，闸门与渠道同为宽度b = 4m，闸孔出流量Q = 12m3/s，闸下收缩断面水深hc =0.4m，产生水跃与下游水流衔接，下游水深ht =1.4m，求跃前水深并判别水跃发生的位置。 （12分）解：水力学作业4(第7、8章)一、单项选择题 （每小题2分，共计16分）1、闸孔出流的流量与闸前水头的（ ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方2、溢流堰的过堰流量与堰顶水头的（ ）次方成正比。

14、 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方3、底流式消能池中产生的水跃应该是 ( )a、远离式水跃， b、临界水跃 ， c、强淹没水跃 ， d、淹没系数为1.051.1的弱淹没水跃 4、对于底坎为平顶堰的闸孔，相对开度e/H （ ）时的水流运动为堰流。a、 0.65 b、0.67 c、 0.75 d、2.55、渗流研究的对象是（ ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。6、按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺L=100，模型中水深为0.1米，则原型中对应点水深为和流量比尺为（ ）a、 1米，Q =1000； b、10米，Q =100； c、 1米

15、，Q =100000； d、10米，Q =100000。7、测量水槽中某点水流流速的仪器有（ ） a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰8、泄水建筑物下游发生远驱水跃，下游收缩断面水深hc的共轭水深hc _下游河道的水深h t。 a、 。二、判断题 （每小题2分，共计12分）1、其它条件相同时，实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数。 （ ）2、影响WES实用堰流量系数的两个因素是：实际水头H与设计水头Hd之比，上游堰高P与设计水头Hd之比。 （ ）3、底流消能消力池深度是以通过的最大流量作为设计流量的。 （ ）4、渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。 （ ）5、

16、两个液流只要在相应点的速度和加速度的大小成比例，则两个液流就是运动相似的。 （ ）6、棱柱体明渠恒定渐变流的水面曲线有12条，而地下河槽无压渗流的浸润曲线只有4条。 （ ）三、问答题 （每小题4分，共计12分） 1、简述堰的分类和相应的水流运动特征。2、简述泄水建筑物下游有哪几种消能形式和它们的特点。3、建立渗流模型应遵循哪些原则？四、计算题 （共5题，计60分）1、有一5孔WES型实用堰。每孔净宽b8.0 m，堰高P=50 m，堰顶设计水头H3.2 m，溢流堰下接远离式水跃。已知WES型实用堰的设计流量系数md0.502，侧收缩系数0.96， （10分）（1）求实用堰的设计流量Qd，（2）如

17、果实测堰顶设计水头H4.0 m，过堰流量Q为500m3/s，试求流量系数解：2、某平底坎水闸，共有10孔，采用平板闸门，每孔宽度为b =4m，闸门开度e = 2m，下游水深ht = 3m，当通过闸孔的流量Q = 470m3/s时，求闸前水头为多少？（8分）3、如图所示，在溢流坝下游收缩断面hc0.315m，溢流坝单宽流量q2.45m2/s 。已知下游水深ht1.5 m 。（1）试判别是否需要修建消力池？ (2)如需修建消力池，不考虑挖深影响（hc不变）和出池水面跌落z，试设计挖深式消能池的池深d，消力池水跃淹没系数取=1.1 。 (12分)4、一矩形断面陡槽，如图所示，槽宽b =5m， 下接一

18、个宽度相同的缓坡明槽，当通过的流量Q = 20m3/s时，陡槽末端水深h1 =0.5m，下游水深 ht =1.80m，试判别水跃的衔接形式。如果水跃从1一1断面开始发生，所需下游水深应为多少？（10分）解：5、直径的圆柱形滤水器，滤水层由均匀砂组成，厚1.5m，渗透系数=0.013cm/s，求在H=0.6m的恒定流情况下，滤水器的渗流流量Q。 (10分)6、以重力相似原则设计的某水工模型，长度比尺l=25；若原型中闸孔收缩断面处的平均流速vp=7.5m/s，坝高PP=50m，则确定模型中相应收缩断面处的平均流速和vm和坝高Pm 。如果原型中过闸流量Qp =3000m3/s，则原型中相应的流量为Qm 为多少？ （10分）解：