水力学考试题.doc

u分布u1. 如图所示，一0.8m0.2m的平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=1m/s，平板与固定边壁的距离=1mm，油的动力黏度为1.15，由平板所带动的油的速度成直线分布，试求平板所受的阻力。解：2. 右图所示压力水箱，在侧壁上安装一压力表G。已知水箱水面上的绝对压强p0=196KN/m2，水箱水深为1.5m，测压孔A距箱底高度为0.75m，测压孔距压力表表头中心高度h=1.5m，试求压力表读数pG为多少？（当地大气压强Pa=98KN/m2）解：由水箱内液体的压强关系：设G点处绝对压强为，由压力表管内液体压强关系：则压力表读数：3. 设大气压强pa=98kpa（如图），水银重度=133KN/m3，y=20cm，h=10cm，求点的绝对压强和相对压强，并分别用应力单位、水柱高度两种计量单位表示之。11p1p1解：1-1为等压面,即A点的绝对压强：A点的相对压强：4. 求作用于一混凝土重力坝侧面上的单宽静水压总压力。已知条件如图所示。解：水平方向静水总压力：垂直方向静水总压力：压力体体积：5. 在渠道侧壁上，开有圆形放水孔（如图），放水孔直径d为0.5m，孔顶至水面的深度h为2m，试求放水孔闸门上的水压力及作用点位置（圆形平面绕圆心轴线的惯性矩为d4/64）。解： 放水孔闸门上的水压力：作用点，即压力中心距水面的距离为：6. 一倾斜装置的矩形平板闸门AB，如图所示，倾角，宽度b=1m，铰链B点位于水面以上H=1m处，水深h=3m。不计摩擦力，不计闸门自重，求开启闸门所需之拉力T。解：作用在平板闸门AB上的静水总压力为：PD总压力P的作用点，即压力中心距C点的距离为： 对B点取矩：解得：76.38KN7. 在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差h为20cm，已知水管直径d1为15cm，喉道直径d2为10cm，当不计水头损失时，求通过流量Q。解：根据文丘里流量计流量公式：其中：流量：8. 如图所示为一装有文丘里流量计的输水管路，已知管径d1=5cm，文丘里管的喉部直径d2=10cm，水银比压计中的液面高差h=20cm。实测管中的流量Q实=60L/s，试求该文丘里流量系数值。解：（略）9.（1）某管路的管径，通过的流量的水，水温。（2）条件与上同，但管中流过的是重燃油，其运动黏度。试判别两种情况下的流态解：查表得，时水的运动粘性系数为：（1）2320 管道中流态为紊流（2）2320 管道中流态为层流10. 有一如图所示的混凝土圆形涵洞，已知洞长，上下游水位差，要求涵洞中通过流量，试求管径d。解：以下游水面为基准面，写1-1与2-2断面能量方程：即：对混凝土，n=0.014圆管：，进行试算：dAvRC式右0.80.50248.5589170.254.623180.0262926.8304161.21.13043.8039630.358.442060.0229681.2479521.31.326653.2412470.32559.226930.0223640.89566610.7855.4777070.2556.692890.0244082.6683391.10.949854.5270310.27557.600650.0236441.7920741.151.0381634.1419330.287558.028980.0232971.4893321.141.0201864.2149180.28557.944570.0233641.5444311.131.0023674.2898480.282557.859550.0234331.6021031.120.9847044.3667940.2857.773890.0235031.6624961.10.949854.5270310.27557.600650.0236441.7920741.060.8820264.875140.26557.246150.0239382.0914651.070.8987474.7844410.267557.335810.0238632.0110891.0780.9122364.7136930.269557.407030.0238041.9495551.0760.9088544.7312320.26957.389270.0238191.9647151.0710.9004274.7755110.2677557.344730.0238562.003265则：管径d为1.07m。11. 如图所示为一水电站压力水管的渐变段，直径D1为1.5m，D2为1m，渐变段起点压强p1为400KN/m2（相对压强），流量Q为1.8m3/s，不计水头损失，求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少？XRx解：求管中流速求1-1断面和2-2断面上动水总压力。以管轴中心线为基准面，写1、2断面的能量方程： （不计水头损失）取，则：总压力：取1-1与2-2断面间水体为脱离体，坐标方向如图示。沿x轴方向写动量方程（设）：即轴向推力为391.715KN，向与相反。12. 某电站引水渠，在粘土中开凿，未加护面，渠线略有弯曲，在使用过程中，岸坡已滋生杂草（n=0.03）。今测得下列数据：断面为梯形，边坡系数m为1.5，底宽b为34m，底坡i为1/6500，渠底至堤顶高差为3.2m（如图）。电站引用流量Q为67m3/s，今因工业发展的需要，要求渠道供给工业用水，试计算：（1）渠道在保证超高为0.5m的条件下，除电站引用流量外，尚能供给工业用水若干？（2）与电站最小水头所相应的渠中水深h为1.5m，计算此时渠中通过的流量为多少？解：（1）求保证超高0.5m时的流量。当超高为0.5m时，渠中水深：h=（3.2-0.5）=2.7m此时的断面水力要素为：,则:渠道通过流量：m3/s则：在保证电站引用流量条件下,渠道尚能供给工业用水量为：（2）当渠中水深h为1.5m时，此时的断面水力要素为：,则:渠道通过流量：m3/s13. 作洪水调查时，在一清洁平直的河段上，发现一次洪水两处洪痕相距，分别测得上下游洪痕的高程为，过水段面面积，湿周m，平直河段的粗糙系数n=0.03，试求该次洪水的洪峰流量。解：（求解糙率的方法能量方程法）在河道中取两个断面，分别为上游断面与下游断面，两断面间的能量方程如下：式中：Z1、Z2上、下游断面水位（m）；v1、v2上、下游断面平均流速（m/s）；g重力加速度（ms-2）；hf沿程摩阻损失；hj局部阻力损失；1、2上、下游断面动能校正系数。在较均直的河段，取2=1=1，则：对于因过水断面沿程变化引起的局部损失，可由下式来计算：式中：河段平均局部阻力系数。沿程摩阻损失，可用下式计算：式中：Q流量（m3/s）；l上、下游断面间距（m）；n河段平均糙率。式中：A1、A2上、下断面过水面积（m2）；R1、R2上、下断面水力半