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水力学练习题及参考答案一、是非题 (正确的划“” ，错误的划“ )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。 （）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 O 重合。( )3、 园管中层流的雷诺数必然大于 3000。 4、 明槽水流的急流和缓流是用 Fr 判别的，当 Fr1 为急流。 ()5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ ）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。 （ ）6、 达西定律适用于所有的渗流。 （ ）7、 闸孔出流的流量与闸前水头的 1/2 次方成正比。 （）8、渐变流过水断面上各点的测压管水头都相同。 ()9、粘滞性是引起液流运动能量损失的根本原因。 ()10、直立平板静水总压力的作用点就是平板的形心。 （ ）11、层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 12、 陡坡上出现均匀流必为急流，缓坡上出现均匀流必为缓流。 ()13、 在作用水头相同的条件下，孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数大。 ( )14、两条明渠的断面形状、尺寸、糙率和通过的流量完全相等，但底坡不同，因此它们的正常水深不等。 ()15、直立平板静水总压力的作用点与平板的形心不重合。 （）16、 水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 17、 水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 ()18、 牛顿内摩擦定律适用于所有的液体。 ( )19、 静止液体中同一点各方向的静水压强数值相等。 （）20、 明渠过流断面上各点的流速都是相等的。 21、 缓坡上可以出现均匀的急流。 ( )22、 静止水体中 ,某点的真空压强为 50kPa，则该点相对压强为 -50 kPa。 ()24、 满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 ( )25、 水深相同的静止水面一定是等压面。 ()26、 恒定流一定是均匀流，层流也一定是均匀流。 （ ）27、 紊流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 28、 陡坡上可以出现均匀的缓流。 ( )29、 满宁公式只能适用于紊流阻力平方区。 ()30、 当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 ( )1精品文摘31、 缓坡上只能出现非均匀流缓流。 （ ）32、静水压强的大小与受压面的方位无关。 ()33、水泵的扬程就是指水泵的提水高度。 ( )34、恒定总流能量方程只适用于整个水流都是渐变流的情况。 （ ）35、 平坡渠道中不可能发生均匀流。 ()36、当明渠均匀流水深大于临界水深，该水流一定是急流。 （）37、 水跃只能发生于平底明渠中。 ( )二、单项选择题 (填写唯一正确答案的编号 )1、 作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量 （2）(1)大 ; (2)小 ； (3)相同 ； (4)无法确定 。2、根据静水压强的特性，静止液体中同一点各方向的压强 （1）(1) 数值相等 ; (2) 数值不等 ;(3) 仅水平方向数值相等 ;(4) 铅直方向数值最大 。3、 已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于 （4）1 层流区 ； 2 紊流光滑区 ；3 紊流过渡粗糙区 ； 4 紊流粗糙区 。2 ，则该点的相对压强为 （2）4、液体中某点的绝对压强为 100kN/m2 2（1）1 kN/m （2）2 kN/m2 2（3）5 kN/m （4）10 kN/m5、 紊流的断面流速分布规律符合 （1）1 对数分布； 2 直线分布； 3 抛物线分布； 4 椭圆分布。6、 长管的总水头线与测压管水头线 （1）（1）相重合； （2）相平行，呈直线；（3）相平行，呈阶梯状； （4）以上答案都不对。7、 渗流的达西公式只能适用于 （1）(1) 恒定均匀层流 (2) 恒定均匀紊流 (3)恒定均匀流； (4)非恒定流 。8、液流的沿程水力摩擦系数与边壁粗糙度和雷诺数都有关，即可判断该液流属 （3）1 层流区 ； 2 紊流光滑区 ；3 紊流过渡粗糙区 ； 4 紊流粗糙区 。9、 堰流的流量与堰顶水头的 2 成正比。1 1/2 次； 2 3/2 次方； 3 2 次方； 4 1 次方 。10、溢流坝下泄水流收缩断面水深 hc0 的跃后水深为 hc02 ，形成远离水跃衔接的条件是 （3）(1) ht = hc02 (2) ht hc02 (3) ht 1 ，则 A、B 两测压管中的液面必为 (2)(1) B 管高于 A 管； (2) A 管高于 B 管； (3) AB 两管同高。22、 紊流的断面流速分布规律符合 （1）1 对数分布 ； 2 椭圆分布 ；3 抛物线分布 ； 4 直线分布 。23 平底棱柱形明渠发生水跃，其水跃函数 J (h1)与 J (h2)的关系是 （1）1 J(h1)= J(h2) 2 J(h1)J(h2) 3 J(h1) pb (2) pa iki2iki2ik4、 定性绘出图示曲面 A上水平方向的分力 AB和铅垂方向压力体。 (5 分)C5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。v0=0v0=06总水头线测压管水头v0=0v0=06、 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。AB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 H1.2m，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。解 ：水平分力 Px=pc Ax=74.48kNH铅垂分力 Py= V=85.65kN,静水总压力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,RO ARtan = Py/Px=1.15 =49合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。B。2、图示一跨河倒虹吸圆管， 管径 d0.8m，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 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数=0.024，上下游水位差 H=3m。若上下游流速水头忽略不计， 求通过倒虹吸管的流量 Q 。解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程H hw (l4R)2v2g计算圆 管道断面的水力半径和局部水头损失系数7AR d / 4 0.2m , 0.2 2 0.5 1.0 1.9将参数代入上式计算，可以求解得到v 4.16m/s , Q vA32.091m/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2，管路内流速 v1=0.706m/s。求 d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强 p=49kN m水流对喷嘴的水平作用力 F (可取动量校正系数为 1)v1 d1解： 列喷嘴进口断面 11 和喷嘴出口断面 22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：Qv1 A13m0.0 0 3 1 4s1 Qv2 A29.9msPR2对于喷嘴建立 x 方向的动量方程2p1 A R Q v x v x( 2 11)1R ( 2 3 ) 187.8 Np3 A Q v v3x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 b1.5m，槽长 L120m。进口处槽底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程 Z252.04 m，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。解： i= （Z1-Z2）/L = 0.0012A bh 2 .55 mx b 2h 4.9mAR 0 .52 mxC1nR1664. 06m12/s0.51.46m/s v=C (Ri)Q= vA= 3.72m3/s。5、 有一矩形断面混凝土渡槽 (n=0.014) ，底宽 b1.5m,槽长 L116.5m。进口处槽底高 3/s 时，槽中均匀流水深 h 0=1.7m，试求渡槽底坡程 Z1=52.06m，当通过设计流量 Q7.65m和出口槽底高程 Z 2？86、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=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 B3m。折角、进口和 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出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024 3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差 H 。，已知通过流量 Q=2.662m9、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 C1172 m/s。由于管道末端阀门在 2 秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头 H。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 d0.05 m，弯 hA水管曲率半径 Rd，管段沿程水力摩擦系数 0.0264 ，实测 AB 两端测压管水头差 h0.63 cm，100 秒钟流入量水箱的水体体积为 0.028 m 3，试求弯管局部水头损失系数 。3，试求弯管局部水头损失系数 。B11、 有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 n=0.014，底宽 b1.5m，槽长 L120m。进口处槽底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程 Z252.04 m，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。912、 某溢流坝下收缩断面处水深 hc=1.1m，已知单宽流量 q14.72m2/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 hc22）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，2 2 q 14. 72hk 2.81m 33g 9.8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 hc22h qchc2 ( 1 8 1)32 ghc21.1 14.72 ( 1 8 1)32 9.8 1.15.81m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 b3m。H闸前水深 H4m，闸下收缩断面水深 hc=0.8m，hc3已知渠道流量 Q=18m/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。p112d d1214、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强p1p2=0.5m， =-0.2m，水管的横21hv断面积 A 1=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？1016、 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 C1172 m/s。由于管道末端阀门在 2 秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管中水击压强水头 H。17、 某矩形断面河道中建筑有一座 WES 堰型溢流坝，溢流堰宽 b10m，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？18、有一矩形断面渠道底宽 b1.5m，底坡 i0.0004，糙率 n0.014，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 =90 ，11 断面管轴处的动水压强为 p1=40kN/m2，22 断面与大气连通，管中流量为 Q0.1m3/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）1D12 220、 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 B2m。AH11B21、 有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025，宽 b = 6m，当 Q = 14.0m 3/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=30m 3/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。24、 如图所示矩形平板闸门 AB 宽 b=3m，门重 G=9800N，=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=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。求水流作用于收缩段