水力学习题集与答案解析

1、水力学练习题及参考答案、是非题（正确的划，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。（，）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。（X）3、园管中层流的雷诺数必然大于3000。（X）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。（X）6、水流总是从流速大的地方向流速小的地方流动。（X）6、达西定律适用于所有的渗流。（X）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

2、平板静水总压力的作用点就是平板的形心。（X）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。（冲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。（X）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。（凶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

3、流断面上各点的流速都是相等的。（X）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 。（V）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。（X）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。（凶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。（凶31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。(X)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

4、指水泵的提水高度。(X)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。(X )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。(凶 、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庆;(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 九只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于(4)(1 ) 层

5、流区 ；(2 )紊流光滑区(4)紊流粗糙区100kN/m 2,则该点的相对压强为，一、一2(2) 2 kN/m(4) 10 kN/m 2(2)相平行，呈直线；(4)以上答案都不对。(3)恒定均匀流；(4月恒定流(2)(1)(3)3紊流过渡粗糙区4、液体中某点的绝对压强为,、2(1) 1 kN/m(3) 5 kN/m 25、紊流的断面流速分布规律符合(1科数分布；(2卢线分布；(3型物线分布；(4加圆分布。6、长管的总水头线与测压管水头线(1)相重合；(3)相平行，呈阶梯状；7、渗流的达西公式只能适用于(1)恒定均匀层流(2)恒定均匀紊流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

6、判断该液流属 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。 1/2次；(2) 3/2次方； (3)2次方； (4)1次方,1R溢流坝下泄水流收缩断面水深he。的跃后水深为 hc02 ,形成远离水跃衔接的条件是(3)(1) h = h C02(2) ht h c02(3) ht Ax=74.48kN铅垂分力Py= 丫 XV=85.65kN,静水总压力P = P x + P y ,P=113.50kN,tan o（= Py/P x=1.15a=49 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d=0.8m,长l=50

7、 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,沿程水头损失系数入=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l 一 . V2H = hw = ( )4R 2g计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数AR = =d/4 =0.2m,、=0.2 2 0.5 1.0 = 1.9Z将参数代入上式计算，可以求解得到v=4.16m/s, Q uvAu2.091m3/s即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s o3、某水平管路直径di=

8、7.5cm ,末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径2d2=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vi=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)=v1A =0.00314 m3s解：列喷嘴进口断面11和喷嘴出口断面2 2的连续方程:得喷嘴流量和出口流速为:对于喷口f建立x方向的动量方程P1A1 -R = Q(v2x -V1x)R = P3 A3 -rQ(V2 -V3) =187.8 N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

9、处槽底 高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z2= 52.04m ,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 = 0.001A =bh = 2.55 m2x = b 2h = 4.9 mAR = = 0.52m xCR16 =64.06 m12/s n0.5.一.v=C(Ri) =1.46m/sq= vA= 3.72m 3/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 程Z1=52.06m ,当通过设计流量 Q=7.65m3/s时，槽中均匀流水深 h 0=1.7m,试求渡

10、槽底 坡和出口槽底高程 Z 2?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=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 行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B= 3mo8、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折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为I 1=0.2 , I 2=0.5 , I 3=1.0,沿程水头损失系数入=0.024,已知通过流量Q=2.662m 3/s 。若上下游

11、的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H9、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C=1172 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AHo2)计算收缩断面处水深hc的共聊水深hc2hc2 =-1)1.1_X=2214.7229.8 1.13=5.81m10、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两端测压管水头差 h = 0.63cm ,100秒钟流入量水

12、箱3的水体体积为0.028m，试求弯管局部水头损失系数。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 Z1=52.16m ,出口 槽底高程Z2= 52.04m ,当槽中均匀流水深 hc=1.7m时，试 求渡槽底坡i和通过的流量 Q。12、某溢流坝下收缩断面处水深hc=1.1m,已知单宽流量q=14.72m2/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 二一2.q23 14.722hk = 332

13、.81 m g 9.8因为收缩断面水深hc =1.1 m v 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。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。14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计,已测得压强 曳=0.5m,住=-0.2m ,水管的横 Y y断面积Ai=0.002m2, A2=0.001m2,不计水头损失，求通过文丘里流

14、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 cm 2/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？16、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C=1172 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AHo17、某矩形断面河道中建筑有一座WES堰型溢流坝，溢流堰宽 b=10m,在设计水头Hd=2.50m 时的流量系数为 md=0.502 ,堰高P1=16m

15、。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b=1.5m,底坡i= 0.0004,糙率n = 0.014,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a =90。，1 1断面管轴处的动水压强为 p1=40kN/m ： 22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

16、 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=4 m,板宽B = 2m。21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025,宽b = 6m,当Q = 14.0m3/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=30m3/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。23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度 b=6 m,闸前水深为 H= 4m,闸孔流量系数科=0.45 ,闸门开度e=0.5m ,闸底板与渠底齐平。(1) 不计

17、闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。(2) 若闸下收缩水深hc=0.4m,下游水深ht=2.5m ,判断闸下水跃衔接的形式，并 确定是否需要修建消力池？。24、如图所示矩形平板闸门 AB宽b=3m , 门重 G=9800N , a =60 ,hi=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11。求水流处测管高度 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 作用于收缩段管壁上的力。26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025 ,宽b

18、= 5m,当Q =315.0m/s 时,渠中均匀水深h = 2m,试判断渠道中的明渠水流流态。27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽=3.0 孔流量系数科=0.556,闸底板与渠底齐平。Q。m,闸门开度e = 0.5m ,闸前水深H = 6.0 m,闸不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量28、水温10。C时水流的运动粘滞系数为=0.0131 cm2/s ,水管的直径为 10 cm,管中流速为100 cm/s，试判别水流流态。29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽b =10 m ,水深 h = 3 m,糙率 n = 0.014,底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数C和流量Q,并判别是急流还是缓流。30、有一虹吸管（如图）。已知管径d=10 cm , h二1.5 m , h2=3 m,不计水头损失，取动能校正系数“=1。求断面cc中心处的压强 pc。32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽 b = 3.0 m,闸门开度e=0.5 m,闸前水深 H=6.0 m,闸孔流量系数科=0.556,闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸 流量Q。33、某单孔 WES型实用堰，孔净宽 =18.0 m,上游堰高 P=35m ,堰顶水头 H=3.2m,已知实用堰的流量系数m=0.502 ,不考虑侧收缩系数影响。堰下游收