水力学综合练习题

1、水力学综合练习题、 是非题你认为正确的在题干后括号内划“V，反之划“X 。1. 牛顿内摩擦定律适用于层流运动和牛顿流体。2. 根据连续性方程，流速与过流断面面积成正比。3. 根据能量方程水流，水流总是从位置高的地方向位置低的地方流动。4. 层流一定是均匀流，紊流一定是非均匀流。5. 明渠水流的急流和缓流是用佛汝德数Fr判别的，当 Fr > 1时为急流。 6. 均匀流过水断面上各点的测压管水头都相同。7. 明渠水流的断面比能沿流程总是增加的。8. 渗流模型中的渗流流速与实际渗流流速相等。、单项选择题1静水中假设某点的真空压强是20kPa，那么其相对压强是A 118 kPaB 78 kPaC

2、 -20 kPa D -78 kPa2. 水力最正确断面是A湿周一定，面积最小的断面，B面积一定，通过流量最大的断面，C最低造价的断面，D最小糙率的断面3. 紊流中粘滞底层厚度；.比绝对粗糙度厶大得多的壁面称为A 光滑面 B过渡粗糙面C粗糙面D 以上答案均不对4. 当水流的沿程水头损失系数入只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于A层流区B紊流光滑区C紊流过渡区D紊流粗糙区5. 明渠中发生 a1型水面曲线，那么水流属于A急流B缓流C均匀流D层流6. 过堰水流的流量Q与堰顶水头H的A 1/2次方成正比B3/2次方成正比C2次方成正比D1次方成正比三、问答题1. 什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考

3、虑液体的可压缩性?2. 简要表达泄水建筑物下游消能的主要形式有哪几种？它们各自适用的条件是什么?四、计算题1. 图示圆弧形闸门 AB 1/4圆，A点以上的水深 H = 1.4m，闸门宽度b= 4m，圆弧形闸门 的半径R=1m，水面为大气压强。试确定圆弧形闸门AB的静水总压力大小及其方向。A2. 测定90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如下图。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 A 0.0264，实测AB管段两端测 压管水头差 h= 0.63m, 100秒钟流入量水箱的水体体积为 0.28m3,试求弯管内的流速、沿 程水头损失和局

4、部水头损失系数。3. 某矩形断面渠道中有一平板闸门，平板闸门宽b=4m。闸前水深 H=3.8m，闸下收缩水深hc=0.7m，闸孔通过的流量 Q=20m3/s。忽略水流和边界的摩擦阻力， 求水流作用于 闸门上的作用力，并与按静水压强分布图计算作用于闸门上的作用力相比拟。hc34. 某矩形断面渠道，通过的流量Q=30m /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。参考答案:一、是非题1. V 2. V 3.X 4. X 5. V 6. V 7. X 8. X、单项选择题1. C 2. B 3. A 4. D 5. B 6. B三、问

5、答题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?解：液体的可压缩性是指：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之而发生改变的特性。液体的可压缩性在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.简要表达泄水建筑物下游消能的主要形式有哪几种？它们各自适用的条件是什么？解：泄水建筑物下游消能的主要形式有底流消能、面流消能、挑流消能和消力戽消能,其中底流消能和挑流消能应用最多。 底流消能需要修建消力池，工程量较大，适用地质条件 较差的水库泄水建筑物下游和河道闸下游消能； 面流消能要求下游水位变幅较小； 挑流消能 适用地质条件较好的高水头泄水建筑物下游

6、的消能。四、计算题1、图示圆弧形闸门 AB (1/4圆)，A点以上的水深 H= 1.4m，闸门宽度b= 4m,圆弧形闸 门的半径R=1m，水面为大气压强。试确定圆弧形闸门AB的静水总压力大小及其方向。解：弧形闸门AB在铅垂面的投影面的形心水深为1.4+0.5=1.9 m水平分力Px=pA= pg hcx bR=74.48kN压力体体积 V=bHR+ b X 0.25 n R2= 8.74m 2铅垂分力Py= pgV=85.65kN静水总压力P2= Px2+ Py2P=113.50kNtan.= Py/Px=1.15合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、测定90°弯管的局部水头损失系数的

7、试验装置如下图。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 匸0.0264，实测AB管段两端测 压管水头差 h= 0.63m, 100秒钟流入量水箱的水体体积为 0.28m3,试求弯管内的流速、沿 程水头损失和局部水头损失系数 。Q V0.28=1.43m/ s解：(1)先求弯管内的流速:2A tA 二 0.05100 X 4(2) 再求沿程水头损失，由达西公式：、丨 92101.432hf0.02640.55md 2g0.05 2 9.8(3) 最后求局部水头损失系数，总水头损失：hw h f h j ： 0.63m hj = h - hf =

8、0.63 - 0.55 二 0.08m2ghj2 9.8 0.081.432二 0.77答：弯管内的流速为1.43m/s，沿程水头损失为 0.55m，局部水头损失系数为 0.77。3、某矩形断面渠道中有一平板闸门，平板闸门宽b=4m。闸前水深 H=3.8m，闸下收缩水深hc=o.7m,闸孔通过的流量 Q=20m3/s。忽略水流和边界的摩擦阻力，求水流作用于闸门上的作用力，并与按静水压强分布图计算作用于闸门上的作用力相比拟。解：取控制体计算流速V1=Q/A1=1.32m/sVc=Q /Ac=7.14m/s上游断面动水压力2 2FP1= p g1 b/2=9.80 3.8 M/2=283.02kN

9、下游断面动水压力2Fp2= p gic b/2=9.604kN列x向动量方程刀 Fx= pQ(v2-v1)即FP1- F P2- Frx = Q(V2-V1 )闸门上的动水压力Frx= Fp1- Fp2- pQ (V2-V1)=157.02kN按静水压强分布图求作用在闸门上的静水压力2Fpx= p gH-e) b/2=164.84kN可见静水压力后者大于闸门上的动水压力前者。4、某矩形断面渠道，通过的流量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。解：渠道内的流速v = Q/A=Q/ (bh) = 6m/s计算佛汝德数1/2 / 、 1/2Fr = v/ (gh)=