2022年水力学考试题计算 .pdf
优秀学习资料欢迎下载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。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。() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载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。() 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。4、液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为（2）（ 1）1 kN/m2（2）2 kN/m2（ 3）5 kN/m2（4）10 kN/m2 5、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。11/2 次；23/2 次方；32 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) paik i2ik i2ik ABCv0=0 v0=0 测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载6、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。AB7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。(各渠段均充分长，各段糙率相同 ) KKi i2k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H 1.2m，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=pcAx=74.48kN 铅垂分力Py=V=85.65kN, 静水总压力P2= Px2+ Py2, P=113.50kN, tan = Py/Px=1.15 =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 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 。H R O A B R 测压管水头总水头线v0=0 v0=0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载解 ： 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gvRlhHw2)4(2计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9 .10.15.022.0,m2.04/dAR将参数代入上式计算，可以求解得到/sm091.2,m/s16.43vAQv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d2=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v1=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)解： 列喷嘴进口断面1 1和喷嘴出口断面22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：sm00314.0311AvQsm9.922AQv对于喷嘴建立x 方向的动量方程)(1211xxvvQRAp8.187)(3233vvQApRN 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 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 = 0.00155.2bhAm2 9. 42hbxm d1v1Px 2 2 1 1 R 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载52.0 xARm s/m06.6412161RnCv=C (Ri)0.51.46m/s 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。进口处槽底高程 Z1=52.06m，当通过设计流量Q7.65m3/s 时，槽中均匀流水深h0=1.7m，试求渡槽底坡和出口槽底高程Z2？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 =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。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。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，已知通过流量Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H。9、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载pddh1122121v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 m3，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。12、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，81.28.972.143232gqhkm 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hc2hc2)181(232ccghqh)11. 18 .972.1481(21.1325.81m 因为hc2ht，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。闸前水深H4m，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，水h ABHch精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载已测得压强1p=0.5m，2p=-0.2m，水管的横断面积 A1=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？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 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ht=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）1 1 2 2 D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载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 B2m。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b6 m，闸前水深为H=4m，闸孔流量系数=0.45，闸门开度e=0.5m，闸底板与渠底齐平。（1）不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。（2）若闸下收缩水深hc0.4m，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？。h c 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H A B h tHhhh123T精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载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 = 5m，当 Q = 15.0m3/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 m，闸门开度e = 0.5m，闸前水深H 6.0 m，闸孔流量系数 =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。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，h1=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b3.0 m，闸门开度e=0.5 m，闸前水深H6.0 m，闸孔流量系数=0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载流量 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。堰下游收缩断面的水深hc=0.5m，收缩断面的宽为54m，下游水位低于堰顶，下游水深ht=3.5m。（1）求通过实用堰的流量Q（2）确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施？（3）如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求？Hhcht34、图示直径为20mm，长 450m 的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低13 m，已知沿程水头损失系数=0.04，进口局部水头损失系数=0.5，求泄流量Q 。(按短管计算 ) 35、图示左边为一封闭容器，盛有密度121000kg/m3 的水，深度h1 = 3 m 。容器侧壁装有一测压管，H= 0.5 m。右边为敞口盛水容器，水深h2=2.2 m。求中间隔板A、e精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 15 页优秀学习资料欢迎下载B、C 三点的压强。( 10 分)36 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l/s，d1 =5 cm， p1 =78.4 Pa，如果使2断面产生真空压强为6.37kPa，问 d2应为多少？（不计水头损失）（ 10 分)37、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 , 并判别是急流还是缓流。pddh1122121v精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 15 页
