2022年水力学综合练习题 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载水力学综合练习题一、是非题你认为正确的在题干后括号内划“”，反之划“” 。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Fr1 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。（）二、单项选择题1.静水中若某点的真空压强是20kPa，则其相对压强是（）（A）1

2、18 kPa （B）78 kPa （C）-20 kPa（D）-78 kPa2.水力最佳断面是（）（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，则水流属于（）（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

3、成正比（B）3/2 次方成正比（C）2 次方成正比（D）1 次方成正比三、问答题1.什么是液体的可压缩性？什么情况下需要考虑液体的可压缩性？2 简要叙述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。H R O A B R 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载2.测定 90弯管的

4、局部水头损失系数的试验装置如图所示。已知试验段AB 长 10 m ，管径 d0.05m，弯管曲率半径Rd，管段沿程水力摩擦系数 0.0264，实测AB 管段两端测压管水头差h0.63m，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。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，已知闸孔通过的流量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较。4.某矩形断面渠道，通过的流量Q=30m3/s，底宽为b=5m，水

5、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。水h ABHch精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载参考答案：一、是非题1.2.3. 4. 5.6.7. 8. 二、单项选择题1. C 2. B 3. A 4. D 5. B 6. B 三、问答题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

6、须予以考虑。2简要叙述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H1.4m，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

7、形心水深为1.4+0.5=1.9 m 水平分力Px=pcAx= g hcbR=74.48kN 压力体体积V=bHR+b0.25R2= 8.74m2 铅垂分力Py= gV=85.65kN 静水总压力P2= Px2+ Py2P=113.50kN tan = Py/Px=1.15 =49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试验装置如图所示。已 知 试 验 段AB 长10 m ，管径d0.05m，弯管曲率半径R d，管段沿程水力 摩 擦 系 数0.0264，实测AB 管段两端测压管水头差h0.63m，100秒钟流入量水箱的水水头损失系数 。体体积为 0.28m3，试

8、求弯管内的流速、沿程水头损失和局部解： （1）先求弯管内的流速：水h AB精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载smtAVAQ/43.1405.010028.02（2）再求沿程水头损失，由达西公式：mgdlhf55.08.9243.105.0100264.0222（3）最后求局部水头损失系数，已知总水头损失：mhhhhjfw63.0mhhhfj08.055. 063.077.043.108.08.92222jgh答：弯管内的流速为sm/43.1，沿程水头损失为m55.0，局部水头损失系数为0.77。3

9、、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，已知闸孔通过的流量 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较。解： 取控制体计算流速v1=Q/A1=1.32m/s vc=Q /Ac=7.14m/s 上游断面动水压力FP1=gH12b/2=9.803.82 4/2=283.02kN 下游断面动水压力FP2=ghc2b/2=9.604kN 列 x 向动量方程Fx= Q(v2-v1) 即FP1- FP2-RxF= Q(v2-v1) 闸门上的动水压力RxF= FP1-

10、 FP2- Q (v2-v1)=157.02kN 按静水压强分布图求作用在闸门上的静水压力PxF=g(H-e)2b/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Fr = v/（gh）1/2=6/（9.8 1）1/2 =1.921.0 渠道内的水流为急流Hch1 1 Fp1V1FRxV2Fp2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页优秀学习资料欢迎下载水跃的跃前水深h=1m，根据共轭水深计算公式，跃后水深为hc=hc（ （1+8 F12）1/2-1）/2= 1 （ （1+8 1.922）1/2-1）/2=2.26m 即发生水跃所需的跃后水深为2.26m。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页