水力學(xué)綜合練習(xí)題

1、水力學(xué)綜合練習(xí)題、 是非題你認(rèn)為正確的在題干后括號內(nèi)劃“V，反之劃“X 。1. 牛頓內(nèi)摩擦定律適用于層流運(yùn)動和牛頓流體。2. 根據(jù)連續(xù)性方程，流速與過流斷面面積成正比。3. 根據(jù)能量方程水流，水流總是從位置高的地方向位置低的地方流動。4. 層流一定是均勻流，紊流一定是非均勻流。5. 明渠水流的急流和緩流是用佛汝德數(shù)Fr判別的，當(dāng) Fr > 1時為急流。 6. 均勻流過水?dāng)嗝嫔细鼽c(diǎn)的測壓管水頭都相同。7. 明渠水流的斷面比能沿流程總是增加的。8. 滲流模型中的滲流流速與實(shí)際滲流流速相等。、單項(xiàng)選擇題1靜水中假設(shè)某點(diǎn)的真空壓強(qiáng)是20kPa，那么其相對壓強(qiáng)是A 118 kPaB 78 kPaC

2、 -20 kPa D -78 kPa2. 水力最正確斷面是A濕周一定，面積最小的斷面，B面積一定，通過流量最大的斷面，C最低造價的斷面，D最小糙率的斷面3. 紊流中粘滯底層厚度；.比絕對粗糙度厶大得多的壁面稱為A 光滑面 B過渡粗糙面C粗糙面D 以上答案均不對4. 當(dāng)水流的沿程水頭損失系數(shù)入只與邊界粗糙度有關(guān)，可判斷該水流屬于A層流區(qū)B紊流光滑區(qū)C紊流過渡區(qū)D紊流粗糙區(qū)5. 明渠中發(fā)生 a1型水面曲線，那么水流屬于A急流B緩流C均勻流D層流6. 過堰水流的流量Q與堰頂水頭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、問答題1. 什么是液體的可壓縮性？什么情況下需要考

3、慮液體的可壓縮性?2. 簡要表達(dá)泄水建筑物下游消能的主要形式有哪幾種？它們各自適用的條件是什么?四、計算題1. 圖示圓弧形閘門 AB 1/4圓，A點(diǎn)以上的水深 H = 1.4m，閘門寬度b= 4m，圓弧形閘門 的半徑R=1m，水面為大氣壓強(qiáng)。試確定圓弧形閘門AB的靜水總壓力大小及其方向。A2. 測定90°彎管的局部水頭損失系數(shù)的試驗(yàn)裝置如下圖。試驗(yàn)段AB長10 m，管徑d= 0.05m，彎管曲率半徑 R= d，管段沿程水力摩擦系數(shù) A 0.0264，實(shí)測AB管段兩端測 壓管水頭差 h= 0.63m, 100秒鐘流入量水箱的水體體積為 0.28m3,試求彎管內(nèi)的流速、沿 程水頭損失和局

4、部水頭損失系數(shù)。3. 某矩形斷面渠道中有一平板閘門，平板閘門寬b=4m。閘前水深 H=3.8m，閘下收縮水深hc=0.7m，閘孔通過的流量 Q=20m3/s。忽略水流和邊界的摩擦阻力， 求水流作用于 閘門上的作用力，并與按靜水壓強(qiáng)分布圖計算作用于閘門上的作用力相比擬。hc34. 某矩形斷面渠道，通過的流量Q=30m /s，底寬為b=5m，水深為h=1m，判斷渠內(nèi)水流是急流還是緩流？如果是急流，試計算發(fā)生水躍的躍后水深是多少。參考答案:一、是非題1. V 2. V 3.X 4. X 5. V 6. V 7. X 8. X、單項(xiàng)選擇題1. C 2. B 3. A 4. D 5. B 6. B三、問

5、答題1.什么是液體的可壓縮性？什么情況下需要考慮液體的可壓縮性?解：液體的可壓縮性是指：當(dāng)外界的壓強(qiáng)發(fā)生變化時液體的體積也隨之而發(fā)生改變的特性。液體的可壓縮性在一般情況下可以不必考慮，但是當(dāng)外界壓強(qiáng)變化較大， 如發(fā)生水擊現(xiàn)象時必須予以考慮。2.簡要表達(dá)泄水建筑物下游消能的主要形式有哪幾種？它們各自適用的條件是什么？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應(yīng)用最多。 底流消能需要修建消力池，工程量較大，適用地質(zhì)條件 較差的水庫泄水建筑物下游和河道閘下游消能； 面流消能要求下游水位變幅較?。?挑流消能 適用地質(zhì)條件較好的高水頭泄水建筑物下游

6、的消能。四、計算題1、圖示圓弧形閘門 AB (1/4圓)，A點(diǎn)以上的水深 H= 1.4m，閘門寬度b= 4m,圓弧形閘 門的半徑R=1m，水面為大氣壓強(qiáng)。試確定圓弧形閘門AB的靜水總壓力大小及其方向。解：弧形閘門AB在鉛垂面的投影面的形心水深為1.4+0.5=1.9 m水平分力Px=pA= pg hcx bR=74.48kN壓力體體積 V=bHR+ b X 0.25 n R2= 8.74m 2鉛垂分力Py= pgV=85.65kN靜水總壓力P2= Px2+ Py2P=113.50kNtan.= Py/Px=1.15合力作用線通過圓弧形閘門的圓心。2、測定90°彎管的局部水頭損失系數(shù)的

7、試驗(yàn)裝置如下圖。試驗(yàn)段AB長10 m，管徑d= 0.05m，彎管曲率半徑 R= d，管段沿程水力摩擦系數(shù) 匸0.0264，實(shí)測AB管段兩端測 壓管水頭差 h= 0.63m, 100秒鐘流入量水箱的水體體積為 0.28m3,試求彎管內(nèi)的流速、沿 程水頭損失和局部水頭損失系數(shù) 。Q V0.28=1.43m/ s解：(1)先求彎管內(nèi)的流速:2A tA 二 0.05100 X 4(2) 再求沿程水頭損失，由達(dá)西公式：、丨 92101.432hf0.02640.55md 2g0.05 2 9.8(3) 最后求局部水頭損失系數(shù)，總水頭損失：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：彎管內(nèi)的流速為1.43m/s，沿程水頭損失為 0.55m，局部水頭損失系數(shù)為 0.77。3、某矩形斷面渠道中有一平板閘門，平板閘門寬b=4m。閘前水深 H=3.8m，閘下收縮水深hc=o.7m,閘孔通過的流量 Q=20m3/s。忽略水流和邊界的摩擦阻力，求水流作用于閘門上的作用力，并與按靜水壓強(qiáng)分布圖計算作用于閘門上的作用力相比擬。解：取控制體計算流速V1=Q/A1=1.32m/sVc=Q /Ac=7.14m/s上游斷面動水壓力2 2FP1= p g1 b/2=9.80 3.8 M/2=283.02kN

9、下游斷面動水壓力2Fp2= p gic b/2=9.604kN列x向動量方程刀 Fx= pQ(v2-v1)即FP1- F P2- Frx = Q(V2-V1 )閘門上的動水壓力Frx= Fp1- Fp2- pQ (V2-V1)=157.02kN按靜水壓強(qiáng)分布圖求作用在閘門上的靜水壓力2Fpx= p gH-e) b/2=164.84kN可見靜水壓力后者大于閘門上的動水壓力前者。4、某矩形斷面渠道，通過的流量Q=30m3/s，底寬為b=5m，水深為h=1m，判斷渠內(nèi)水流是急流還是緩流？如果是急流，試計算發(fā)生水躍的躍后水深是多少。解：渠道內(nèi)的流速v = Q/A=Q/ (bh) = 6m/s計算佛汝德數(shù)1/2 / 、 1/2Fr = v/ (gh)=