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1、1 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。
2、() 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。（
3、） 20、明渠过流断面上各点的流速都是相等的。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。() 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。() 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、
4、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。( ) 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。( ) 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
5、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。2 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
6、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
7、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 i2i2k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H1.2m，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
8、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 。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H R O A B R 测压管水头总水头线v0=0 v0=0 6 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
9、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11 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=
10、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。 解：i=（Z1-Z2）/L =0.00155.2bhAm2 9 .42hbxm 52.0xARm s/m06.64121 61 RnCv=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
11、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。d1v1Px 2 2 1 1 R 7 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
12、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。 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
13、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，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
14、。2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc2hc2)181(232ccghqh水h AB8 pddh1122121v)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，已测得压强1p=0.5m，2p=-0.2m，水管的横断面积 A1=0.002m2，A 2=0.001m2, 不计水
15、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
16、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）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。HchA 1 1 2 2 D 9 21、有一浆砌块石
