水力学复习题 - 图文

第一章 导 论

1、体积模量 K 值越大，液体越容易压缩。 ( √ ) 2、液体的内摩擦力与液体的速度成正比。 (× ) 3、水流在边壁处的流速为零，因此该处的流速梯度为零。 ( × ) 4、影响水的运动粘度的主要因素为 ( 1 ) (1)水的温度； (2)水的容重； (3)当地气压； (4)水的流速。

5理想液体是 （ 2 ） (1)没有切应力又不变形的液体； (2)没有切应力但可变形的一种假想液体； (3)切应力与剪切变形率成直线关系的液体； (4)有切应力而不变形的液体。

6、A、B为相邻两液层，A层流速大于B层流速。则A层对B层的切应力?1____等于______ B层对A层的切应力?2 。其中?1 的方向与流向 ___相同_______，?2 的方向与流向______相反________。

7、单位质量力的量纲为___L/T2_______L2/T___；运动粘度的量纲为 ___M/LT____________；动力粘度的量纲为 _____FT/L2_______________。

8、物体在外力作用下产生 _______变形________，在除去外力后能恢复原状消除变形的性质，称为 _弹性______。

9、已知二元明渠断面的流速分布为抛物线，如图示，则其切应力分布?~y为_______________________ 分布，切应力最大值在 _________________处。

10、水力学中最基本的、贯穿始终的假定是 ________________________假定。

11、图为管道过水断面水流流速分布图，从其对应部位取出水体A，则水体顶面切应力的方向与流向 , 底面切应力的方向与流向 。

题9 题11 题12 题13 题20

2

12、平板面积为 40×45cm,厚度为 1.0cm，质量 m=5kg，沿着涂有厚度?=1.0mm油的斜面向下作等速运动， 其速度u=1.0m/s,带动

3

油层的运动速度呈直线分布，则油的粘度μ=______________，ν =__________________ (油的密度ρ＝950 kg/m)。 13、两平行边界的缝隙Δ内充满动力粘度为μ的液体，其中有一面积为 A的极薄的平板以速度 u 平行移动。x 为平板距上边界的距离。求：平板所受的拖力T，（缝隙内的流速按直线分布）。 （T??(?ux?)A） ??x14、已知200C时海水的密度??1.03g/cm3，试用国际单位制表示其密度值，并求其比重和重度。（??1030kg/m3,S?1.03,??10.094kN/m3）

15、200C时水的重度为9.789KN/m3,??1.002?10?3N?s/m2，求其运动粘度

?。200C时空气的重度??11.82N/m3，

。（??1.003?10?6m2/s,??1.809?10?5N?S/m2) ??0.150cm2/s，求其粘度?（即动力粘度）

16、设水的体积弹性模量K?2.19?10?9Pa，试问压强改变多少时，其体积才可以相对压缩1%？（2.19?107Pa）

17、200C时1立升（1000cm3）的汽油重0.678公斤力（kgf），计算其重度和密度（分别用国际单位制及工程单位制表示）。（??6644.4N/m3,??678kg/m3）

18、已知活塞的直径d?0.14m，长度l?0.16m。活塞在汽缸内做往复运动，活塞与汽缸内壁的间隙??0.4mm，其间充满了

（26.38N） ??0.1Pa?s的润滑油。活塞运动速度u?1.5m/s，润滑油在间隙中的速度按线形分布，求活塞上所受到的摩擦阻力。

20、如图所示水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E点为抛物线端点，E点处du/dy?0，水的运动粘度

??1.0?10?6m2/s，试求y?0,2,4cm处的切应力（提示：先设流速分布u?Ay2?By?C，利用给出的条件确定待定常数A，B，

C）。（τ0=5×10Pa ; ?-2

y?0.02?2.5?10?2Pa;?y?0.04?0）

第二章

水静力学

1、相对压强必为正值。 ( )

2、图示为一盛水容器。当不计瓶重时, 作用于地面上的力等于水作用于瓶底的总压力。 ( ) 3、静水总压力的压力中心就是受力面面积的形心。 ( )

1

题2 题5 题6

4、二向曲面上的静水总压力的作用点就是静水总压力的水平分力与铅直分力的交点。 ( )

5、一个任意形状的倾斜平面与水面的夹角为?。则该平面上的静水总压力P=?gyDAsin?。(yD 为压力中心D的坐标，? 为水的密度，A 为斜面面积) （ ）

6、图示为二块置于不同液体中的矩形平板，它们的宽度 b，长度L及倾角?均相等，则二板上的静水总压力作用点在水面以下的深度是相等的。 ( ) 7、作用于两种不同液体接触面上的压力是质量力。 ( ) 8、静水压强仅是由质量力引起的。 ( )

9、在一盛水容器的侧壁上开有两个小孔A、B，并安装一 U 形水银压差计，如图所示。由于A、B两点静水压强不等，水银液面一定会显示出 ?h 的差值。 ( )

题 9 题11 题14 10、物体在水中受到的浮力等于作用于物体表面的静水总压力。 ( ) 11、选择下列正确的等压面: ( ) (1) A ? A (2) B ? B (3) C ? C (4) D ? D 12、压力中心是 ( ) (1) 淹没面积的中心 ； (2) 压力体的中心 ； (3) 总压力的作用点 ； (4) 受压面的形心 。 13、平衡液体中的等压面必为 ( )

(1) 水平面； (2) 斜平面 ； (3) 旋转抛物面 ； (4) 与质量力相正交的面 。 14、图示四个容器内的水深均为H，则容器底面静水压强最大的是 ( ) (1) a ; (2) b ; (3) c ; (4) d 。

15、欧拉液体平衡微分方程 ( ) (1) 只适用于静止液体； (2) 只适用于相对平衡液体；(3) 不适用于理想液体； (4) 理想液体和实际液体均适用。 16、容器中盛有两种不同重度的静止液体，如图所示，作用在容器 A B 壁面上的静水压强分布图应为 ( ) (1) a (2) b (3) c (4) d

题16 题18 17、液体某点的绝对压强为 58 kPa ，则该点的相对压强为 ( )

(1) 159.3 kPa ； (2) 43.3 kPa ； (3) -58 kPa (4) -43.3 kPa 。

18、图示的容器 a 中盛有重度为 ?1 的液体，容器 b中盛有密度为 ?1和?2 的两种液体，则两个容器中曲面 AB 上 压力体及压力应为 ( )

(1) 压力体相同，且压力相等； (2) 压力体相同，但压力不相等； (3) 压力体不同，压力不相等； (4) 压力体不同，但压力相等。 19、有一倾斜放置的平面闸门，当上下游水位都上升 1 m 时〔虚线位置〕，闸门上的静水总压力。 ( ) (1) 变大； (2) 变小； (3) 不变； (4) 无法确定。

20、有一水泵装置，其吸水管中某点的真空压强等于 3 m 水柱高，当地大气压为一个工程大气压，其相应的绝对压强值等于 ( ) (1) 3 m 水柱高 ； (2) 7 m 水柱高 ； (3) －3 m 水柱高 ； (4) 以上答案都不对 。 21、液体中，测管水头 (z + p/?g) 的能量意义是_单位重量液体的总势能_____________________。

22、液体中，位置高度 z 的能量意义是____单位重量液体的位置势能___________；压强高度 p/?g 的能量意义是_____单位重量液体的压强势能 __________。

23、真空压强的最小值是_______0___________；真空压强的最大值是___当地大气压强________________。 24、比重为 0.81 的物体放入比重为 0.9 的液体中，则出露部分体积与总体积之比为___________0.1_______。 26、绘出图中曲面上的的压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。

27、绘出图示圆柱体上水平压强分布图和压力体图。并标出水压力铅直分力的方向。

28、三个圆球各充满液体后的测压管液面如图示，试绘出各球面的压力体图，并标出力的方向。

2

题19 题20 题26

题27 题28 题29 29、绘出图中AB曲面上水平压强分布图和压力体图，并标出水压力铅直分力的方向。

题30 题31 题32 题33 题34 30、压力水箱上角装有一圆柱体压力表读数为 19.60 kPa，箱中盛满水。试绘出作用于圆柱面 ABC上的水平压强分布图和压力体。 31、有一圆柱形容器，顶部设一通气管，如图所示。已知圆柱半径 R=0.5 m，通气管中的水面与容器顶盖齐平。容器以等角速度?=2? -1

s绕铅垂中心轴旋转，求容器顶盖的总压力P。（P?1 937. N）

32、一封闭容器如图所示。容器中水面的绝对压强 p0=91.5Pa。中间插入一两端开口的玻璃管。当空气恰好充满全管而不流动时， 求管伸入水中的深度 h。 （h?0.663 m ）

33、在物体上装置一个直径很小的盛水 U 形管，以测定物体作直线运动的加速度（如图）。若 L＝0.3m，h＝0.15 m，求物体的加速度

2

a 。 （a=4.9 m/s）

34、一等宽度折角形闸门，折角 ?=120?，如图所示可绕 A 轴转动，如图所受。已知 L= 2 m。不计门重及摩擦力，求闸门开 始自动倾倒时的水深 h。 （h=3.759 m ）

35、一曲面的形状为 3/4 个圆柱面，半径 R=0.8 m，宽度(垂直于纸面)为1 m。圆心位于液面以下h=2.58 m，如图所受。容器中盛有密

33

度为 ?1=816 kg/m的液体，其深度 h1=0.98 m，其下为密度?2=1000 kg/m的液体。(1) 绘制曲面的水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。(2) 求作用于曲面的静水总压力的大小和方向。 （Px??15.68 kN； Pz?33.58 kN；P?37.06 kN ；??64.97?）

题35 题36 题37 题38 36、盛有液体的容器以等加速度 a 垂直向上运动，如图所示。试导出液体中任一点压强 p 的表达式。（p???(g?a)z?pa??g(1?a)h） g3

37、一容器左侧盛油，右侧盛水，上、下各接一水银压差计。各液面标高如图所示。已知油的密度?=816 kg/m。求容器顶部压差计液面高差h。 （h=0.2018 m）

38、图示为一直径D的圆球(不计重量)在密度分别为?1和?2的两种液体作用下处于平衡状态。试导出D与?1， ?2，h1，h2之间的关系式。 （ D?3(?2gh2??1gh1)）

?1g??2g

3

题39 题40 题41 题42 题43 39、一矩形水箱，箱中盛有液体，水箱沿倾斜角为?的斜面以加速度a向下滑动(如图)。试确定箱内液体表面的形状。 （液面方程为

a(cos?)x?(asin?-g)z=0 ；液面对水平面的倾斜角tan?=zacos?） ?xg-asin?40、图示为一空心弯管，下端插入水中，其水平段长度R=30 cm。当弯管绕铅直z轴作等角速度旋转时，管内水面上升至下游水面以上h=20 cm。求角速度?。 （??6.6 rad/s） 41、在石油库斜壁的圆孔上装有一直径D=1.2 m的半球形盖(如图)。半球形盖中心O点在液面下的深度H=4 m。斜壁与液面的夹角?=30?，

3

石油的密度?=900 kg/m。求螺栓a、b上的总拉力。 （42.70kN）

42、杯式水银真空计如图所示。已知杯的直径D=60 mm，管的直径d=6 mm。杯顶接大气时，测压管液面读数为零。杯顶封闭时，若测得测压管读数h=300 mm，求杯中气体的真空压强。 （p0?40.384 kPa）

43、用U形水银测压计测量A点的静水压强，其读数为h( mm )，如图所示。令A点压强不变，若将U形管下将高度H( mm )。则水银测压计读数放大为h+?h( mm )。试证明: ?h=H/13.1。

33

44、蜡块A沉浸在充满油和水的容器中，如图所示。已知蜡块密度?n=960 kg/m，油的密度?0=900 kg/m。试确定蜡块沉没在水中和油中的体积占百分之几。 （V2?0.6V；V1?0.4V）

45、在盛满液体的容器壁上装有一个均质圆柱体，如图所示。由于圆柱体浸在液体中，必受到一个向上的浮力作用。若摩擦力很小，在浮力产生的力矩的作用下，此圆柱体可绕O轴不停转动，这种说法对不对？为什么?

题44 题45 题46 题47 46、二个置于水平面上的容器，一为圆柱形，一为圆锥形。容器重量不计，水面均为大气压强。当水深 H 和 底面积 A 均相等时，问：(1) 容器底部所受的静水压强是否相等？(2) 底面所受的静水压力是否相等？(3) 桌面上受的压力是否相等？为什么？

47、一圆锥形开口容器，下接一弯管。当容器空着时，弯管上读数如图所示。问圆锥内充满水后，弯管上读数为多少？ （h=4.08m ,l=1.065m）

48、图示一倒U形差压计，左边管内为水，右边管内为相对密度（即比重）s1?0.9的油。倒U形管顶部为相对密度s2?0.8的油。已知左管内A点的压强pA?98KN/m2，试求右边管内B点的压强。 （pB=97.4Kpa）

49、一容器如图所示，当A处真空表读数为22cm汞柱高，求E、F两管中的液柱高h1,h2值。并求容器左侧U形管中的h值。 （h1=126cm , h2=600.8cm , h=80.9cm）

题48 题49 题50 题51 50、两液箱具有不同的液面高程，液体重度均为?'，用两个测压计连接如图，试证：??'

?1h1??2h2

h1?h251、密闭容器盛水如图，已知h?3m，hB?2.5m,hA?2m,求容器内点A，点B及液面上的相对压强及绝对压强，并求图中所示y值。 （pA=-19600pa , pB=24500pa , p0=-29400pa；绝对压强: pA=78400pa , pB=122500pa , p0=63600pa ；y=3m）

52、如图所示为一铅直安装的煤气管。为求管中静止煤气的密度，在高度差H?20m的两个断面安装U形管测压计，内装水。已知管

3外空气的密度?a?1.28kg/m，测压计读数为h1?100mm,h2?115mm。与水相比，U形管中气柱的影响可以忽略。求管内煤

气的密度。 （0.53Kg/m）

53、试按图示复式水银测压计的读数计算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p。已

3

H?3m,h1?1.4m,h2?2.5m,h3?1.2m,h4?2.3m,水银的相对密度s?13.6。 （362.8Kpa）

4

题52 题53 题54 题55 题56

54、如图所示为双液式微压计，A，B两杯的直径均为d1?50mm，用U形管连接，U形管直径d2?5mm，A杯内盛有酒精，密度

?1?870kg/m3，B杯内盛有煤油?2?830kg/m3。当两杯上的压强差?p?0时，酒精与煤油的分界面在0-0线上。试求当两种液

体的分界面上升到0-0位置、h?280mm时?p等于多少？（156.6Pa）

55、一水箱装置如图，箱底高出地面h2?3m，箱中水深h1?2m，其表面压强以绝对压强计为0.7个工程大气压，要求：（1）以地面为基准面，求出A、B两点的单位位能与单位压能，并在图上标明；

（2）以水箱中水面为基准面，求出A、B两点的单位位能与单位压能，并在图上标明。 （ZA1=5m , ZB1=3m ,pA1/?=-3m , pB1/?=-1m ；ZA2=2m , ZB2=0m ,pA1/?=-3m , pB1/?=-1m）

56、图示为一沉没于海中的潜艇的横断面图，气压计测出潜艇内的绝对压强ps?84cm（水银柱），已知海水的相对密度s?1.03，试求潜艇的沉没深度y。 （y=9.95 m）

57、图示为一处于平衡状态的水压机，其大活塞上受力F1?4905N，杠杆柄上作用力F2?147N，杠杆臂a?15cm,b?75cm。若小活塞直径d1?5cm，不计活塞的高度差及其质量，不计及摩擦力的影响，求大活塞直径d2。 （d2=11.8cm）

‘

’

题57 题58 题59 题60 58、如图示直径d?0.3m和D?0.8m的圆柱形薄壁容器固定在位于贮水池A水面以上b?1.5m处的支承上，在其中造成真空使水池中的水被吸入容器，由此使得容器内液面高出水池水面a?b?1.9m。已知容器重G?980N，试确定支承受力大小。 （F=3989 N） 59、一盛油车厢内盛有相对密度s?0.92的原油如图示，车厢宽3m，深3.5m，长10m，静止时油面上尚余1m。为了使油不致从车厢内溢出，问车厢随小车沿水平方向加速运动时允许的最大加速度为多少？若将车厢顶部密封，整个车厢充满原油，当车厢随小车以（a?1.96m2/s,?p?3.22?104) a?3.5m/s2的加速度沿水平方向加速时，求前后顶部的压强差。

60、图示一宽为b的容器，内有隔板CD将容器内的液体分为前后两段，长为2l和l，已知前后段水深分别为h1和h2，试求隔板CD不受力时容器沿水平方向加速的加速度为多少？

题61 题62 题63 题64 题65 题69

61、图示为一等加速向下运动的盛水容器，水深h?2m，加速度a?4.9m/s2。试确定：

（1） 容器底部的相对静止压强。（2）加速度为何值时，容器底部相对压强为零？

62、绕铅直轴旋转着的容器，由直径分别等于d和D的两个圆筒组成。下面的圆筒高度为a，转动前完全为液体充满。当转动到转轴

中心处液体自由表面恰与容器底部接触时，如水不从容器中溢出，问上面的圆筒高度b至少应为多少？

63、五根相互连通的半径均为r的开口小管绕中心铅直轴旋转时，形成的自由表面如图示，试求其旋转角速度?及静止时各管中的水

深H。

64、如图示一连通小弯管绕某一铅直轴旋转，其旋转角速度??75r/min，小弯管两分支到转轴距离分别为0.1m和0.35m，试求其

液面高度差。

65、如图示一管段长2m，与铅直轴倾斜成300角。管段下端密封，上端开口，管内盛满水，并绕过管段中点的铅直轴作等角速度的旋

转运动。如旋转角速度??8.0rad/s，试求出中点B及底端C的压强。 66、绘出题图中指定平面上的静水压强分布图。

5

题66 题67 题68

67、图示为绕铰链O转动的倾斜角??600的自动开启式水闸，当水闸一侧的水深H?2m，另一侧水深h?0.4m时，闸门自动开启，

试求铰链至水闸下端的距离x。 （0.8m）

68、如图示输水管道试压时，压力表M读书为10at（工程大气压），管道直径d?1m。求作用与管端法兰堵头上的静水总压力。

（769.7KN）

69、图示为一盛水的球形容器，容器下部由基座固定，求作用于螺栓上的力。 （10.26KN） 70、绘制题图示图形中指定挡水面上的水平方向静水压强分布图及压力体图。

71、图示为一弧形闸门，半径R?7.5m，挡水深度h?4.8m，旋转轴距渠底H?5.8m，闸门宽度b?6.4m。试求作用于闸门上的

静水总压力的大小及作用点。 （Pz=523.9 KN , Px=722.5KN ,P=892.5KN ；β=54°,距闸底1.4m 处）

72、如图示倾斜的平面壁与铅直线成450角，壁上有一孔口，其直径D0?200mm，孔口形心处的作用水头H?500mm。此孔口被一圆锥形塞子塞住，其尺寸为：D1?300mm,D2?150mm,L?300mm。试确定作用于塞子上的静水总压力。 （Px=108.8 KN , Pz=11.36KN ,P=109.4KN）

73、图示为一水泵吸水阀门的圆球形底阀，其直径D?150mm，装于直径d?100mm的阀底上，圆球为实心体，其重度

?1?83.3kN/m3。已知H1?2m,H2?1m，问在吸水管内液面上真空为多少时，才能将底阀打开？（h=2.69m）

题71 题72 题73 题74

74、图示为一盛水筒，筒底有一圆孔，被一圆台形塞子塞着。圆筒连同塞子一起放置于另一大的盛水容器内，所有尺寸如图。试求作

用于塞子上的静水总压力。 （Pz=24.38 KN ,方向向下）

75、图示一球形容器完全充满水，球上部顶点处的压强恰好等于当地大气压强。球内水的重量为W。证明作用于每一铅垂面剖分的半球上的静水总压力为W13/4。如过球心水平剖分该圆球，则作用于下半球面上的静水总压力为作用于上半球面上的静水总压力的5倍。

76、利用浮体平衡可测定液体重度。设水的重度为?1，重度计茎管截面积为A。当重度计浸入水中时，测得排开水的体积为v。再将

重度计放入重度?2待测的液体中，若上升的高度为h，试推导确定?2的公式。（?2=?1V/(V-Ah)）

77、如图所示，一底部尺寸L?W?60m?10m，吃水深度h?2.0m的驳船上，安装一架起重量T?50000N、起重臂最大纵行程s?15m的起重机。已知起重机偏心距e?3.5m，试确定此漂浮式起重机（浮吊）在海洋作业时，处于满负荷情况下的倾斜角度。

3（海水重度??10050N/m，计算时忽略起重物对吃水的影响。（θ=5.3°）

6

题75 题76 题77

第三章

水动力学基础

1、渐变流与急变流均属非均匀流。 ( ) 2、急变流不可能是恒定流。 ( ) 3、总水头线沿流向可以上升，也可以下降。 ( ) 4、水力坡度就是单位长度流程上的水头损失。 ( ) 5、扩散管道中的水流一定是非恒定流。 ( ) 6、恒定流一定是均匀流，非恒定流一定是非均匀流。 ( ) 7、均匀流流场内的压强分布规律与静水压强分布规律相同。 ( ) 8、测管水头线沿程可以上升、可以下降也可不变。 ( ) 9、总流连续方程 v1A1 = v2A2 对恒定流和非恒定流均适用。 ( ) 10、渐变流过水断面上动水压强随水深的变化呈线性关系。 ( ) 11、水流总是从单位机械能大的断面流向单位机械能小的断面。 ( ) 12、恒定流中总水头线总是沿流程下降的，测压管水头线沿流程则可以上升、下降或水平。 ( ) 13、液流流线和迹线总是重合的。 ( ) 14、用毕托管测得的点流速是时均流速。 ( ) 15、测压管水头线可高于总水头线。 ( ) 16、管轴高程沿流向增大的等直径管道中的有压管流，其管轴压强沿流向增大。 ( ) 17、理想液体动中，任意点处各个方向的动水压强相等。 ( )

2

18、恒定总流的能量方程z1 + p1／g + v1／2g = z2 +p2／g + v22／2g +hw1- 2 ，式中各项代表( ) (1) 单位体积液体所具有的能量； (2) 单位质量液体所具有的能量；(3) 单位重量液体所具有的能量； (4) 以上答案都不对。 19、图示抽水机吸水管断面A─A动水压强随抽水机安装高度 h 的增大而 ( ) (1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定

题19 题20 题21 20、在明渠恒定均匀流过水断面上1、2两点安装两根测压管，如图所示，则两测压管高度h1与h2的关系为 ( ) (1) h1 ＞ h2 (2) h1 ＜ h2 (3) h1 = h2 (4) 无法确定

21、对管径沿程变化的管道 ( ) (1) 测压管水头线可以上升也可以下降 (2) 测压管水头线总是与总水头线相平行 (3) 测压管水头线沿程永远不会上升 (4) 测压管 水头线不可能低于管轴线 22、图示水流通过渐缩管流出，若容器水位保持不变，则管内水流属 ( )

(1) 恒定均匀流 (2) 非恒定均匀流 (3) 恒定非均匀流 (4) 非恒定非均匀流 23、管轴线水平，管径逐渐增大的管道有压流，通过的流量不变，其总水头线沿流向应 ( ) (1) 逐渐升高 (2) 逐渐降低 (3) 与管轴线平行 (4) 无法确定

24、均匀流的总水头线与测压管水头线的关系是 ( ) (1) 互相平行的直线； (2) 互相平行的曲线； (3) 互不平行的直线； (4) 互不平行的曲线。 25、液体运动总是从 ( ) (1) 高处向低处流动； (2) 单位总机械能大处向单位机械能小处流动； (2) 压力大处向压力小处流动； (3) 流速大处向流速小处流动。

26、如图断面突然缩小管道通过粘性恒定流，管路装有U形管水银差计，判定压差计中水银液面为 ( ) (1) A高于B； (2) A低于B； (3) A、B齐平； (4) 不能确定高低。

7

题26 题32 题34

27、恒定总流动量方程写为_______________________,方程的物理意义为________________________________________。

28、恒定总流能量方程中，hw的能量意义是_______________________________。它的量纲是______________________________。 29、在有压管流的管壁上开一个小孔，如果没有液体从小孔流出，且向孔内吸气，这说明小孔内液体的相对压强_________零。(填写大于、等于或小于) 如在小孔处装一测压管，则管中液面将________。(填写高于、或低于)小孔的位置。

2

30、恒定总流能量方程中， v／2g的能量意义为__-____________________________________________,它的量纲是 _____________。 31、水平放置的管道，当管中水流为恒定均匀流时，断面平均流速沿程______________，动水压强沿程______________。

32、图示分叉管道中，可以写出单位重量液体的能量方程的断面是_____________________________，不能写出单位重量液体的能量方程的断面是___________________________________。

2

33、某过水断面面积A＝2m,通过流量qv＝1m3／s，动能修正系数α＝1.1，则该过水断面的平均单位动能为________________________。 34、图示为一平底等直径隧洞，出口设置一控制闸门。当闸门关闭时，A、B两点压强pA与pB的关系为_____； 当闸门全开时，A、B两位于均匀流段，其关系为___________________。

35、应用恒定总流能量方程时，所选的二个断面必须是_________断面，但二断面之间可以存在_______流。 36、有一等直径长直管道中产生均匀管流，其管长 100 m，若水头损失为 0.8m，则水力坡度为___________。 37、图示为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。已知 h1=1m，h2=3m。若不计水头损失，则管道出口流速为_________。

题37 题38 题39 38、图示为1、2两根尺寸相同的水平放置的管道。管1中为理想液体，管2中为实际液体。当两管流量qv1 = qv2 时，则两根测压管的液面高差 h1 与 h2 的比较是__________________。 39、图示为一等直径水平管道，水头为H。若整个水头损失为hw，α＝1，则管道A、B、C三个断面的流速分别为 vA=_________________， vB=_________________， vC=_____________________。

40、用能量方程或动量求解水力学问题时，两过水断面取在渐变流断面上，目的是利用_____________的特征，计算____ ______。 41、将一平板放置在自由射流中，并重直于射流的轴线，该平板截去射流流量的一部分q1，并将射流流量的剩余部分 q2 以偏转角 θ

33

=15° 射出，如图所示。已知流速 v=30 m／s，总流量q=0.036 m／s，q1=0.012m／s。 若不计液体重量的影响，且在射流流动在同一水平面上，流速只改变方向，不改变大小。试求射流对平板的作用力。动量校正系数β=1。 （384.5N）

题41 题42 题43 42、某平底矩形断面的河道中筑一溢坝，坝高a=30m，坝上水头H=2m，坝下游收缩断面处水深hc=0.8m，溢流坝水头损失为hw=2.5(v22g)，vc为收缩断面流速。不计行近流速v0。(取动能及动量校正系数均为1)求水流对

单宽坝段上的水平作用力(包括大小及方向)。 （4874.6KN）

8

43、从水箱中引出一喷管，喷管喷出的射流冲击着置于斜面上的重物G。如果要使重物保持静止， 问水箱中水面相对于喷管出口的高度H是多少?(已知值如图所示)。(水箱中水面保持不变，不计喷嘴进口局部水头损失，重物在斜面上按无摩擦计，动能动量校正系数均取1，喷管沿程水头损失系数为?。) （H?Gsin ???g?2）

d23

44、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A、B两点的流速(如图)。已知油的重度ρg＝8000N／m。求uA及uB。 (取毕托管流速系数μ＝1) （uA?2.42m/s,uB?2.27m/s）

45、一圆管的直径 d1=10cm，出口流速 v=7m／s，水流以α＝60°的倾角向上射出(如图)。不计水头损失。求水 流喷射最大高度 H 及该处水股直径 d2。(动能校正系数为1) （H?1.875m；d2= 14.14cm）

46、某贮液容器遮底部用四只螺钉固接一直径为d，长度为L的管道(如图)。贮液容器的面积甚大，液面距离管道进口的高度为h保持恒定。已知液体容重为ρg，沿程水头损失系数为?不计铅直管道进口的水头损失。求每只螺钉所受的拉力(管重不计，不计阻力，动能动量校正系数均为1)。 （T?1h?L?g?d2(L?h?)）

L161??d47、自水箱引出一水平管段，长度L=15m，直径D=0.06 m，末端接一喷嘴，喷口的直径d=0.02m，如图所示。已知射流作用于铅直入置的放置的平板 A上的水平力F＝31.4N。求水箱水头H。(设管段沿程水头损失系数?=0.04喷嘴局部水头损失系数ξ=0.2，管道进口局部水头损失系数ξ=0.1，各系数均对应于管中流速水头v2／2g，动能动量校正系数均为1) （ H?5.75m）

题44 题45 题46 题47 3

48、某输油管道的直径由d1=15cm，过渡到d2=10cm。(如图)已知石油重率ρg=8500 N／m，渐变段两端水银压差读数Δh=15 mm，

2

渐变段末端压力表读数p=2.45 N／cm。不计渐变段水头损失。取动能动量校正系数均为1。求：(1) 管中的石油流量qv；(2) 渐变管

3

段所受的轴向力。 （Q?0.0182 m／s；R?253.1 N）

49、一圆柱形管嘴接在一个水位保持恒定的大水箱上，如图所示。在管嘴收缩断面C─C处产生真空，在真空断面上接一玻璃管，并

2

插在颜色液体中。已知收缩断面处的断面积Ac与出口断面积之比Ac／A=0.64。水流自水箱至收缩断面的水头损失为0.06(vc／2g)，

2

vc为收缩断面流速。水流自水箱流至出口断面的水头损失为0.48(vc／2g)，v为出口断面流速。管嘴中心处的水头H=40cm。水箱中的流速水头忽略不计。求颜色液体在玻璃管中上升的高度h。(取动能校正系数为1) （h?0.297m）

50、图示为用虹吸管越堤引水。已知管径d=0.2 m，h1=2 m，h2=4 m。不计水头损失。取动能 校正系数为1。问：(1) 虹吸管的流量 qv 为多? (2)设允许最大真空值为0.7 m，B点的真空压强是否超过最大允许值?

p3

（qv?0.197m／s；B??4mH2O）

?g 题48 题49 题50 题51 51、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径D=250 mm，d=200 mm，弯角θ=60°。若弯管进口压力表读数p1=2.5 N／22cm，p2=2.0 N／cm。不计弯管的水头损失，求：水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1) （R? 1503.07 N ；??51.070）

52、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。取动能校正系数均为1。求不流作用于收缩段管壁上的力。 （Rx?101.31 N）

53、有一倾斜放置的管道，管径由d1=10 cm，突然扩大至d2=20 cm。试验时测得测压管1和2中的水位分别为0.5 m和0.8 m，如图

2

所示。求管道流量qv。(取动能校正系数为1，突然扩大局部水头损失系数ξ=(A2／A1－1)，A1、A2分别为小管和大管的断面面积，

3

ξ对应于大管的流速。) （qv?0.0311 m／s）

9

题52 题53 题54 题55 题56 54、从水箱下部引一管道，管道水平段上有一收缩段。从收缩段引出的玻璃管插入容器A的水中(如图)。已知管径d1=4 cm，收缩段直

22

径d2=3 cm。水箱至收缩段的水头损失hw1=3v／2g，收缩段至管道出口的水头损失hw2=v／2g(v为管道流速)。当水流通过管道流出时，玻璃管中水柱高h=0.35 m，求管道水头H，(取动校正系数为1) 。 （1.51m）

55、图示为铅直放置的一文德里管。已知d1=20 cm，d2=10 cm，?z=0.5 m，水银压差计读数?h=2 cm。若不计水头损失，求流量qv。(取动能校正系数为1) （0.018m3/s）

56、试证明图示文德里管测得的流量值与管的倾斜角无关。

57、在图示管道的断面A─A、B─B、C─C的上、下两端壁处各装设一根测压管，试问各断面上、下两根测压管水面是否等高?如果等高，原因何在?如不等高，哪一根高些，为什么?

58、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，管嘴局部水头损失系数ξ=0.2，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。 （4.17m）

题57 题58 题59 题60 59、图示容器内的水从侧壁孔口射入大气。已知孔口直径d=10 cm，水流对水箱的水平作用力F=460 N。取动动量校正系数等于1。求：孔口射流的流速v。 （7.653m/s）

60、图示为水平放置的水电站压力分岔钢管，用混凝土支座固定。已知主管直径D=3 m，两根分岔直径d=2 m，转角θ=120°，管末

23

断面1压强p1=294 KN／m，通过总流量qv=35 m／s，两分岔管流量相等。不计水头损失。取动能动量校正系数均为1。求水流对支座的水平作用力。 （2144.6KN）

61、图示为一矩形断面平底渠道，宽度b=2.7 m，在某处渠底抬高h=0.3 m，抬高前的水深H=0.8 m，抬高后水面降低z=0.12 m，设抬高处的水头损失是抬高后流速水头的1／3，求渠道流量。(取动能校正系数α=1) （14.95m3/s）

题61 题62 题63 题64 62、射流从喷嘴中射出，撞击在一铅直放置的平板上，如图所示。已知喷嘴直径d=25 mm，射流与平板垂线间的夹角θ=60°，射流流速v1=5 m／s。不计摩擦阻力，取动量校正系数为1。求：(1)平板静止时，射流作用在平板上的垂直作用力；(2)当平板以u=2 m／s的速度与水流相同方向运动时，射流作用在平板上的垂直力。 （6.13N；2.12N）

3

63、图示为矩形平底渠道中设平闸门，门高a=3.2 m，门宽b=2 m。当流量qv1=8 m／s时，闸前水深H=4 m，闸后收缩断面水深hc=0.5 m。不计摩擦力。取动量校正系数为1。求作用在闸门上的动水总压力，并与闸门受静水总压力相比较。 （P动?98350N 小于

P静?100352N）

64、一带有收缩段的管道系统如图所示。利用收缩处的低压将容器M中的液体吸入管道中。设大容器装有同种液体。管道收缩处断面

面积为A1，出口面积为A2。管道出口中心的水头为H。容器m液面至管轴高度h为多大时，能将液体抽入?(不计水头损失) （h?[(A22)?1]H） A165、射流以v=19.8 m／s的速度从直径d=10 cm的喷嘴中射出，射向有固定对称角θ=135°的叶片上。喷嘴出口和叶片出口流速均匀分布。若不计摩擦阻力及损失，求叶片所受的冲击力。 （F?5.256KN）

10

题65 题66 题67 题68 66、图示为水轮机的圆锥形尾水管，已知断面A的直径d1=0.6 m，流速vA=6 m／s，断面B的直径d2=0.9 m，断面的压强按静压分布。

2

断面A到B的水头损失hw=0.2vA／2g。试计算：(1)z=6 m时，断面A的真空度；(2)允许A处真空度为5 m时，断面A允许最高位置z。(设动能校正系数α=1) （（1）7.106 mH2O ； （2）z? 3.894 m）

67、水枪的头部为渐细管，长度L=20 cm，出口直径d=2 cm，进口直径D=8 cm，如图所示。水枪出口的水流流速v=15 m／s。一消防队员手持水枪进口处， 将水枪竖直向上，将水枪竖直向上喷射。若不计能量损失，取动能校正系数及动量校正系数为1。求手持水枪所需的力及方向。 （R?0.502 KN ； 方向向下）

68、如图所示射流泵，其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空，将外部水池中的水吸进工作室， 然后再由射流带进出口管。已知 H=2 m，h=1 m，d1=10 cm，d2=7 cm，不计水头损失，试求：(1)射流泵提供的流量 qv；(2)工作室中3─3断面处的真空度hv3。 （qV?49.2l/s；hV3?5.33mH2O）

69、在直径 d=150 mm 的输水管中，装置一附有水银差计的毕托管，水银面高差 Δh=20 mm，设管中断面平均 流速 v=0.8umax，试求：管中流量 qv。 （31 l/s）

2

70、用虹吸管从水库中取水，已知 d=10 cm，其中心线上最高点3超出水库水面2m，其水头损失为：点1到点3 为 10v／2g，(其中

22

1至2点为 9v／2g)，由点3到点4为2v／2g，若真空高度限制在 7 m以内。问：(1)吸水管的最大流量有无限制?如有应为多少?出

3

水口至水库水面的高差h有无限制?如有，应为多少?(2) 在通过最大流量时2点在压强为多少? （qvmax?0.0234m／s?23.4 l／s；hmax=5.9m；

P2???4.526mH2O）

71、如图所示，水在无摩擦管道系统中流动，若水的汽化压强为7367 Pa，大气压力为99974 Pa，水的重度

3

ρg=9730 N／m，试求保证水在管中不发生汽化的最大高度 h。 （5.51m） 题69 题70 题71 题72 1／7

72、圆管过水断面直径上的流速分布规律为 u=u0 (1－r／r0)式中 u 为半径 r 处的流速，u0为中心点的流速，r0为圆管半径。设 r0=10 cm，测得 u0=3 m／s，求流量及断面平均流速 v0。 （qv?0.0774m2/s; v0?2.46m/s）

73、某液体在两平板之间流动，其断面流速分布如图示。求断面平均流速 v与最大流速 umax的关系。 （v?1umax） 274、某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路基下面修建圆形断面涵洞一座，如图所示。已知涵洞设计流量

32

qv= 1m／s，涵洞上下游 水位差 z=0.3 m，涵洞水头损失 hw=1.47v／2g (v为洞内流速)，涵洞上下游渠道流速很小，速度水头可忽略。求涵洞直径 d。 （0.80m）

75、动量实验装置为一喷嘴向正交于射流方向的平板喷水，已知喷嘴出口直径为 10 mm，测得平板受力为 100N，求射流流量。 （2.8 l/s）

76、水自密封容器沿管路流出，容器液面上的真空度为 1kPa，不计水头损失，求：(1)流量；(2)A点流速； (3)管中压强最低点的位置及其负压值。 （（1）154 l/s； （2）19.67m/s； （3）135.45Kpa） 题73 题74 题75 题76 77、拉格朗日积分要求流动为无旋，但可以是非恒定流动；而柯西-伯努力积分不仅要求流动为无旋, 且要求是恒定流动。 ( )

78、理想液体属于有势流,实际液体都是有涡流. ( ) 79、若液体质点作圆周运动,流线为同心圆,则此类流动一定为有涡流(有涡旋)。 ( )

11

80、不可压缩液体的平面流动中存在流函数，则必定存在势函数。 ( ) 81、在平面流动中,两流线之间通过的单宽流量等于该两流线的流函数值之差。 ( ) 82、不可压缩液体连续性微分方程

?ux?uy?uz???0只适用于恒定流。 ( ) ?x?y?z83、在平面流动中，两条流线的流函数之差等于 ( )

(1) 两条流线间的切应力差 (2) 两条流线间的压强之差 (3)两条流线间的流速差 (4) 两条流线的单宽流量 84、液体作有势运动时 ( )

(1) 作用于液体的力，必须是有势的 (2) 液体的角变形速度为零(3) 液体的旋转角速度为零 (4) 液体沿流向的压强梯度为零 85、伯努力积分的应用条件为 ( )

(1) 理想正压流体，质量力有势，非恒定无旋流动; (2) 不可压缩流体，质量力有势，非恒定有旋流动

(3) 理想正压流体，质量力有势，恒定流动，沿同一流线 (4) 理想正压流体，质量力有势，非恒定流动 ，沿同一流线 86、理想液体恒定有势流动，当质量力仅为重力时， ( )

pu2pu2(1) 整个流场内各点的总水头(z??)相等； (2) 只有位于同一流线上的点，总水头(z??)相等；

?g2g?g2gpu2(3) 沿流线总水头沿程减小； (4) 沿流线总水头(z??)沿程增加；

?g2g87、若已知流函数??a(x2?y2),a为常数，则 ux?.___________,uy____________.。

88、恒定平面势流中，组成流网的流线与等势线的关系是_________________。 89、液体质点的运动形式有________________________________________。

90、理想液体在同一点上各方向的动水压强数值是___________的。实际液体中的动水压强为在同一点上沿三个正交方向的动水压强的 __________________________ ，而pxx= ___________________，pyy =______________，pzz =____________________________。

91、液体运动可根据________________________________分为有涡流和无涡流，无涡流是指 ________________________________，应满足的判别条件是____________________________________。

92、设液体的流速场为ux?6x,uy?6y,uz??7t,t为时间，求：(1) 当地加速度；(2) 迁移加速度；(3) 质点加速度。 93、已知平面无旋流动的速度分量由下式给出 B=C ; A=－D ; (2) ??Bxy?ux?Ax?Byuy?Cx?Dy；试求：(1) A,B,C,D之间的关系；(2) 速度势函数；(3)流函数。 （(1)

A2B(x?y2)?c1； (3) ? = Axy?(y2?x2)?c2） 2294、已知不可压缩液体平面流动的流函数??(x2?y2)/2。 要求：

(1) 画出该流动的流线图形，并标明流向； （流线??(x2?y2)/2?Const.）(2) 判别是有旋流动还是无旋流动； （有旋） (3) 已知流场中两定点坐标分别为 A(1,0) 与 B(2,3),通过此两点间的单宽流量 q； （q??B??A?6） (4) A、B两点是否满足方程u2/2g?p/?g?c？ （否）

295、证明两固定平行平板间发生层流运动时，其流速分布为ux?um(1?yH)，式中um为vmax的最大值，2H为平板间距。

2

题95 题96 题101 题102 96、有一流线型物体顺流放置于水下点 A距离水面2m处，来流流速沿水深分布为ux?2(y/H)（21.3KPa）

2297、已知某一不可压缩液体平面流动的速度分布为：ux?x?y?x,uy??(2xy?y)，要求：

17

， 试求点 A的 动水压强。

(1) 判别是否满足速度势函数 ? 和流函数 ? 的存在条件，并求 ? 和 ?； (2) 求通过 A(1,1) B(1,2) 两点间流量； （1/3） (3) 写出切应力及附加压强的表达式； (4) A点的压强水头 pA/?g=2 m 水柱，试求 B点的压强水头。 （0.47mH2O） 98、不可压缩二维流动的流速分量为：ux?x?4y,uy??y?4x ，要求：

(1) 该流动是恒定流还是非恒定流； (2) 该流动是否连续； (3) 写出流线方程式； (4) 判别有无线变形和角变形运动； (5) 判别有涡流还是无涡流； (6) 判别是否为势流，若流动有势，写出流速势函数表达式。

99、如图所示，在一长为 l，顶角为?的圆锥形管嘴中，嘴中水流以一定的流量 qv 流动并在顶点连续地喷出。按图示取坐标轴 x，试求：坐标为x 断面处的加速度 ax。 （ax?2q2v?(l?x)(?tan)2252）

12

题99 题105 题106 题107 100、给出流速场u?(6?2xy?t2)i?(xy2?10t)j?25k，求空间点(3,0,2)在t?1的加速度。 （a??58i?10j）

?101、流动场中速度沿流程均匀地减小，并随时间均匀地变化。A点和B点相距2m，C点在中间，如图示。已知t?0时，

2

（-2.73m/s） uA?2m/s,uB?1m/s;t?5s时，uA?8m/s,uB?4m/s。试求t?2s时C点的加速度。

102、图示收缩管段长l?60cm，管径D?30cm,d?15cm,通过流量Q?0.3m3/s。如果逐渐关闭闸门，使流量线性减小，在30s

内流量减为零。求在关闭闸门的第10s时，A点的加速度和B点的加速度（假设断面上流速均匀分布）。 （ aA??0.1415ms2,aB?55.93ms2） 103、试求下列各种不同流速分布的流线和迹线：

?cycx,uy?2,uz?0 （2）ux?x2?y2,uy??2xy,uz?0 （x2+y2=c,y2-3x2y=c） 22x?yx?y104、已知流体的速度分布为ux?1?y,uy?t。求t?1时过（0，0）点的流线及t?0时位于（0，0）点的质点轨迹。 （流

（1）ux?2线方程 y-2y+2tx=0 ,迹线方程 x=t-x/6 ,y=t/2）

105、有一底坡非常陡的渠道如图，水流为恒定均匀流，设A点距水面的铅直水深为3.5m。求 A点的位置水头、压强水头、测压管水头。并以过B点的水平面为基准面在图上标明。 （ZA=-3.5m,pA/?=2.625m）

106、某河道在某处分为两支——外江及内江，外江设溢流坝一座以抬高上游河道，如图所示。已测得上游河道流量Q?1250m3/s。通过溢流坝的流量Q1?32m53/s，内江过水断面的面积A?375m2。求内江流量及断面A的平均流速。 （Q2=925m/s,v2=2.47m/s）

107、水流从水箱经过管径d1?5cm,d2?2.5cm的管道在c处流入大气，已知出口流速为1m/s，求AB管段的断面平均流速。 （ v=0.25m/s）

108、试利用题图证明不可压缩液体二维流动的连续性微分方程的极坐标形式为

3

232

?urur1?u????0 ?rrr??109、对于不可压缩液体，下面的流动是否满足连续性条件：

2222 （1）ux?2t?2x?2y,uy?t?y?z,uz?t?x?z （2）ux?x?xy?y,uy?x?y,uz?0 （否）

ya2a2 （3）ux?2ln(xy),uy??3,uz?4 （4）ur?C(1?2)cos?,u???C(1?2)sin?,uz?0

xrr 题108 题110 题111

110、如图某一压力水管安有带水银比压计的毕托管，比压计中水银面的高差?h?2cm，求A点的流速uA?? （2.22m/s） B两点时比压计中的液面差?h2?0.5m。A、B、C各点位置如图所示，求C点的流速uC。（3.325m/s） 112、如图所示，利用牛顿第二定律证明重力场中沿流线坐标S方向的欧拉运动微分方程为?g

3111、在一宽浅式明渠中产生均匀流，现用和比压计相连的两根比托管量测流速，已知?1?8036N/m,h1?0.6m。当毕托管位于A，

?z1?pdus ???s??sdt 13

题112 题113 题114 题115 流的单位能量损失hw为多少米水头？（2）水流流动方向是由A到B，还是由B到A？（A到B；4.765m）

113、圆管水流如图，已知：dA?0.2m,dB?0.4m,pA?6.86N/cm2,pB?1.96N/cm2,vB?1m/s,?Z?1m。试问：（1）AB间水114、有一渐变管，与水平面的倾角为450，其装置如图所示。1—1断面的管径d1?200mm，2—2断面的管径d2?100mm，两断面间距l?2m，若重度?'为8820N/m3的油通过该管段，在1—1断面处的流速v1?2m/s，水银测压计中的液位差h?20cm。试求：（1）1—1断面到2—2断面的水头损失hw1?2??（2）判断液流流向；（3）1—1断面与2—2断面的压强差。 （（1）-0.24m；（2）从2向1；（3）4.23m油柱高）

115、铅直管如图，直径D?10cm，出口直径d?5cm，水流流入大气，其他尺寸如图所示。若不计水头损失，求A，B，C三点的压强。 （pA=43.3KPA , pB=82.5 KPA, pc=0）

题116 题117

3

2v116、溢流坝过水的单宽流量q?29.8m/s?m，已知1—1断面到C—C断面过坝水流的水头损失hw?0.08c。求hC及vC。

2g（VC=20.7m/s ,hC=1.44m）

117、图示为一抽水装置。利用喷射水流在喉道断面上造成的负压，可将容器M中积水抽出。已知H、b、h，如不计水头损失，喉道断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么条件才能使抽水装置开始工作？ （

A2A1?(h?b)H）

118、文透里流量计装置如图，D?5cm,d?2.5cm，流量系数??0.95，在水银比压计上读得?h?20cm。试求：（1）管中所通过的流量；（2）若文透里管倾斜放置的角度发生变化时（其他条件均不变），问通过的流量有无变化？（ Q=3.785升/秒,不变） 119、水从d1?60cm水管进入一水力机械，其入口压强p1?147.1kN/m2，出口后流入一个d2?90cm的水管，此处

p2?34.32kN/m,Q?450l/s，设其间能量损失hw1?22v?0.141，求水流供给机械的功率。（N=59.9KW）

2g2 题118 题119 题120

120、在测定流量用的密闭水箱中开一直径d?2cm的孔口，为了测定水箱中的压强，安置了一个U形水银测压管，如图所示，设

。 （Q=μh1?40cm,h2?200cm，孔口流量系数??0.6。求恒定流的流量Q（设水箱的断面面积比孔口断面面积大得多）

?43A2gH?4.9?10m/s）

14

v121、一水泵产生水头Hp?50m，水泵吸水管从水池A处吸水，吸水管直径d1?150mm，所产生的水头损失为51，v1为吸水管

2g平均流速，水泵安装高程z2?2m，出水管直径d2?100mm，末端接一管嘴，直径d3?76mm，管嘴中心距吸水池水面高30m，出

2v水管所产生的水头损失为122，v2为出水管断面平均流速，计算：（1）管嘴C点的射流流速v；（2）水泵入口处B点的压强。

2g（vc=8.76m/s ,pB=-34KN/m）

2

2 题121 题122 题123 122、嵌入支座内的一段输水管，其直径由d1为1.5m变化到d2为1m（见图示），当支座前的压强p?4个大气压（相对压强），流量Q为1.8m3/s时，试确定渐变段支座所受的轴向力R。不计水头损失。 （RX=384KN）

123、一铅直管道，末端装一弯形喷嘴，转角??450，喷嘴的进口直径dA?0.20m，出口直径dB?0.10m，出口断面平均流速

vvB?10m/s，两断面中心A、B的高差?z?0.2m,通过喷嘴的水头损失hw?0.5B，喷嘴中水重G?20kg，求水流作用于喷嘴

2g上的作用力F。 （RX=1959.2N, RY=751.5N, R=2.1KN）

124、主管水流经过一非对称分岔管，由两短支管射出，管路布置如图。出流速度v2,v3为10m/s，主管和两支管在同一水平面内，忽略阻力。（1）求水体作用在管体上的x和y方向力的大小；（2）管径为10cm支管应与x轴交成何角度才使作用力的方向沿着主管轴线？ （FX=144.5N ,FY=152.6N）

2 题124 题125 题126

125、一矩形渠道宽4m，渠中设有薄壁堰，堰顶水深1m，堰高2m，下游尾水深0.8m，已知通过的流量Q?0.8m3/s，堰后水舌内外均为大气，试求堰壁上所受动水总压力（上、下游河底为平底，河底摩擦阻力可忽略）。（R=153KN）

126、不可压缩无粘性的液体从平板闸门下缘下泄。液体的密度为?，其它量如图所示，为使闸门AB不致被液流冲走，试确定闸门AB每单位宽度需施加的支撑力R与?,g（重力加速度）、h1,h2的关系式。

127、水箱上装一圆柱形内管嘴，管嘴断面面积为A，经管嘴出流的水股收缩断面面积AC，则收缩系数??AC。 （1）证明??0.5A（提示：水箱面积很大，水位不变，沿箱壁压强分布可按静水压强分布考虑，此外，不计水头损失）；（2）水股对水箱的反作用力为多少，方向如何？

题127 题128 题132

128、一水力机械，Q?2.5l/s，从轴中心流入，从4个转臂流出，每个转臂喷嘴的射流直径d?1cm，射流方向与垂直线成300角，转轮半径为0.3m，如图，试求：（1）保持臂固定的转矩；（2）若忽略机械摩擦，求最大转速，以r/min（每分钟转数计）；（3）如转速为120r/min，求发出的功。 （(1)5.17N m,(2)219.4rpm (3)29.4焦耳） 129、已知圆管层流流速分布为ux??J2[r0?(y2?z2)],uy?0,uz?0，试分析： 4?（1）有无线变形、角变形；（2）是有旋还是无旋流。 （无线变形，有角变形；有旋）

15

130、已知圆管紊流流速分布为ux?um(yn),uy?0,uz?0，求角速度?x,?y,?z和角变率?xy,?yz,?zx，并问是否为有势流动？ r0131、已知流场的流函数??ax2?ay2；（1）证明此流动是无旋的；（2）求出相应的速度势函数；（2）证明流线与等势线正交。 （无旋；φ=-2axy+c;）

132、如图所示为平板闸门下的泄流流网图，闸门开度??0.3m，上游水深H?0.97m，下游均匀流处水深h?0.187m，试求：（1）

3

过闸单宽流量q；（2）作用在1m宽闸门上的动水总压力。（(1)0.747m/sm; (2)2049.2N/m） 133、已知平面不可压缩流动的流速势函数??0.04x2?axy2?by3,x,y单位为m，?的单位为m2/s，试求： （1）常数a，b； （2）点A（0，0）和B（3，4）间的压强差。设流体的密度??1000kg/m3。 （ a=-0.12, b=0, Δp=4560.2N/m）

134、已知平面流动的流函数为??3x2?xy2?2yt3，试求t?2s时，经过图中园弧AB及直线OA的流量。 （qAB=-20m/(s m),qOA=32m/s）

2

2

2

题134 题137 题138

135、已知粘性流体的速度为u?5x2yi+3xyzj-8xz2k（m/s），流体的动力粘度??3.000?10?3Ns/m2，在点（1，2，3）处的应力

pxx??2N/m2，试求该点处其它各应力。 （pYY=-1.934N/m2 , pZZ=-2.342N/m2；τ

2

ZX

XY

=τ

YX

=0.069N/m,τ

2

YZ

=τ

ZY

=0.018N/m,τ

2

XZ

=τ

=-0.216N/m.）

136、已知粘性液体平面流的流速分量为：ux?Ax,uy??Ay（A为常数），试求（1）应力pxx,pyy,?xy,?yx。（2）假设忽略外力作用，且x?y?0处压强为p0，写出压强分布表达式。 （(1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p0-

?A22(x2?y2)）

137、两块平行平板间有粘性液体，下平板固定，上平板以均匀的速度U向右运动。假设两平板间的距离为h，液体的流动平行于平板，试求两平板间液体在平板移动方向无压强变化时的速度分布。 （u=ux=

Uy） h138、两平行的铅直平板，间距为h，中间充满粘性液体，假设流动是恒定的，压强均匀分布，试求：在重力作用下流动中的速度分布。 （uY=

gx(x?h)） 2?第四章

层流和紊流及水流阻力和水头损失

1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 ? 仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。 ? ? 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 ? ? 3、紊流中存在各种大小不同的涡体。 ? ? 4、紊流运动要素随时间不断地变化，所以紊流不能按恒定流来处理。 ? ? 5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。 ? ? 6、????u'u'xy只能代表 X 方向的紊流时均附加切应力。 ? ?

7、临界雷诺数随管径增大而增大。 ? ? 8、在紊流粗糙区中，对同一材料的管道，管径越小，则沿程水头损失系数越大。 ? ? 9、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 ? ? 10、管道突然扩大的局部水头损失系数 ? 的公式是在没有任何假设的情况下导出的。 ? ? 11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 ? ? 11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 ? ? 12、公式???gRJ 即适用于管流，也适用于明渠水流。 ? ? 13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。 ? ? 14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 ? ? 15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 ? ? 16、恒定均匀流中，沿程水头损失 hf 总是与流速的平方成正比。 ? ? 17、粘性底层的厚度沿流程增大。 ? ? 18、阻力平方区的沿程水头损失系数? 与断面平均流速 v 的平方成正比。 ? ? 19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。 ? ? 20、紊流的脉动流速必为正值。 ? ? 21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。 ? ? 22、有一管流，属于紊流粗糙区，其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 ? ?

16

23、当管流过水断面流速符合对数规律分布时，管中水流为层流。 ? ? 24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 ? ? 25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。 ? ? 26、当雷诺数 Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。 ? ? 27、其它条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而 （ ） ⑴ 增大 ； ⑵ 减小 ； ⑶ 不变 ； ⑷ 不定 。

28、按普朗特动量传递理论， 紊流的断面流速分布规律符合 ? ? ? 1 ? 对数分布 ； ? 2 ? 椭圆分布 ； ? 3 ? 抛物线分布 ； ? 4 ? 直线分布 。

29、其它条件不变，层流切应力随液体温度的升高而 ? ? ? 1 ? 增大 ； ? 2 ? 减小 ； ? 3 ? 不变 ； ? 4 ? 不定 。

30、其它条件不变，液体雷诺数随温度的增大而 ? ? ? 1 ? 增大 ； ? 2 ? 减小 ； ? 3 ? 不变 ； ? 4 ? 不定 。

31、谢才系数 C 与沿程水头损失系数 ? 的关系为 ? ? ? 1 ? C 与 ? 成正比 ； ? 2 ? C 与 1? ? 成正比； ? 3 ? C 与 ?2 成正比； ? 4 ? C 与 1?成正比 。

32、A、B 两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A管为热水，B管为冷水，则两管流量 ? ? ? 1 ? qvA > qvB ; ? 2 ? qvA ＝ qvB ; ? 3 ? qvA < qvB ； ? 4 ?不能确定大小 。

33、圆管紊流附加切应力的最大值出现在 ? ? ? 1 ? 管壁 ； ? 2 ? 管中心 ； ? 3 ? 管中心与管壁之间 ； ? 4 ? 无最大值 。

34、粘滞底层厚度 ? 随 Re 的增大而 ? ? ? 1 ? 增大 ； ? 2 ? 减小 ；? 3 ? 不变 ； ? 4 ? 不定 。

35、管道断面面积均为 A (相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度 J 相同，则三者的边壁切应力?0的相互关系如下，如果沿程阻力系数?也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下：? ?

?0圆 ? ?0方 ? ?0矩 ，qv圆 ? qv方 ? qv矩 ；qv圆 < qv方 < qv矩 ； ? 2 ? ?0圆 < ?0方 < ?0矩 ， ? 3 ? ?0圆 ? ?0方 ? ?0矩 ，qv圆 < qv方 < qv矩 ； ? 4 ? ?0圆 < ?0方 < ?0矩 ，qv圆 ? qv方 ? qv矩 。

? 1 ?

题35 题40 36、圆管均匀层流与圆管均匀紊流的 ? ? ? 1 ? 断面流速分布规律相同 ； ? 2 ? 断面上切应力分布规律相同 ；? 3 ? 断面上压强平均值相同 ； ? 4 ? 水力坡度相同 。 37、紊流内部结构分区的判别参数是 ? ? ? 1 ? 管壁绝对粗糙度 ； ? 2 ? 管壁相对粗糙度 ；? 3 ? 粘滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比 ； ? 4 ? 雷诺数 。 38、图示两管道的管长 L 、管径 d 、流量 qv 及水温均相同，但测压管 水面差 h1 >h2 ,则两管糙率 n1 与n2 的关系为? ? ? 1 ? n1 > n2； ? 2 ? n1 < n2 ； ? 3 ? n1 = n2 ； ? 4 ? 无法确定 。

39、谢才系数 C 的量纲是： ? ?

? 1 ? L ； ? 2 ? LT ； ? 3 ? LT； ? 4 ? ? 1? 无量纲量。

40、如图A、B二种截面管道，已知二管长度相同，通过流量相同，沿程水头损失系数相同，则二管道的沿 程水头损失 ? ? ? 1? hfA ? hfB； ? 2? hfA ? hfB； ? 3? hfA ? hfB ； ? 4? 尚不能确定大小。 41、边界层的外边界线可看成是 ? ?

? 1? 一条流线 ； ? 2? 一条迹线 ； ? 3? 有旋流动与有势流动的分界线； ? 4? 层流与紊流的分界线。

12?1?112?42、紊流附加切应力????u?xuy等号右端的负号是由于_____________________________。

43、圆管沿程水头损失系数 ? 的影响因素分别是：

层流 ?＝f ? ? 紊流光滑区 ?＝f ? ? 紊流过渡区 ?＝f ? ? 紊流粗糙区 ?＝f ? ?

44、水流临界雷诺数可以作为判别流动形态的准则数。圆管流的临界雷诺数Re=_________，明槽流的临界雷诺数 Re=____________。 45、在紊流光滑区，沿程水头损失系数 ? 与相对粗糙度无关的原因是_______________________________________________________.。 46、紊流形态可分为三个流区，其判别标准是：光滑区_____________，过渡区________________， 粗糙区 _________________________。 47、底宽与水深均为 a 的矩形断面明渠和边长为 a 的正方形管道中通过水流时，假定水力坡度 相同，试求它 们的边壁切应力之比 ?1?2;再假定沿程水头损失系数 ? 亦相同，求它们的流量之比 qv1／qv2。 （

q?142） ?； ?1?q?2?23348、动力粘滞系数为 ? 的液体在宽度为 b 的矩形断面明渠中作层流运动。已知液体深度为 h ，流速分别方程 v=v0[1-(y/h)2] ，式中

v0 为表面流速。坐标 y 由液面铅直向下。若 ?、b、v0 为已知，求：(1) 断面平均流速； (2) 渠底切应力。 （(1)v=2u2u0 (2) ?底 =?0 ）

h3

17

题48 题50 题52 题54 49、导出直径为 d 的圆管的沿程水头损失系数 ?与管壁糙率 n之间的关系式。设水流处于阻力平方区。（??12.750、圆管中的流速分布为u?um(1?r/r0)17 n2gd13）

。式中：um为管中最大流速；r0为管道半径，r为任一液层处的半径。试计算：(1)断面

平均流速 v 与 um 的比值； （0.817）

(2)点流速恰等于断面平均流速处的半径rcd 与r0的比值。 （0.757）

51、有一圆形断面输水隧洞，长度 L=500 m，直径 d=5 m。当通过流量 qv=200 m3/s时，沿程水头损失 hv=7.58 m。求沿程水头损失系数?。 （0.0143） 52、图示为一倾斜放置的等直径输水管道。已知管径 d=200 mm，A、B两点之间的管长 l=2 m，高差 ?z=0.2 m。油的重度 ?g=8600 N/m3。 求：(1) A、B两点之间的沿程水头损失hf ； （0.0245m） (2)A、B两点的测压管水头差； （0.0245m）

(3)圆管边壁的切应力 ?0，并绘出圆管断面的切应力分布图。 （6N/m2）

。

53、带有两个 90转弯的管道，直径 d = 100 mm，长度 l = 10 m，沿程水头损失系数 λ = 0.037，转弯的局部 水头损失系数 ξ = 0.29，现取消两弯段，但管长和管段两端的总水头差均不变。问流量能增加百分之几？ （7.6%）

54、流速由 v1 变为 v2 的突然扩大管道，为了减小水头损失，可分为两次扩大，如图所示。问中间段流速 v 取多大时，所产生的局

211(v1?v2)]） 部水头损失最小？比一次扩大的水头损失小多少？（v?(v1?v2)；hj2=[222g55、如图管道出口段长 l = 2 m，d = 0.1 m ，通过 ? = 1000 kg/m3 的流体，流量 qv = 0.02 m3/s，已知 h = 1.8 m，求 1) 管道壁面切应

力 ?w；2) 该管段的沿程水头损失系数 ? 。 （ ?w?23.44N/m2；??0.03） 56、在直径 d = 32 mm 的管路中，流动着液压油，已知流量为 3 l/s，油液运动粘度 ? = 30 ? 10-2 cm2/s ，试确定 ：1) 流动状态 ; 2) 在此温度下油的临界速度。 （紊流 ；vc =1.88 m/s）

57、用管径 d = 75 mm 的管道输送重油，已知 ?g1 = 8.83 kN/m3，运动粘度 ?1 = 0.9 cm2/s，如在管轴线 上装水银压差计的毕托管，水银液面高差 hp = 20mm，求重油流量。 ?g2 = 133.38 kN/m3 (下标 1为油，下标 2 为 水银)（qv?5.21 l/s）

题55 题57 题59 题60 。

58、圆管直径 d = 15 cm ，平均流速 v = 1.5 m/s，水温 t = 18C，? = 0.01062 cm2/s，已知沿程阻力系数 ? = 0.03，试求粘滞底层厚度。若水流速度提高至 3.0 m/s ，?0 如何变化？又若流速不变，管径增大到 30 cm，?0又 如何 变化？(?0 =

32.8dRe?) （1)

?0=0.0134 cm 2) ?0=0.0067cm 3) ?0=0.0134cm）

59、油的流量 qv = 7.7 ml/s， 通过直径 d = 6 mm 的细管， 在 l = 2 m 长的管段两端装有水银压差计， 压差计读数 h = 18 cm，已知水银 ?hg = 133.38 kN/m3，油的 ?og = 8.43 kN/m3，求油的运动粘度。 （??0.54cm2/s）

60、水平管直径 d=100 mm，管中装一蝶阀。为测定蝶阀的局部水头损失系数 ?，在蝶阀前后设有 U 形水 银压差计，如图所示，当

管中通过流量 qv=15.7 升/秒时，水银柱高差 h=500 mm， 设沿程水头损失 可以 不计，求蝶阀在该开度时的局部水头损失系数。 （??3.09）

yn(1?n)361、适用时均流速分布的指数型公式 v?vmax()，证明二元明渠流的动能校正系数为 ??。 式中 vmax为断面上时均最大

h1?3n流速，h为水深，y为从壁面到该点的距离，n为指数。

62、证明在推导圆管突然扩大局部水头损失过程中，如果考虑壁面摩擦力(单位面积上的摩擦力为 ?0)和沿程损 失 ， 所得结果与略去摩擦力和不计沿程损失的结果相同。

63、若沿程水头损失系数 ? 被取值的误差为?20?，问当 hf 为常数时，相应计算出的流量误差有多大？ （10%）

64、某灌溉系统的塑料管道，管径 d=50 mm，管长 l=5 m。已测得 20 秒内出口出水量为 200 升，管道首末测 压管水头差为 0.5 m，求管道糙率 n 和相应的沿程水头损失系数 ?。 （??0.00849； n?0.005）

18

65、图示管道出口段长 l=10 m，直径 d=0.1m，通过密度 ?=1000 kg/m3的流体，流量 qv=0.02 m3/s。已知 h=0.2 m，hm=0.1 m，?Hg=13.6?，求：1)管道壁面切应力 ?w；2) 该管段的沿程水头损失系数 ? 。 （25.97N/m2；0.032）

66、某管道的直径d?100mm，通过流量Q?0.004m3/s的水，水温为200C；该管通过相同流量的重燃油，其运动粘度

??1.5?10?4m2/s，试判断以上两种情况的流态。

67、有一梯形断面的排水沟，底宽b?70cm，断面的边坡系数为1：1.5（如图示）。当水深h?40cm，断面平均流速??5.0cm/s，

水温为200C，试判别水流流态。如果水温和水深都保持不变，问断面平均流速减到多少时水流方为层流？ （Vmax=0.21cm/s）

1 1.5 h b 题65 题67 68、有一送风系统，输送空气的管道直径d?400mm，管内的断面平均流速??12m/s，空气温度为100C。试判断空气在管内的流

动形态。如果输气管的直径改为100mm，求管道内维持紊流时的最小断面平均流速。（vC=0.282m/s）

69、在水深为h的宽矩形明槽中，水流维持恒定均匀紊流，利用紊流普适流速分布律公式（4-2-23）推导宽矩形明槽断面平均流速?的表达式umax?v?u?/?，并计算水面以下何处的时均点流速等于其断面平均流速。

70、用高灵敏度的测速设备测得水流中A点的纵向和垂向的瞬时速度ux和uy，见下表，表中数据是每隔0.5s测得的结果。断面平均流速为2.02m/s，试计算该点的（1）时均流速ux和uy；（2）纵向和垂向的相对紊动强度；（3）紊动附加切应力?yx。如果A点的流速梯度duydy?0.26/s，求A点的混合长度l。涡粘度（即紊动动力粘性系数）?及涡运动粘度（即紊动运动粘性系数）?，水温为200C，试将?、?与?,?相比较，两者差别究竟有多大？

（（1）2.02m/s；0；（2）0.111；0.0677；（3）27.33N/m；（4）0.6364m；105NS/m；0.1053m/s（5）1.05?105）

1 2 3 4 5 测次 ux 1.88 2.05 2.34 2.30 2.17 2

2

2

'uy 测次 ux 0.10 6 1.74 0.18 -0.06 7 1.62 0.21 -0.21 8 1.93 0.06 -0.19 9 1.98 -0.04 0.12 10 2.19 -0.10 3uy A点瞬时流速测定值（单位：m/s） 71、有一供实验用的圆管，直径为15mm，今进行沿程水头损失试验，量测段管长为4.0m，试问：（1）当流量Q?0.00002m/s时，水流所处的流态，并计算该量测段的沿程水头损失；（2）当水流处于由紊流至层流的临界转变点时，量测段的流量和沿程水头损失各

0

为多少？设水温为40C。（（1）0.0103m；（2）0.000037m3/s；0.0191m） 72、直径d?300mm的管道长l?5km，输送重度??9.66kN/m3的重油，其重量流量G?2373kN/h（h为小时），试计算油温从

t1?100C（运动粘度?1?25cm2/s）变到t2?400C（?2?1.5cm2/s）时，管道的损失功率的变化。并说明你做完此题后得到的

启示。 （hf1=438m,N1=289KW, hf2=23.6m, N2=17.35KW）

73、半径r0?150mm的输水管在水温t?150C下进行试验，所得数据为断面平均流速v?3.0m/s及沿程水头损失系数??0.015。求（1）r?0.5r0和r?0处的切应力；（2）如果流速分布曲线在r?0.5r0处的时均流速梯度为4.34/s，该点的粘性切应力和紊流附加切应力；（3）设混合长度l采用沙特克维奇公式l??y1?y-3

r0，试求r?0.5r0处的混合长度和卡门常数?。

（(1) =8.45Pa , τ=0(r=0时)；(2)τ1=4.94×10Pa , τ2=8.445Pa；(3)l=0.021m, κ=0.39597） 74、若要一次测得圆管层流的断面平均流速，试问比托管应放在距离管轴多远处？ （r=0.707r0）

75、有三个管道，其断面形状分别为如图示的圆形、正方形和矩形，它们的过水断面积相等，水力坡度也相等。试求：（1）三者边壁上的平均切应力之比；（2）当沿程水头损失系数?相等时，三者的流量之比。 （（1）1.0:0.886:0.837；（2）1.0:0.9461:0.915）

题75 题85 76、推求圆管和宽矩形明槽在层流流速分布条件下的动量修正系数?'。 （α

’

圆管

=1.33 , α

’

宽矩形

=1.2）

19

77、若圆管紊流光滑区的流速分布服从指数规律，即有u?umax?yr0?。求证动能修正系数?和动量修正系数?'分别为：

n?n?1??n?2? 和 ???4?3n?1??3n?2?33'?n?1??n?2??4?2n?1?2,并推求混合长度l的数学表达式.

78 、推求指数流速分布条件下的宽矩形明槽的?,?及混合长度l的表达式. （α

'(n?1)3=

3n?1 , α

2(n?1)’=

2n?1）

79 、根据例题4-12所提供的数据,计算从左水箱到右水箱的连接管的所有水头损失的数据,绘制水头线图.

80 、有甲乙两输水管,甲管直径为200mm,当量粗糙度为0.86mm,流量为0.00094m3s;乙管直径为40mm,当量粗糙度为0.19mm,流量为0.0035m3s,水温为150C,试判别两根管中水流处于何种流区。如果处于水力光滑区请用布拉休斯公式计算?;如果处于过渡区可先用Jain公式计算?.最后计算两管的水力坡度J。

（甲管:光滑区 J=0.00000852；乙管:紊流过度区,λ=0.0311 ,J=0.308）

81 、有三根直径相同的输水管,直径d?100mm,通过的流量均为Q?0.015m3/s,管长均为l?1000m,各管的当量粗糙度分别为

?1?0.1mm,?2?0.4mm,?3?3mm,水温为200C,用查穆迪图的方法求各管中的沿程水头损失hf,水力坡度J,摩阻流速u?和各管中

的损失功率. （hf1=38.7m,J1=0.0387 ,u*1=0.0974m/s,N1=5.689KW； hf2=55.837m,J2=0.0558 ,u*2=0.117m/s,N2=8.207KW； hf3=106.1m,J3=0.106 ,u*3=0.161m/s,N3=15.6KW）

82、试根据圆管层流中的??64Re公式，水力光滑管中??0.3164Re0.25公式及完全粗糙区的??0.11??d?0.25分析沿程水头损失

hf与断面平均流速?之间的关系。

83、有一梯形断面的渠道，已知：底宽b?10m，均匀流水深h?3m，边坡系数1：1，渠道的粗糙系数（即糙率）n?0.02，通过的流量Q?39m3/s，试求在每公里渠道长度上的水头损失及摩阻流速和沿程水头损失系数。

（每千米长渠上损失沿程水头0.148m,u*=0.0553m/s,λ=0.0245）

84、如图示有两个水池。其底部以一水管连通。在恒定的水面差H的作用下，水从左水池流入右水池。水管直径d?500mm，当量粗糙度??0.6mm，管总长l?100m，直角进口，闸阀的相对开度为58，900缓弯管的转变半径R?2d，水温为200C，管中流量为

0.5m3/s。求两水池水面的高差H。可以认为出水池（即右水池）的过水断面面积远大于水管的过水断面面积。 （3.81m） 85、设计一给水管道，其直径d已定，今就其长度l研究Ⅰ和Ⅱ两种方案，第Ⅱ方案比第Ⅰ方案短25%。若水塔的水面高程不变，另因

水管都很长，可以不计局部水头损失和流速水头，试就光滑管和完全粗糙管两种流区情况分别推求两种方案的流量比QⅡ/QⅠ。 （光滑管区 QⅡ/QⅠ=1.179,粗糙区QⅡ/QⅠ=1.155）

86、如图示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入。自流管长l1?20m，管径d1?150mm，吸水管长l2?12m，管径d2?150mm，两管的当量粗糙度均0.6mm，河流水面与水泵进口断面中点的高差h?2.0m。自流管的莲蓬头进口，自流管出口入池，吸水管的带底阀的莲蓬头进口以及吸水管的缓弯头的局部水头损失系数依次为?1?0.2,?2?1.0,?3?6.0,?4?0.3，水泵进口断面处的最大允许真空高度为6.0m水头高。求最大的抽水流量。水温为20C。 （Q=0.04126m/s）

87、有一圆形断面有压隧洞，长l?200m，通过流量Q?700m3/s，如果洞的内壁不加衬砌，其平均直径d1?7.8m，糙率n?0.033；如果用混凝土衬砌，则直径d2?7.0m，糙率n?0.014；试问衬砌方案比不衬砌方案沿程水头损失减少几多？ （hf1- hf2=19.21-6.16=13.05m）

0

3

86 88

0388、某新铸铁管路，当量粗糙度??0.3mm，管径d?200mm，通过流量Q?0.06m/s，管中有一个90折角弯头，今欲减少其水

000

头损失拟将90折角弯头换为两个45折角弯头，或者换为一个缓弯90角弯头（转弯半径R?1m），水温为200C。试求：（1）三种弯头的局部水头损失之比；（2）每个弯头相当于多少米长管路的沿程水头损失。 （(1)ζ1=1.1, ζ2=0.35, ζ3=0.1316,(2)l1=4.78m, l2=3.04m, l3=0.57m,）

89、直径d?1cm的小球，在静水中以匀速v?0.4m/s下沉，水温为200C，试求：（1）小球受的阻力F；（2）小球的比重s。 （(1)F=0.001963N (2)s=1.612）

第六章 恒定管流

1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( ) 题2 题6 题8 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 ( )

20

题30 题31 题32 31、图示为一无侧收缩的薄壁堰，其水头为 H 其水舌下缘曲线最高点高出薄壁堰顶 0.112 H 。若有一实用堰其堰顶曲线与薄壁堰水下缘完全吻合。若不计行近流速的影响，试证明实用堰流量系数 m1 与薄壁堰流量系数m2 之间的关系为 m1=1.195 m2。 32、如下图，在矩形明槽中安装一与槽宽相同的矩形薄壁堰，为防止水舌下面形成局部真空，你认为应采取怎样的措施。

33、有一薄壁圆形孔口，其直径d?10mm，水头H?2m。现测得射流收缩断面的直径dc?8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m3，试求该孔口的收缩系数?、流量系数?、流速系数?及孔口局部阻力系数?0。 (ε=0.64,μ=0.62,φ=0.97,ζ=0.0655 )

题34 题35 题37 题38 34、薄壁孔口出流如图所示，直径d?2cm，水箱水位恒定H?2m。试求：（1）孔口流量Q；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量Qc；（3）管嘴收缩断面的真空度。 ((1)Q=1.22l/s,(2)Q=1.61l/s, (3)hv=1.5m)

35、水箱用隔板分A、B两室如图所示，隔板上开一孔口，其直径d1?4cm；在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d2?3cm，已知H?3m,h3?0.5m，水流恒定出流，试求：（1）h1,h2；（2）流出水箱的流量Q。

((1)h1=1.07m, h2=1.43m; (2)Q=4 l/s)

36、如管路的锐缘进口也发生水流收缩现象。如??0.62~0.64，水池至收缩断面的局部阻力系数??0.06，试证明锐缘进口的局部阻力系数约为0.5。

37、有一平底空船（见图示），其水平面积??8m2，船舷高h?0.5m，船自重G?9.8kN。现船底有一直径为10cm的破孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。 (T=393.6s=6.56min )

38、为了使水均匀地进入水平沉淀池，在沉淀池进口处设置穿孔墙如图所示，穿孔墙上开有边长为10cm的方形孔14个，所通过的总流量为122（l/s），试求穿孔墙前后的水位差（墙厚及孔间相互影响不计）。 (H=0.826m )

39、沉淀池长L?10m，宽B?4m，孔口形心处水深H?2.8m，孔口直径d?300mm（见图示），试问放空（水面降至孔口顶）所需时间。提示：可按小孔口出流计算。 (T=8.83min=530.3s )

题39 题40 题41 题42

40、油槽车（见图示）的油槽长度为l，直径为D。油槽底部设有卸油孔，孔口面积为?，流量系数为?。试求该车充满油后卸空所

4lD需的卸空时间。 (T?)

3?2g3241、如图左面为恒定水位的大水池，问右面水池水位上升2m需多长时间？已知H?3m,D?5m,d?250mm,??0.83。 (T=213.35s=3.56min )

42、在混凝土坝中设置一泄水管如图所示，管长l?4m，管轴处的水头H?6m，现需通过流量Q?10m/s，若流量系数??0.82，试确定所需管径d，并求管中水流收缩断面处的真空度。 (d=1.2m,hv=4.5m ) 43、试用孔口出流的基本公式，推导堰流的基本公式。

44、已知顶角为直角的三角形薄壁堰顶的水头为H?0.1m~0.30m，试绘制水头流量关系曲线。

45、已知矩形薄壁堰的水头H?0.10~0.75m,b?1.10m，堰高P?0.95m，使用雷伯克公式绘制水头流量关系曲线。

3/246、已知WES堰的流量系数Cd?Q/(BH)?4.1，式中Q以ft3/s计，B和H以ft计；试用量纲和谐原则，将Cd换算为国际单位

3制时的数值，并求出流量系数m的值。

47、已知矩形薄壁堰建在B0?5.0m的矩形水槽中，堰高P?0.95m，堰宽b?1.45m，堰顶水头H?0.45m，下游水深ht?0.45m，求过堰的流量。 ( Q=0.76m/s )

31

3

48、有一种建在岩石河床上的桩板坝，由埋入河床的钢筋混凝土桩柱和固定于两桩柱之间的松木面板构成，桩柱之间跨度不超过3m，每米坝宽通过流量不超过30m3/s。已知上下游坝区河段两岸是直立的块石浆砌挡土墙，河床上游宽B0?40m，坝宽b?30m，通过流量Q?150m3/s，坝高P?3m，（1）当下游水深ht?2m，试求坝上水头H；（2）若洪水期上下游水位差z?1.65m，下游水深ht?4.0m，求通过流量为若干？( (1)H=1.941m, m0=0.418 ;(2)m0=0.4256,Q=243.9m/s )

3

题48 题51 题55

49、WES堰型高坝，坝高P?107.0m，最大水头Hmax?11.0m，设计水头取Hd?0.85Hmax，下游坝面直线段坡度mt?0.75。决定采用垂直的上游坝面。试绘制堰顶曲线及坝的全部剖面，并求出曲线长度Lc及直线段长度Lt。

50、采用上题中的有关数据，若通过的最大流量Qmax?3100m3/s，堰孔总净宽B为多少？若每孔定为b?10m，应设多少孔？已知闸门为弧形，闸墩和边墩头部都是圆形，墩厚d?2.0m，上游引渠宽B0?410m。

(B=37.5m , 5孔)

51、卧虎山水闸溢洪道，采用低WES堰。上下游堰高相同，P?P1?3.0m，堰顶高程21.0m，设计水头Hd?15m，在正常库水位时，采用宽b?14m的弧形闸门控制泄洪，墩厚d?2.0m，边墩和中墩的的头部都是圆形的，要求保坝洪水流量Q?8770m3/s时，库内非常洪水位不超过37.5m。设溢洪道上游引水渠与溢洪道同样宽。溢洪道低WES堰下游接矩形陡槽。问此闸应设几孔？ (B=63m , 5孔 )

52、已知堰高P?50m，上游堰面垂直，设计水头Hd?8.0m，堰面下游直线段坡m1?0.65，若最大工作水头为10m，孔闸有12孔，每孔净宽b?15m，闸墩和边墩的头部为尖圆形，堰上游的引水渠总宽B0?220m，闸墩厚d?2.5m，采用WES堰型，求通过流量应为多少？ (Q=12606m/s )

53、水库的正常高水位为72.0m，非常洪水位为75.6m，溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口，下接陡槽和消能池。宽顶堰宽60m，堰坎高P?2m，坎顶高程70.6m，坎顶进口修圆。若堰与上游的引水渠同宽，问上述两种水位时，通过的流量为多少？ (Q1=160.6m3/s ,

3

Q2=1110.7 m/s )

54、水库的平底闸溢洪道，底板高程为122.0m，要求在水库非常水位为130.4m时下泄洪峰流量Q?1150m/s。设溢洪道总宽与上游引水渠一样，每孔净宽b不超过6.0m，墩厚不超过1.5m，边墩和闸墩头部为圆形，闸室后接一陡槽，问此闸应设几孔？ (n=5) 55、有一水库的平底溢洪道，有四孔，每孔宽b?13.0m，墩厚d?3.0m，边墩头为半径r?6.0m的1/4圆弧，弧与下游引渠垂直挡土墙联接。中墩头为尖圆形，通过最大流量时，闸门全开，已知溢洪道底坎高程为272.0m，溢洪道闸室末端接陡槽。问通过特大洪水流量Q?6000m/s时，库内洪水位将为多少？ (库内洪水位=287.8m )

56、矩形宽顶堰底坎进口边缘为直角，堰壁厚??6.5m，堰高P?1.5m，堰宽b?4.0m，上下游渠道渠底同高，上游引渠宽B0?8.0m，下游水深ht?2.4m。试求通过流量Q?4.0m3/s时堰顶水头H。 (H=0.956m )

333

题56 题57 题60

57、平底闸闸底高程为8.5m，闸前水位为32.5m，闸门开度e?1.0m时，闸下游渠水位为30.0m，下游渠底与闸上游渠底同高。闸宽b?5m，流速系数??0.95。求通过平板闸门的流量。 (Q=24.6 m3/s )

58、同上题，如闸门开度e?1.6m，下游水位为31.5m，其它条件不变，过闸流量应为多少？ (Q=29.9 m/s )

59、弧形闸门四孔，每孔宽b?13.0m，弧半径R?20.0m，闸门转动轴高C?14.9m。闸前水头H?14m，闸门开度e?6.0m，弧

3

形闸门的底坎为平底，底坎末端紧接跌坎，求通过的流量。 (Q=2925 m/s )

60、弧形闸门位于有坎宽顶堰上，闸前水头H?4.60m，闸门开度e?1.2m时，为自由出流，闸门净宽b?18.3m，闸门弧面半径R?7.60m，闸门转动轴位于堰顶以上，C?6.10m，求通过的流量。 (Q=137.2 m3/s )

61、岳庄坝泄洪闸，共9孔，孔宽b?5.0m，闸墩厚d?0.7m，墩头圆形，上游引水渠宽约B0?55.0m，与边墩以r?40.0m的圆

3

弧相接，闸底板与上游渠底同高，高程为45.50m，通过最大洪水流量时，闸前水位为50.59m，闸下游水位为48.79m，下游渠底高程

3

为44.40m。试求最大洪水流量为多少？ (Q=1016.5 m/s )

62、梯形渠道流量Q?2.0m/s，边坡m?1.5，正常水深hi?1.2m，底宽bc?1.6m，因要穿过公路底下，拟建一矩形涵洞，洞底宽b?0.8m，洞长??7m，洞高为1.40m，涵洞进口平顺，采用八字翼墙，求涵洞进口前渠道水深H为多少？ (H=1.39 m )

32

363、泄洪闸采用低WES堰，堰前河床高程26.5m，堰顶高程29.0m，堰下游河床高程27.0m，宣泄最大洪水流量Q?4000m3/s时，上游水位33.59m，下游水位32.55m，设计水头Hd?0.9Hmax，堰顶装有弧形闸门，每孔宽b?12.0m，闸墩头为圆形，墩厚d?1.60m，闸前行进流速v0?1.0m/s，边墩?k?0.7。试确定闸孔总宽及孔数。 (B=202.5 m, 取18孔 )

题63 题64

64、有一双孔平底闸，孔宽b?3.0m，闸前水深H?2.20m，下游水深ht?1.80m，??0.97，求闸前开启e?0.60m时的流量。 (Q=7.41 m/s )

65、有一3孔节制闸，闸前水深H?2.5m，使用3孔一起开启。闸墩厚d?0.60m，孔宽b?3.4m，上游渠宽和闸室同宽，上下游渠底高程和闸底同样，当通过流量Q?19.6m3/s时，闸下游水深ht?1.75m，流速系数??0.95，求闸门开启高度e。 (e=0.6 m ) 66、矩形平底渠道中有一闸门，闸前水头H?3.05m，闸门开启高度e?1.22m，假定??0.95，问闸下游水深ht?2.28m，及1.98m时，过闸单宽流量为若干？ ((1)Q=3.98 m/s ,(2)Q=4.98 m/s )

第九章 泄水建筑物下游的水流衔接与消能

3

3

3

1、计算消力池池深和池长的设计流量一般选择 ( )

(1) 使池深和池长最大的流量 (2) 使池深和池长最小的流量(3) 使池深最大而池长最小的流量 (4) 使池深最小而池长最大的流量 2、下面几种情况，哪一种情况不需做消能工 ( )

(1) hc02 ＞ht ； (2) hc02 ＜ ht ； (3) hc02 ＝ ht ； (4) 无法确定；(ht：下游水深； hc02：临界水跃跃后水深 ) 3、从水跃发生的位置、水跃的稳定性以及消能效果综合考虑，底流消能的水跃流态以_________水跃为佳，必须避免出现_______水跃 。 4、底流消能主要是通过_________来消耗水流的动能，底流消能水力计算的任务是确定_____________________。

5、某矩形断面渠道中有一泄洪闸，闸门为平面闸门。已知闸上游水深H= 5m ，下游水深 ht= 2.5m ，闸门开度 e= 2m ，垂向收缩系数 ??= 0.6 ，流速系数 ?= 0.95 。试判别闸孔下游是否要做消能工。 (闸上游发生无离式水跃，要做消能工。)

3

6、设有一溢流坝，各部位的高程如下图所示。当下泄单宽流量 q=15 m／s时，下游矩形断面河槽中的水深ht?5.5m，坝趾收缩断面水深 hc0=0.86 m，流量系数 m=0.49。(1)求坝顶全水头 H0；(2)求坝前水流总比能 E0；(3) 坝下游是否产生水跃 ？(4)判别坝下游是否要采取消能措施。 (1、H0?3.65m2、E0?18.65m )

题6 题7 题8

7、有一宽顶堰，如图所示。其堰前水深不变，当下游水深为 ht 时，堰下游为远离式水跃 ，问当下游水深逐渐增大时，水流情况如何变化？

8、无闸门控制的溢流坎，下游坎高Ps?6m，单宽流量q?8m3/s?m时的流量系数m?0.45。用数解法求收缩断面水深h及临界水

''跃的跃后水深hC。

39、无闸门控制的溢流坝，坝高P?13m，单宽流量q?9m/s?m时的流量系数m?0.45。若下游水深分别为

ht1?7m,ht2?4.55m,ht3?3m,ht4?1.5m,试判断这4个下游水深时的底流衔接形式。

题9 题10 题11 10、单孔进水闸，单宽流量q?12m3/s?m，流速系数??0.95，其它数据见图示。求：

（1）判别下游底流型的衔接形式；若需要采取消能措施，设计降低护坦消能池的轮廓尺寸。

11、无闸门控制的克—奥型曲线溢流坝，上下游坝高分别为P1?11m,P2?10m，过流宽度b?40m，在设计水头下流量

Q?120m3/s(mb?0.49)，下游水深ht?2.5m，判别下游底流型的衔接形式；若需采取消能措施，就上述条件，提出降低护坦和

加筑消能坎两种消能池的轮廓尺寸。

33

题12 题14

12、单孔水闸已建成消能池如图所示，池长LB?16m，池深s?1.5m。在图示的上下游水位时开闸放水，闸门开度e?1m，流速系数??0.9。验算此时消能池中能否发生稍有淹没的水跃衔接。

13、顶孔由平板闸门控制的溢流坝，有多种运用情况，其中一组为，当水头H?2.5~3.5m时，闸门开度e?1.5m，坎高P?8.5m，流速系数??0.9。下游水深与单宽流量的关系见下表。试选定这组情况下的消能池设计单宽流量qds及qdt。

ht~q关系

ht(m) q(m3/s?m) 3.40 5.00 3.45 5.50 3.50 6.00 3.55 6.50 14、有一WES型溢流坝，坝高P?50m，连续式挑流鼻坎高a?8.5m，挑角??300。下游河床为第Ⅲ类岩基。坝的设计水头Hd?6m。下泄设计洪水时的下游水深ht?6.5m。估算：挑流射程；冲刷坑深度；检验冲刷坑是否危及大坝安全。

第十章 明槽非恒定流

10-8 圣维南方程对明渠非恒定渐变流和急变流均适用。 ( ) 10-9 明渠非恒定流必是非均匀流。 ( ) 10-10 水坝瞬时溃决时，坝的上游将发生 ( ) ( 1 ) 顺涨波 ( 2 ) 顺落波 ( 3 ) 逆涨波 ( 4 ) 逆落波

10-11 明渠非恒定渐变流的连续方程为 ____________________________________________, 式中各项的意义是___________________。 10-12 当水位相同时，明渠非恒定流涨水过程中的流量_________(填写大于、等于或小于)落水过程中的流量。 10-13 明渠非恒定流通常以波的形式出现。按波的传播方向可分为________波和_______波；按水位变化可分为_______波和_______波。 10-15 某水电站压力钢管，管长L?800m，管径D?100cm，管壁厚度e?20mm，水头H0?100m，水头损失忽略不计。管道末端装有一节流阀门，用以控制水轮机的运转。阀门全开时，管中流速vmax?2m/s。若假定阀门的启闭Ts?1s，试计算（1）初始开度?0?1，终止开度?e?0.5；（2）初始开度?0?1，终止开度?e?0，这两种情况下阀门断面的水头。 ( 189.2m; 339.12m) 10-16 一水电站压力钢管的直径D?2.5m，管壁厚度e?25mm，若钢管从水库引水到水电站管道长度L?2000m，管道末端阀门关闭时间Ts?3s，问将产生直接水击或间接水击？若关闭时间为6s，则将产生什么水击？如在距水电站L1?500m处设置调压室，阀门关闭时间仍为3s，这时将产生什么水击？如果阀门关闭前管道通过流量为10m3/s，相应水头H0=90m，关闭后将产生最大水击压强的增量是多少？计算时不考虑水头损失。 (直接水击 ,间接水击, 间接水击。第二相末的水击压强为最大，其值为42.4m)

10-17 某电站引水钢管的长度L?950m，水头H0?300m，阀门全开时管道流速v0?4m/s，钢管直径D?3m，厚度e?25mm，已知最大水击压强值产生在第一相末。如果求最大水击压强水头不超过1.25H0，则阀门关闭时间应为相长Tr的多少倍？设阀门关闭为线性规律。 (Ts至少应为相长的Tr的3.64倍)

10-18 一水平放置的电站引水管道，管径D?0.9m，管长L?1296m，上游端与水库相连接，其水头H0?90m，流量Q?0.7m3/s，沿程损失系数??0.02，波速c?1000ms，阀门关闭规律???1?TTs?，阀门关闭时间Ts?6s。要求计算在关闭指数y?1,2种

v情况下，总时间Te?16s内，管道水击压强沿程的变化情况。计算时可将管道分为N?5段。

10-19 试以恒定流与非恒定流流量公式作对比，并引入附加水面坡度概念，说明洪水期水位~流量关系曲线呈现绳套形的原因。 10-20 试证棱柱体渠道非恒定流中的水力坡度J可以下式表示： J?Jp?Fri?Jp?10-21 证明

2??2Q?A1?Q? 式中，Jp为水面坡度；Fr为佛汝德数。

gA2?tgA?t?A?A??Bi，其中A为面积，B为水面宽，i为底坡。 ?sz?sh10-22 在洪水期一般首先出现水面坡度最大值Jpmax，然后出现流速最大值vmax，再出现流量最大值Qmax，最后出现水位最大值zmax，请从理论上加以说明。 10-23 某梯形断面渠道，下游与一溢流坝相接，已知：渠道长度L=4km，底宽b=8m，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.025，底坡I=0.0009。初始时假定为均匀流，此时流量Q?15m3s，渠中各断面相应水深h0=1.26m。末端断面的流量Qd按下式变化

Qd?10.6056hd32 式中hd为末端断面水深。

由于渠道的上游流域下了一场大雨，在上游端断面测得洪水水位过程如下表所示： t(s) 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 z(m) 1.26 1.42 1.64 1.83 2.00 2.15 2.22 2.21 2.12 2.05 1.90 1.77 1.66 1.55 1.47 试用特征线法、差分法计算各时刻各断面的水深、流量。

10-24 有一梯形断面渠道，下游与一水塘相接，渠道数据与上题一样。末端断面的水位hd按下式变化

900 1.30

hd?0.6?0.056Qd?0.0008Qd 式中Qd为末端断面流量。

由于渠道的上游流域下了一场大雨，在上游端断面测得洪水过程如下表所示。

34

t(s) 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900

3Q(m/s) 15 17 19 21 23 25 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 试用特征线法、差分法计算各时刻各断面的水深、流量。

第十一章 渗 流

1、渗流模型流速与真实渗流流速数值相等。 ( ) 2、达西定律既适用于层流渗流，又适用于紊流渗流。 ( ) 3、渗流模型流量与真实渗流流量数值相等。 ( ) 4、在无压渗流的自由表面线上，各点的压强相等，所以它是一根等水头线。 ( ) 5、渐变无压渗流中任意过水断面各点的渗流流速相等，且等于断面平均流速。 ( ) 6、在均质各向同性土壤中，渗流系数 k ( ) ( 1 ) 在各点处数值不同； ( 2 )是个常量； ( 3 )数值随方向变化 ； ( 4 )以上三种答案都不对。

7、闸坝下有压渗流流网的形状与下列哪个因素有关： ( ) (1) 上游水位 (2) 渗流系数 (3) 上下游水位差 (4) 边界的几何形状

8、在同一种土壤中，当渗流流程不变时，上下游水位差减小，渗流流速 ( ) (1) 加大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定

9、达西定律的表达式为_______________。符合达西定律的渗流其沿程水头损失 hf 与流速 v 的__________次方成正比。 10、完全井与非完全井的区别是________________________________________________________________。 11、如图示的无压渐变渗流浸润线，如有错误加以改正。

题11 题12 12、图示为某河道下面的水平不透水层，其高程为 115.0 m。河道在筑坝前的水位为 122.0 m，岸边有地下水流入，测得 A 处的水位为 123.5 m。A 处至河道的距离 l=670 m。土壤渗流系数 k=16 m／d (米／天)。求单宽渗流量q。若筑坝后河中水位抬高至 124.0 m，且筑坝前后流入河道中的地下水量不变，则 A 处水位将抬高多少？ ( 0.278m2/day; 1.7m )

35

4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 ( ) 7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。 ( )

8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为 hf1 ,管 2 的沿程水头损失为 hf2 。则 hf1与hf2 的关系为 （ ）

（1）hf1 ＞ hf2； （2）hf1 ＜hf2 ； （3）hf1 = hf2 ； （4）无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 （ ）。 （1）a管； （2）b管； （3）c管； （4）无法确定。

题9 题11 题13 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量qv1 、qv2、 qv3 的关系为 ______________________。各管段流速 v1、v2、v3 的关系为____________________________________________________________。

12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在_________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应____________________________________________________________________下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。

14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的 M、N 两点的压强 高度 pm/?g 及 pn/ρg。

题14 题15 15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 题16 题17 题18 17、一水泵管道布置如图。已知流量 qv=6 l /s，l1=3.5m，l2=1.5m，l3=2m，l4=15m , l5=3m , Z=18m , 水泵最 大真空度 hv=6m，管径 d=75mm，沿程水头损失系数 λ=0.04，局部水头损失系数 ξ1 =8, ξ2 = ξ3 = ξ4 =0.3 , ξ5 =1.0 。取动能修正系数为 1。 (1) 确定水泵允许安装高度 hs； (4.87m) (2)计算水泵总扬程 H ; (20.19m)

(3)定性绘出水泵管道的总水头线和测压管水头线，并标明有关的符号。

18、图示管道的长度 L＝15m，管径 d=0.1m，进口局部水头损失系数 ξ1=0.5；转弯局部水头损失系数 ξ2= 1.1 。当 水头 H＝2.5m

3

时，通过管道的流量 qv=0.02m/s ,求管道沿程水头损失系数 λ。取动能修正系数为 1。(0.0257)

19、某输水管如图 所示。已知管径 d1=200 mm ，d2=100 mm 管长 L1=20 m ,L2=10 m；沿程水头损失系数 λ1= 0.02，λ2=0.03。各局部水头损失系数为：进口 ξ1=0.5 ，转弯 ξ2=0.6，收缩 ξ3=0.4 ( 对应于大管流速)，阀门 ξ4= 2.06 。管道水头 H=20m。试求：

3

(1) 当阀门开启时，求通过输水管的流量 qv； (0.0619m/s) (2) 定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。

21

题19 题20 题21 20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长 L=90 m，管径 d=0.3 m，沿程水头损失系数 λ=0.03，进 口局 部水头损失系数 ξ1=0.5，转弯局部水头损失系数 ξ2=0.3。在距管道出口 l=30 m处设一水银测压计，其液面差 Δh = 0.5m，较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。(1) 求此高度的流量 qv 及水头 H ； (0.415 m/s;19.058m) (2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。

21、用长度为 1 的两条平行管道由水池A向水池B输水，如图所示。已知管径 d2=2d1，两管的糙率 n 相同。 忽 略局部水头损失。

3

d18qv1求两管通过的流量比 qv1 / qv2。(按长管计算) (=()3)

qv2d222、图示为一从水箱引水的水平直管。 已知管径 d=20 cm，管长 L=40 m，局部水头损失系数：进口 ξ=0.5，阀门 ξ=0.6。当通过

3

流量 qv=0.2 m/s时，在相距 Δl =10 m的1－1及2－2断面间装一水银压差计，其液面高差 Δh=4 cm。求作用水头 H。 （6.36m）

题22 题23 题24

23、一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径 d=300 mm，管道全长 L=90 m，沿程 水头损失系数 λ=0.03.，局部水头损失系数： 进口 ξ=0.5，转弯 ξ=0.3，出口 ξ=1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m。在距出口 l=30 m 处有一水银测压计，其液面高差 Δh=0.5 m，较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。试确定：(1)通过高度的流量 qv；(2)两水池的水位差 Z。 (0.313m/s; 11.11m)

2224、图示虹吸管上下游水位差 H=5 m，水头损失从 1 点至 4 点为 10v，其中从 1 到 2的水头损失为 5v ，2－2 断面处测压

2g2g管水面 5－5低于2－2 断面形心 7m。求 2－2断面形心高于上游水面的高度Z。 (4m)

25、一管路如图所示。管段 AB 与 BC 的长度、直径与材质相同，通过流量为 qv0。若在 AB 段再并联一段与 AB 完全相同的管段(如

3

图中虚线所示)，且水头H 保持不变，问并联后管道的总流量 qv 与原流量 qv0 之比为多 少？(可按长管计算，设沿程水头损失系数在此过程中不变) ( 1.265 )

26、如图所示虹吸装置，管径 d=200 mm，管长 AC=10 m，CE=15 m，ξA=0.5，ξB=ξD=0.9，ξE=1.8，λ=0.03，求：(1)通过虹吸管的恒定流流量qv；(2)上下游水位差 z。 ( 99 l/s; 3.97m )

。

27、图示直径 400mm 的钢管(n=0.012)将水池 A的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长l=40 m，qv=200 l/s， 管道上有 90弯头(ξ=0.6)两个，阀门(全开ξ=0.12)一个，进口(ξ=0.5)，出口(ξ=1.0)。求水池 A 与水池 B 的水面 高差H。 ( 0.67m )

题25 题26 题27 28、如图所示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入，自流管管长 l1=20 m，直径 d1=150 mm，吸水管管长 l2=12 m，直径 d2=150 mm，两管的沿程水头损失系数 λ=0.024 ,河的水面与水泵进口断面中点 高差 h=2.0 m，自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为 ξ1 =0.2，ξ2=1，ξ3=6，ξ4=0.3，水泵的进口断面的最大真空

3

高度为 6.0 m ，求最大的抽水流量为多少？ ( 0.0424m/s)

29、图示水银压差计装置，管长 l=75 cm，管径 d=2.5 cm，流速 v=3 m/s，沿程水头损失系数 ?=0.02，进口局 部水头损失系数 ξ=0.5。计算水银液面高差 hp。 ( 7.65cm )

的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m，上游水位为 146 m，糙率 n=0.014，

3

进口局部水头损失系数 ξ1=0.5，每一折角局部水头损失系数为 ξ=0.25。涵洞外流速可以不计 。试求：当两孔总流量为 178.8 m/s30、某人工渠道以两孔断面为 4×4 m时，涵洞中最大压强的值。 ( 81.0 Kpa )

2

22

题28 题29 题30 3

31、如图所示，活塞 A 受一恒定力 F 作用而左移，使液体(ρ=900 kg/m, μ=0.002 kg/(m.s))从针孔直径 0.25 mm，针长 1.5 m 。

3

问若针孔流量 qv=0.4 cm/s，作用力 F 为多少? (不计大筒内水头损失，且液流为层流) ( 14.5 N )

题31 题32 题37

3

32、图示的液体在直径 d=3 cm 的倾斜管中流动。密度ρ=917 kg/m，动力粘度 μ=0.29 kg/(m.s)，现测得两断面压强分别为 pB=180 kPa，pA=500 kPa。要求：(1) 判别流动方向；(2) 计算流量。(液流为层流) (A—B;1.83m/h)

33、 有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q=550l/s，管长l=3000m，内径d=600mm，糙率n=0.013，试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。 (24.06m)

0.226

34、 有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为λ=0.25/Re，试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式。

3

2Q2L20.113g/2,hf?(S0? ,k??dRe) 0.2260.226g?2d2Reg?2d2Re35、 一自来水管道，设计供水流量为 Q=50l/s，试按经济流速确定其经济管径。 ( 250mm ) 3

36、 一水电站压力管道，设计流量为 Q=30.0m/s，电站作用水头为H=100m，试确定其经济管径。(2.81m)

37、 如题图所示的输水管道系统，管线经过起伏不平的地形区。假定管道可以看作长管，试绘制测压管水头线，找出负压区及最大真空处。

38、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l1=125m，l2=75m，d1=150mm，d2=125mm，λ1=0.030，λ2=0.032，

3

闸阀处的局部损失系数为0.1，管道的设计输水流量为Q=0.025m/s。(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例，(2)分别按长管和短管计算作用水头H。 ( H1=6.62m H2=6.94m )

题38 题39 题40

39、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l1=2m，l2=1.5m，l3=5m，d1=50mm，d2=100mm，d3=75mm，λ1=λ2=

3

λ3=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1，折管处的局部损失系数为0.5，管道的设计输水流量为Q=0.035m/s。试计算作用水头H并绘制总水头线和测压管水头线。 ( 52.72m ) 40、 如图所示的倒虹吸管,管径d=1m,管长L=50m,上下游水头差H=2.24m,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别为: λ=0.02,

3

ζ进=0.5,ζ弯=0.25,ζ出=1.0,试求虹吸管通过的流量. ( 3m/s )

41、有一虹吸管输水管道如图，虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为：l1=13m，l2=20m，l3=15m，d=1.0m，n=0.014，进出口的局部损失系数分别为0.5和1.0，折管处的局部损失系数为0.183。(1)当上下游水面差为z=1.0m时，虹吸管的输水流量为多少?(2)当虹吸管

3

中的最大允许真空值为hv=7m时，虹吸管的最大安装高度为多少？ ( Q=2m/s ,hs=6.12m )

42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l1=300m，l2=200m，l3=400m，管径d=300mm，沿程阻力系数λ=0.03，闸阀处的局部损失系数为0.07，折管A、B处的局部损失系数分别为0.3、0.35。已知z1=9.0m，z2=14.0m，pM=200kN/m，试计算流量并绘制总水头线和测

3

压管水头线。 ( 0.128m/s )

题41 题42 题43 43、有一长管道系统如题图，A、C两管上接水池，下接B管，C管联有水泵。已知各管段的长度均为l=800m，各管段的直径均为d=600mm，沿程阻力系数λ=0.025，水池水面高程z=100m，水泵扬程Hm=10.0m，C管流速为vC=3.0m/s。试计算各管段流量及B管出口高程。

333

(QA=0.50m/s, QB=1.35m/s, QC=0.85m/s,ZB=55.9m )

44、 如题图所示的离心泵抽水管道系统，已知抽水流量Q=30l/s，上下水池的水面高程分别为z1=30m，z2=55m，吸水管长度l1=15m，管径d1=200mm，压水管长度l2=200m ，管径d2=150mm，各管段的沿程阻力系数均为0.038，各局部阻力系数分别为ζ阀=5.0，ζ90=1.0 ，

23

ζ闸=0.10，ζ折=0.11 ，水泵最大允许真空值为7m。(1)确定水泵的最大安装高度；(2)计算水泵的扬程；(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。 ( Zp=5.65m Hm=32.8m )

题44 题45 题46 45、 在题图的水力发电管路系统中,管径为1m,管长为320m,管道粗糙系数为0.015,每个弯头局部损失系数均为0.25,闸阀处局部损失

3

系数为0.45,上下游水池液面差为70m,流量为2m/s,试求水轮机的效率为0.75时,水轮机的功率. ( Nt=978KW )

46、 如题图所示，水池A、B、C由三个管段相连，已知各管段的管径为d1=d2=d3=300mm，管长l1=l2=l3=1500m。沿程阻力系数λ=0.04，

3

各水池水面高程分别为zA=60m，zB=30m，zC=15m，（1）判断各管段的流向；（2）计算各管段的流量及水头损失。 (Q1=0.118m/s,

33

Q2=0.028m/s, QC=0.090m/s )

47、有一并联管道，由三支旧钢管组成，各管段的长度、管径分别为：l1=1000m，l2=600m，l3=1500m，d1=d2=147mm，d3=198mm，三支管

333

道的总流量为Q=0.1m3/s。试求三支管道的流量及水头损失。 (Q1=0.246m/s, Q2=0.0317m/s, Q3=0.0441m/s )

题47 题49 题50

48、在6-5-1所示的沿程均匀泄流管道中，进口总流量为Q，出口过境流量为Qt，单位长度沿程泄流量为q，全管长l的沿程泄流总量

128lu(Qt?Qn2) ) ??d449、 如题图所示，水塔向B、C、D三点供水，已知流量QB=15l/s，QC=QD=10l/s，管径dAB=199mm，dBC=149mm，dCD=99mm，管长lAB=400m，lBC=300m，lCD=250m。水塔地面高程zM=20m，供水点D处地面高程zD=15m，要求供水点D处具有h=15m的自由水头，试确定水塔高度H。

为Qn=ql。假设水流处于层流区，试推导沿程均匀泄流沿程水头损失的表达式。( hf?( 29.09m )

50、 在题图所示由铸铁管组成的环状管网中，各管段的比阻可按舍维列夫公式计算，各管段的长度、管径分别为：l1=l3=l5=l7=50m，l2=l4=l6=100m，d1=d4=d7=199mm，d2=d3=d5=d6=149mm，各结点的供水流量分别为q1=-100l/s，q2=q4=q5=20l/s，q3=15l/s，q6=25l/s。试对程序进行适当修改并计算各管段的流量及水头损失。 i 1 2 3 4 5 6 7 3Q 0.073 0.027 0.007 0.028 0.030 0.015 0.010 m/s hf 2.53 3.27 0.16 0.90 2.03 1.21 0.07 m 第七章

明槽恒定流动

1、缓变流一定是缓流，急变流一定是急流。 ( ) 2、棱柱形明渠中形成 S2 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr 沿程减小。 ( ) 3、S2 型水面曲线是发生在 ( ) (1) 缓坡渠道中的缓流 (2) 陡坡渠道中的缓流

(3) 缓坡渠道中的急流 (4) 陡坡渠道中的急流

4、在明渠渐变流中 ( ) (1)总水头线一定平行于底坡线 (2)总水头线与自由水面相重合 (3)测压管水头线与自由水面一致 (4)水面线与底坡线平行

5、发生水跃的充分必要条件是 ( ) (1)从层流过渡到紊流 (2)从陡坡过渡到缓坡 (3)从缓流过渡到急流 (4)从急流过渡到缓流

6、已知某水闸下游收缩断面水深 hc0 = 0.6 m (相应的跃后水深 hc0? = 3.5 m) ,临界水深 hc = 1.6 m，下游河道水深 t = 1.4 m ,则闸下将发生 ( )

(1)远离水跃 (2) 临界水跃 (3) 淹没水跃 (4) 急流

7、明渠中发生M3、S3、H3、A3 型水面曲线时，其弗劳德数 Fr ( ) (1)小于1 (2)等于1 (3)大于1 (4)无法确定

8、有两条梯形断面渠道 1和 2，已知其流量、边坡系数、糙率和底宽均相同，但底坡 i1 > i2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( )

(1)h01 > h02 (2)h01 < h02 (3)h01 = h02 (4)无法确定

24

9、有两条梯形断面渠道 1 和 2，已知其流量、边坡系数、底坡和糙率均相同，但底宽 b1 > b2 ,则其均匀流水深 h01 和 h02 的关系为 ( ) (1)h01大于h02 (2)h01小于h02 (3)相等 (4)无法确定

10、有两条梯形断面渠道 1 和 2，其流量、边坡系数、底宽及底坡均相同，但糙率n1 > n2，则其均匀流水深h01 和 h02 的关系为 ( )

(1)h01大于 h02 (2)h01小于 h02 (3)相等 (4) 无法确定

11、有四条矩形断面棱柱形渠道，其过水断面面积、糙率、底坡均相同，其底宽 b 与均匀流水深 h。有以下几种情况，则通过流量最大的渠道是 ( ) (1) b1 =4 m ， h01 =1m (2) b2 =2 m ， h02 = 2m (3) b3 = 2.83 m ， h03 = 1.414m (4) b4 = 2.67 m ， h04 = 1.5m

12、矩形明渠水流中，断面单位能量 Es 与势能 h 之比值 Es/h =1.8时，水流的弗劳德数 Fr 为 ( ) (1) Fr >1.0 (2) Fr <1.0 (3) Fr =1.0 (4) 不定

13、M2型水面曲线发生在____坡上，其水流属于_____流。曲线的特征是_____________________________ ______________________________。

14、两条棱柱形明渠的断面形状、尺寸、底坡和通过的流量均相同，但糙率不同( n1 > n2)。它们的正常水深h01 ___h02 ;临界水深 hc1 ___hc2 。

15、水跌是水流从____流过渡到____流的局部水力现象。当流量一定时，跌坎处的水深等于_______。

16、水跃是水流从_____流过渡到_____流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，跃后水深的变化是____________。 17、在明渠水流中，发生____型水面曲线时，断面单位能量 Es 沿程增大；发生____型水面曲线时，Es 沿程减小。(各举一例) 18、若明渠均匀流水深 h0 =3m，相应流量的临界水深hc=1.5m，则弗劳德数Fr的范围为_________________。 若流量不变，糙率 n 增大，则Fr ______。

19、在进行明渠渐变流水面曲线计算时，对于____流，控制断面应选在上游；对于____流，控制断面应选在下游。

20、图示为一棱柱形明渠，两段渠道的断面形状、尺寸及底坡均相同，但糙率不同 (n1 < n2)。则其正常水深 h01 和 h02 的比较是__________，临界水深hc1和 hc2 的比较是____________,临界底坡ic1和 ic2 的比较是 _______ _______。

题20 题24 题25 2

21、棱柱形明渠恒定渐变流基本微分方程 d h/d s =(i-J )/(1-Fr)表示水深 h 沿程变化规律，其分子反映水流的 ___________________，分母反映水流的____________________________。

??

22、平底棱柱形明渠的水跃函数为______________________________,水跃的前后水深以 h 和 h 表示，则有水跃函数关系式_________________________。

23、明渠水流的弗劳德数 Fr 表示水流的_____力与_____力作用之比，可作为判别流态的标准，当水流为急流时，_____力作用为主，Fr ______，当水流为缓流时，_____力作用为主，Fr ______。

24、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) 25、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)

26、定性绘出图示两段宽度不同的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) 27、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) 28、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) 29、下列两图中所绘水面线是否正确，试分析改正之。

题26 题29 题33 题27 题28 30、宽矩形渠道由三段组成，均为长渠，三段渠道底宽均相等。AB渠段糙率为n1，BC渠段糙率为n2，CD渠段糙率为 n3，n1 < n3 ic)。定性绘制水面线，并注明水面线类型。

25

题30 题31

31、水库经长泄洪洞泄洪，泄洪洞断面为矩形，洞内水流为无压流，其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的矩形长陡坡，出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线，并标明型号。

hc0 : 收缩断面水深； ic :临界底坡; hc : 临界水深； d : 消能池池深。

3

32、一宽度 b=1.0 m 的矩形断面棱柱形渠道，通过流量 qv =3.13 m/s时，正常水深 h0=1.5 m。要求：(1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡；(2)测得某断面水深 h=1.25 m，判别该处水流为缓流或急流，渠中发生何种水面曲线，绘出其图形。

33、底坡 i=0.01的等宽矩形断面渠道，内盛静水。今在相距 ?s=100 m 两个断面测得水深分别为 h1=2 m 及h2= 3 m 。试导出微波波速 C 随距离 S 变化的关系式，并求出波从断面1到断面2所需的时间 t 。 ( 20.3s )

2

34、有一梯形断面渠道，底坡 i=0.0005，边坡系数 m=1,糙率 n=0.027，过水断面面积 A＝10 m。求水力最佳断面及相应的最大流量。若改为矩形断面，仍欲维持原有流量，且其糙率及底坡 i 均不变，问其最佳尺寸如何? ( h=2.34m; b=1.94m; 9.19m3 /s; h=2.26m; b=4.53m )

35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等，即 J = Jp= i 。

36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例，并用图标明临界水深的位置。

37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 Fr?i9/20q1/10/(n9/10g1/2) 式中 i 为底坡；n 为糙率；q 为单宽流量；g 为重力加速度。

38、断面单位能量 Es 和单位重量液体总能量 E 有什么区别?明渠均匀流 Es 和 E 沿流是怎样变化的?明渠非均匀流 Es和 E 沿流是怎样变化的?

39、何谓断面单位能量?试叙述断面单位能量曲线的特征。

40、有一由两段不同底坡 i1 和 i2 的渠道相连接的棱柱形明渠，渠道断面为矩形，宽度 b=3 m。当通过流量 qv=

3

15 m/s 时，已知 i1 和 i2 渠段的正常水深分别为 h01=0.7 m，h02 =2 m。要求： (1)判别上、下游渠道各为何种底坡； (2)确定水跃发生在哪一渠段上；

(3)定性绘出渠道的水面曲线，并注明曲线的名称。

41、图示为一渐变扩散渠段 AB 连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形，上游渠宽 b1 =3 m，正常水深h01=1.8 m，下游渠宽 b2=4

3

m，正常水深 h02=2 m，渐变段底坡 i=0，上游端断面A处水深 h=1.94 m; 渠中流量qv=10 m/s。要求绘出水面曲线相接图，并注明棱柱形渠段的水面曲线类型。

题41 题42 题43 42、图示为四种过水断面形状不同的明渠，但其过水断面面积、糙率、底坡均相同，试论证并比较各明渠通过流量的大小。 ( qd?qa?qc?qb )

43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时，障碍物上的水面必然上升。即图中h1?h2?a。

44、试分析以下三种水面线发生的可能性，如能发生，请说明发生的条件，曲线名称符号及 h1 和 h2 的取值大小或范围。

245、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃，水跃底部有一低坎。已知单宽流量 q = 6 m/s 。跃前水深 h1 =0.5m，水流作用在单宽低坎

2上的总压力R??(?gh1)/2。取动量校正系数为1。

(1)求跃后水深h2； (h2?3.55m；无低坎时 h2=3.59m ) (2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比，哪个大?大多少?

题45 题55

46、已知梯形断面渠道的底宽 b=1m，边坡系数 m=1。在水平渠段上的水跃共轭水深为 h1=0.2 m，h2=0.6 m，求通过渠道的流量 qv。

3[梯形断面形心的深度 hc=h(3b?2bh)/6(b?mh)] (qv?0.849m/s )

3

47、某矩形断面平底渠道，底宽 b=7 m，通过流量 qv=40 m/s。若渠中发生水跃时，跃前水深 h1=0.8 m。求该水跃的水头损失。 (v2=40/(7?2.5)=2.28m/s；?E?0.64m )

26

48、梯形断面壤土渠道，已知通过流量Q?10.5m3/s，底宽b?8.9m，边坡系数m?1.5，正常水深h0?1.25m，糙率n?0.025，求底坡i和流速v。 ( i=0.000377 ,v=0.78m/s )

49、有一灌溉干渠，断面为梯形，底宽b?2.2m，边坡系数m?1.5，实测流量Q?8.11m3/s时，均匀流水深h0?2m，在1800m长的顺直渠段水面落差?h?0.5m，求渠道的糙率n。 (n=0.0228 )

50、一石渠的边坡系数m?0.1，糙率n?0.020，底宽b?4.3m，水深h?2.75m，底坡i?1/2000，求流量和流速。

3

(Q=16.58m/s ,v=1.318m/s )

51、直径为d的圆形管道中的明槽均匀流动，试根据式（7-2-5）导出Q/Q1~h/d的关系式（Q1为h/d?1时的流量），并论证当充满度h/d为多大时，Q/Q1达到最大值。 (h/d=0.938时 Q/Q1=1.076 )

52、有一顶盖为拱形的输水隧洞，过水断面为矩形，宽b?3.3m，糙率n?0.017，底坡i?0.001，当流量Q?16m3/s时，求水深h，问流速是否超过2.0m/s？ (h=2.6m,v=1.86m/s<2m/s )

53、一梯形断面土渠，糙率n?0.0225，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0001，流量Q?75m3/s，规定流速v?0.8m/s。试确定渠道的底宽和水深。 (b=28.52m ,h0=2.86m )

54、一大型输水渠道为梯形断面，底坡i?1/25000，糙率n?0.015，设计流量Q?500m3/s时，正常水深h0?7.10m。已知某一渠段的边坡系数m?2.0，请设计该渠道的底宽，并计算相应的流速。(b=40.3m ,v=1.293m/s)

55、采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时，过水断面常呈抛物线形。若已知水深h和水面宽B，试推导过水断面面积和湿周的

2???2B2?2h4h21?4h4h???表达式。(A=hB, ??1?()?ln??1?????) ?34h?BB2?B?B???????56、已知三角形断面明槽的边坡系数m，流量Q，底坡i和糙率n，试导出其正常水深的表达式。当m?0.75,Q?0.3m3/s,i?0.0004,n?0.013时，求正常水深h0。 (h0=0.815m )

57、已知梯形断面渠道的流量Q?30m/s，糙率n?0.025，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0009，试分别根据水力最佳断面条件和确定正常水深h0和底宽b，并校核流速是否满足0.6m/s?v?2.0m/s？ ((1)A/Am?1.04的实用经济断面条件选择宽深比?，

按水力最佳断面条件:hm=3.006m,b=1.828m;Am=19.05m,v=1.575m/s(2)按

2

面:h=2.053m,b=6.574m,A=19.8m,v=1.514m/s )

2

3A/Am=1.04设计实用经济断

58、试证明：（1）水力最佳的梯形断面水力半径R?h/2；（2）给定过水断面面积A，边坡系数m?1/3（??600）的梯形水力最佳断面的湿周为最小。

59、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为m1,m2，试推导其水力最佳条件。

60、矩形渠槽，底宽b?4m，水深h?1.5m，设槽底糙率n1?0.0225，槽壁两边的糙率分别为n2?0.017和n3?0.012，试计算综合糙率。 (n=0.0209 )

61、有一土渠，经过衬砌，已知底部糙率n1?0.0225，中部糙率n2?0.03，上部糙率n3?0.02，各部分相应的湿周长度分别为

?1?6.32m,?2?5.37m,?3?3.13m，试计算综合糙率。 (n=0.0258 )

62、某河流在汛期洪水漫滩，实测纵向水面坡度JP?0.0003，主槽水深h1?3m，水面宽B1?120m，滩地水深h2?1.5m，水面宽B2?230m。糙率分别为n1?0.025,n2?0.035。试估算洪水流量。 (742.7m3/s)

63、已知甲、乙两河的流量、流速和水面宽，试判断其水流的流态。（1）甲河：Q?173m3/s,v?1.6m/s,B?80m；（2）乙河：

Q?1730m3/s,v?6.86m/s,B?90m。 (甲：缓流；乙：急流)

题62 题76 题77 界水深。 （(1)0.714m; (2) 0.726m ）

365、有一矩形断面渠道，宽度B?6m，糙率n?0.015，流量Q?15m/s，求临界水深hK和临界坡度iK。( 0.86m; 0.0039 )

64、一梯形断面渠道，底坡宽b?10m，边坡系数m?1.5，流量Q?20m3/s，分别对底坡i?0.0005和i?0.3两种情况确定其临

366、有一梯形断面渠道，底宽b?6m，边坡系数m?2.0，糙率n?0.0225，通过流量Q?12m/s，求临界坡度iK。 ( 0.00628 )

67、某一工程施工截流时，龙口近似为矩形断面，宽度b?100m，水深h?3m，流量Q?2100m3/s，试计算龙口处微幅波向上游和下游传播的绝对波速，并判断水流是急流还是缓流？

68、判断题（7-48）中渠道底坡是陡坡还是缓坡？流态是急流还是缓流？

21569、试证明，当流量给定时，矩形断面明槽的临界坡度随宽度b的增加而变化的规律为：b?3.98(?Q/g)时，iK随b的增加而减21/5小；b?3.98(?Q/g)时，iK随b的增加而增大。

70、一瀑布，在跌坎上游约4m处测得水深为1.0m，试估算其单宽流量。 ( 3.13m3/s )

371、某矩形断面平坡渠道，底宽b?8m，流量Q?16m/s，设跃前水深h'?0.6m，求跃后水深h''和水跃长度。( 0.867m; 1.84m ) 372、有一底宽为12m的矩形断面渠道中发生水跃，已知渠底高程为120.43m，流量Q?60m/s，测得跃后水位高程为123.5m，试求

水跃中单位体积水体所消耗的能量和消能率。 (29.89KJ/m3; 48.7%)

27

73、一直径D=1.0m的水平无压圆管中发生水跃，已知流量Q=1.0m3/s，跃前水深h'为0.4m，求跃后水深h''。(0.802m)

?'Q2B74、试证明与水跃函数的极小值Jmin相应的水深满足条件1??0。 3gA75、试证明，在边坡系数为m的平底梯形断面明槽中，水跃前、后的水深之间满足以下关系

Q5333?2b432 ??(??1)??(??1)(??1)??[(??1)??]??3?2?0 其中??h''/h',??,??1/2'5/2mh'222??1gmh1K?L(h'?h'')（L为水跃段长度，K为修正系数），试推导水跃方2h''1KLsin?32程，并证明其跃前、跃后水深满足'?1?8W1?1，式中W12?Fr12/[cos??'],Fr12??q2/(gh') ''h2h?h76、矩形断面斜坡明槽上发生水跃，假设水跃区水体的重量G?77、实验水槽中的水流现象如图所示，且流量不变，若提高或降低尾门，试分析水跃位置向哪边移动，为什么？

78、试定性分析下面各种情况下渠道里的水面曲线形式，假设各段渠道均充分长，且流量、糙率、断面形状及尺寸均相同。

79、一排水渠上段底坡i1?0.0005，下段底坡i2?0.00033，排水入下游河道中，已知在排泄一定流量时两段渠道中均匀流水深均大于临界水深，下游河水位很低，试定性分析渠道中的水面曲线。

题79 题80 题82 时，试判断两段渠道底坡的性质，并定性绘出水面曲线。

380、一矩形断面渠道，底宽b?5m，底坡i?0.005，分为充分长的两段，糙率分别为n1?0.0225和n2?0.015。当流量Q?5m/s381、矩形断面渠道，上、下两段宽度相等，底坡i1?i2，当单宽流量q?4m/s时，正常水深分别为h01?0.66m,h02?1.55m，试绘

制水面曲线，并确定水跃发生在哪段渠道中。

82、梯形断面明槽，底坡b?10m，边坡系数m?1.0，糙率n?0.025，分为底坡不同的三段：

i1?0.001,l1?5000m,i2?0,l2?150m,i3?0.05,l3?500m。设流量Q?15m3/s，试分析和计算其水面曲线。

83、一梯形断面土质渠道，糙率n?0.025，底宽b?8.2m，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0004，通过流量Q?35m3/s。渠中建有一座节制闸，当闸前水深H?4m时，计算节制闸上游的水面曲线，确定回水影响范围（本题以水深与正常水深相差不到1cm的断面作为回水末端）。 84、试证明，无摩阻的矩形渠道水面曲线可以表示为s?hh[2?(K)3]?常数。 2ih85、某闸的下游为一水平渠道，然后与一断面形状尺寸相同的陡坡长渠连接，

（1）试定性分析水平段长度l不同时，渠道中会出现哪些类型的水面曲线？

3（2）若渠道断面均为矩形，底宽b?10m，糙率n?0.025，水平段长度l?37m,长渠底坡i?0.03，且已知通过的流量Q?80m/s，

闸下收缩断面水深hc?0.68m，试计算水平段和长渠上的水面曲线。

28

86、水流从引水渠经渐变段流入渡槽，糙率均为n?0.022，流量Q?10m3/s。引水渠底宽b1?4m，底坡i1?0.001，渡槽底宽

b2?2.5m，底坡i2?0.005，断面均为矩形；渐变段长度l?18m，宽度沿流动方向按直线收缩，底坡与引水渠相同。试计算渐变段

进、出口断面的水深。 ( 1.834m; 1.581m )

题85 题86 题88

87、某小河上设有两测站，距离800m，测得水位分别为z1?177.50m和z2?177.30m（测站1在上游），过水断面面积分别为

A1?27.20m2和A2?24.0m2，湿周分别为??11.7m和?2?10.6m，若已知流量Q?25m3/s，试估算该河段的糙率；若已知糙

1率n?0.04，试估算流量。 ( 0.0271; 15.7m/s )

88、某河纵剖面如图所示，在断面5—5修坝蓄水后，流量Q?26500m3/s，断面5—5处的水位z5?186.65m，河床糙率n?0.04，各断面距断面5—5的距离s以及在不同水位下的过水断面面积A和水面宽B见下表，试计算断面5—5到断面1—1的水面曲线。 ( z1=188.45m,z2=187.77m,z3=187.47m, z4=187.02m, z5=186.65m ) 要素 测站5 测站4 测站3 测站2 测站1 186 186 187 188 13500 14200 15000 687 690 695 6000 第八章

187 188 189 18100 19100 20000 988 995 1000 10500 187 188 189 19000 20500 22000 1170 1180 1190 15000 188 189 190 14000 14500 15300 738 743 750 24000 3

z/m 187 188 18100 A/m2 19000 20000 830 B/m 833 836 0 s/m 孔口（管嘴）出流、堰顶溢流和闸孔出流

1、当 H=2 m，δ=0.6 m，如图所示的的建筑物为实用堰。 ( ) 2、当水头及其它条件相同时，薄壁堰的流量大于实用堰的流量。 ( ) 3、只要下游 水位超过宽顶堰堰顶，一定是淹没出流。 ( )

4、两个WES型实用堰，堰高大于三倍水头，它们的设计水头不等，即Hd1?Hd2，但泄水时H1?Hd1，H2?Hd2，则它们的流量系数 m1=m2。 ( )

5、无侧收缩与收缩的实用堰，当水头、堰型及其它条件相同时，后者通过的流量比前者大。 ( ) 6、锐缘平面闸门的垂向收综系数

?? 随相对开度

eH的增大而 ( )

(1) 增大 (2) 减小 (3) 不变 (4) 不定

7、当实用堰水头 H 大于设计水头 Hd 时，其流量系数 m 与设计流量系数 md 的关系是 ( ) (1) m=md (2) m> md (3) m< md (4) 不能确定

8、平底渠道中弧形闸门的闸孔出流，其闸下收缩断面水深 hc0 小于下游水跃的跃前水深 h1，则下游水跃的型式为 ( )

(1) 远离式水跃 (2) 临界式水跃 (3) 淹没式水跃 (4)无法判断

9、有两个 WES 型实用堰(高堰)，它们的设计水头分别为 H1=Hd1，H2=Hd2，则它们的流量系数 m1 与 m2 之间的关系为 ( )

(1) m1 > m2 (2) m1 < m2 (3) m1=m2 (4)无法确定

10、WES 型实用堰 (高堰)，当水头等于设计水头 Hd 时，其流量系数 m 等于 ( ) (1) 0.385 (2) 0.49 (3) 0.502 (4) 0.65

11、闸孔自由出流的流量公式为 ( ) (1) qv??mnb2gH032 (2) qv???mnb2gH032

(3) qv??nbe2g(H0???e) (4) qv?mnbe2g(H0???e) 12、宽顶堰的总水头 H0=2 m，下游水位超过堰高度 ha=1.0 m，此种堰流为_______________出流。 13、图示 4 种管嘴出流中，出口流速最大的是________，流量系数最大的是_______。

29

题2 题13 题18 14、影响宽顶堰流量系数 m 值的主要因素为_________________________和________________________。

15、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时，称为_______________的堰流，当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时，称为________________的堰流。 16、对于宽顶堰式闸孔出流，当下游水深 t< hc02时，发生________________水跃；当 t > hc02 时，发生_______________水跃；当 t=hc02 时，发生_________________水跃。

17、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是______________________________________________________________________。 18、在下图中绘出宽顶堰淹没出流时的水面曲线示意图。

19、薄壁堰的水流阻力小于实用堰的水流阻力，为何其流量系数却小于后者？ 20、某溢流坝，共 4 孔，每孔宽度 b=8 m，各部分高程如图所示。上游设计水位为 210.0 m，下游水位为 168.0 m。当闸门开启高度 e=5

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m时，求通过溢流坝的流量。 ( 968.18m/s ) 题20 题23 题24 21、某宽顶堰式水闸闸门全部开启时，上游水位为 0.6 m，闸底坂高程为 0.4 m，河底高程为 0，下游水位为 0.5 m，流量系数 m=0.35。不计侧收缩影响。求水闸的单宽流量 q。 ( 0.141m3/sm )

22、某水库的溢洪道断面为 WES 实用剖面。溢洪道共五孔，每孔净宽 b=10 m。堰顶高程为 343 m。上游水位为 358.7 m，下游水位为 303.1 m。流量系数 m=0.45，侧收缩系数 ??0.95。忽略行近流速 v0。求通过溢洪道的流量 qv。 ( 5886.9m3/s )

23、在宽度 B=1 m 的矩形明渠中，前后各装设一矩形薄壁堰(堰高 a1=1 m)和三角形薄壁堰(堰高 a2=0.5 m)，如图所示。水流为恒定流时，测得矩形薄壁堰前水头 H1=0.13 m，下游水深 t=0.4 m。试求：(1)通过明渠的流量 qv；(2) 三角堰前水头 H2。 ( 0.0861m3/s; 0.328m )

24、有一溢流堰，堰顶厚度 δ=2 m，堰上水头 H=2 m，下游水位在堰顶以下，如图所示。如上、下游水位及堰高、堰宽均不变、堰宽均不变，当 δ 分别增大至 4 m 及 8 m 时，堰的过水能力有无变化？为什么？ 25、在堰上水头 H 相同的条件下，为何实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数？

26、图示的三个溢流坝，作用水头不同，而其其它条件完全相同，试比较其流系数 m 的大小，并说明理由。

题26 题28 题29 27、简述堰流淹没和水跃淹没的概念，并说明堰流淹没系数? 和水跃淹没系数??的物理意义。

28、某矩形断面渠道中，设一弧形闸门，如图所示。已知闸前水深 H=14 m，闸门开度 e=1 m，闸孔净宽与渠道宽度 b 相等，且 b=3 m，闸孔垂向收缩系数???0.72。流量系数??0.732。通过设计流量时，渠中正常水深h0=3 m。不计闸前行近流速。要求：(1)计算闸孔的流量 qv；(2)判别闸下游水流衔接形式；(3)定性绘出闸上、下的水面曲线，并标明曲线类型。 ( 36.38m3/s; ) 29、某 WES 剖面溢流坝位于宽顶矩形渠道中，如图所示。坝高 a =15 m，坝顶水头 H=2.5 m，流量系数 m=0.502。不计侧收缩影响。坝下游收缩水深 hc0=0.5 m，下游渠道底坡 i=0.02，糙率 n=0.014，下游水深 t 为均匀流水深。要求：(1)计算溢流坝的单宽流量 q ；(2)分析坝下游是否发生水跃，说明其水流是缓流还是急流；(3)定性绘出坝下游水面曲线，标明曲线类型。 ( 8.79 m3/sm; hc0?t?hc) 30、图示为矩形断面棱柱体渠道中设一平面闸门，已知闸门开度 e=0.3 m，闸孔流量系数 m=0.98，垂向收缩系数???0.615，渠道宽度 b=4 m，糙率 n=0.02，底坡 i1=0，i2=0.02，i3=0.001。长度 l1 很短，l2、l3充分长。临界水深 hc=0.6 m。不计闸前行近流速。要求：(1)判别渠道底坡类型，定性绘出渠中的水面曲线，注明曲线类型；(2)计算闸前水深 H。 ( H?3.45m)

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