水利06级《水力学》试卷B
更新时间:2024-06-05 11:56:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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扬州大学试题纸 ( 2007-2008学年第二学期) 学院 系 班级 学号 姓名 水利 学院 水利06级 班(年)级课程 水力学 (B)卷 ---------------------------------------装---------------------------------------订-------------------------------------------线----------------------------------------------- 题目 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 (提请考生注意:本试卷共6页) 一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号) (本大题共10小题,每小题2分,共20分) ??:临界水跃跃后水深) 1.宽顶堰闸孔出流时符合闸孔淹没出流的条件是( )。(ht:下游水深;hc?? B.ht?hc?? C.ht?hc?? D.无法确定 A.ht?hc 2.液体动力粘度随液体温度的升高而( )。 A.增大 B.不变 C.减小 D.可增大也可减小 3.断面面积相同的圆形和正方形有压管道,圆形和方形管道的水力半径之为( ) A. ?/2 B. ?/2 C.?/2 D.1 4.某棱柱体渠道,临界水深为1.0m,正常水深为1.5m,当实际水深为1.3m时所发生的水面曲线为 ( ) A.a1 B.a2 C.b1 D.b2 5.在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的增大,临界水深将( )临界水深与流量、断面形状尺寸和糙率有关,与渠道的实际底坡无关 A.增大 B.减小 C.不变 D.以上都有可能 6.有两条梯形断面渠道1和2,已知其底坡、边坡系数、流量和底宽相同,但糙率n1>n2,则其均匀流水深h1和h2的关系为( ) A.h1>h2 B.h1
0.8 。 5.恒定流是各空间点上的运动参数都不随_时间_____变化的流动。 6.水跃函数相等的两个不同水深称为_共轭水深________。 7.若正常水深正好等于该流量下的__临界水深_________,相应的渠道底坡称为临界底坡。 8.当底坡、粗糙系数和断面面积一定时,使__流量最大_________的断面形状,称为水力最优断面。 9.当堰顶厚度与堰上水头的比值介于0.67与2.5之间时,这种堰称为____实用堰_______。 10.真实渗流的流速__大于______渗流模型的流速。 11.处于相对平衡的液体中,等压面与 质量 力正交。 ?11.6?11.612.紊流中粘性底层的厚度随雷诺数的增大而 减小 。0?u??*gRJ 13. 均匀 流中只有沿程阻力系数。 14.动能修正系数的大小取决于 流速分布 。 15.并联管道的 沿程水头损失 相等。 第2页 三、简答题(根据题目要求简要回答问题) (本大题共3小题,每小题3分,共9分) 1.作用于液体的力可分成哪两类?请分别举例说明。 答:表面力和质量力(1’)。表面力如水压力、内摩擦力等(1’);质量力如重力、惯性力等(1’) 2.为什么说在圆管层流中的沿程水头损失与流速的一次方成正比? 6464?lV2?答:沿程水头损失的达西公式:hf??(1’);圆管层流沿程水头损失系数:??(1’);所以ReVdd2glV264?lV232?lhf????(2)V(1’)。 d2gVdd2ggd 3.什么是断面比能Es?它与断面单位重量液体的总机械能E有什么区别? 答:基准面选在渠底所在平面得到的单位能量即为断面比能。(1’) 断面比能与单位总机械能之间相差一个渠底到基准面的高度,即 Es?h??V22g (1’) E?z0?h??V22g (1’) 第3页 四、计算题 (本大题分5小题,共56分) 1.(本小题12分)有一弧形闸门AB为半径R=2m的圆柱面的四分之一,闸门宽b=4m,水深h=2m,求作用在AB面上的静水总压力。 解:求P的大小方向:Px??hcA?9.8?1?2?4?78.4(KN)总压力P?铅直分力Pz??A压力体b??b(圆面积/4)?9.8?4?3.14?2/4?123.088kN (3’) 2 (3’) Px2?Pz2?78.42?123.0882?145.94kN (2分) Pz123.088?arctan?57.51o (2’) Px78.4o压力P的作用点距水面的距离:ZD?Rsin??2?sin57.51?1.69m (2’) 总压力P与水平面的夹角:??arctan 2.(本小题10分)图示直径为 20mm,长 3m 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λ=0.04,进口局部水头损失系数ζ=0.5,(1)按短管计算泄流量Q ;(2)按长管计算泄流量Q。 1)按短管计算泄流量 V2lV2列水库断面和下游管道出口断面的能量方程(基准面取出口断面所在平面): H?? (2’) ??2gd2gV23V2V2 13?0.5?0.04?6.5第4页 2g0.022g2g V2?2 所以V?6.26m/s (2’) 2g12?33 3.(本小题14分)矩形断面的平底渠道,其宽度B=2.7m,渠底在某断面处抬高0.5m,抬高前的水深为2m,抬高后的水面降低0.15m,如忽略边壁和底部阻力,忽略水头损失。试求:(1)渠道的流量;(2)水流对底坎 的推力R。 解:(1)V1?QQQQQQ V2? ????bh12.7?25.4bh22.7?(2?0.15?0.5)3.645列出上下游断面的能量方程(基准面取为上游河底):(1’) z1?所以 p1???1V122g?z2?p2???2V222g?hw (2’) V12V222?0??1.5?0??0 (2’) 2g2g11112?)?9.8Q(?)?9.8 V22?V12?g Q2(22223.6455.43.6455.4Q2(0.07527?0.03429)?9.8 0.04098Q2?9.8 Q2?239.14 Q?15.46m3/s (2’) (2)取1-1和2-2断面间水体受力分析,取水流方向为x方向,列x方向动量方程:(1’) P1?P2?R??Q(?2V2??1V1) (1’) 1?gH22b?0.5?9.8?22?2.7?52.92kN (1’) 212P2??gh2b?0.5?9.8?(2?0.15?0.5)2?2.7?24.11kN (1’) 2QQV1??15.46/5.4?2.86m/s V2??15.46/3.645?4.24m/s 5.43.645R?PV1)?52.92?24.11?15.46(4.24?2.86)?7.15kN (2’) 1?P2??Q(?2V2??1P1?水流对坎的冲击力与R大小相等,方向相反。 (1’) 第5页
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