水力学期末考试复习题及答案2剖析

水力学期末考试复习题及答案

1、选择题：（每小题2分）

（1）在水力学中，单位质量力是指（ c ）

a、单位面积液体受到的质量力；b、单位体积液体受到的质量力； c、单位质量液体受到的质量力；d、单位重量液体受到的质量力。 （2）在平衡液体中，质量力与等压面（ d ）

a、重合； b、平行 c、相交； d、正交。 （3）液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为b a、1 kN/m2 b、2 kN/m2 c、5 kN/m2 d、10 kN/m2 （4）水力学中的一维流动是指（ d ） a、恒定流动； b、均匀流动；

c、层流运动； d、运动要素只与一个坐标有关的流动。 （5）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（ b ） a、8； b、4； c、2； d、1。

（6）已知液体流动的沿程水力摩擦系数?与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于c

a、层流区； b、紊流光滑区； c、紊流过渡粗糙区； d、紊流粗糙区 （7）突然完全关闭管道末端的阀门，产生直接水击。已知水击波速c=1000m/s，水击压强水头H = 250m，则管道中原来的流速v0为c

a、1.54m b 、2.0m c 、2.45m d、3.22m （8）在明渠中不可以发生的流动是（ c ） a、恒定均匀流； b、恒定非均匀流； c、非恒定均匀流； d、非恒定非均匀流。 （9）在缓坡明渠中不可以发生的流动是（ b ）。

a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （10）底宽b=1.5m的矩形明渠，通过的流量Q =1.5m3/s，已知渠中某处水深h = 0.4m，则该处水流的流态为b

a、 缓流； b、急流； c、临界流； （11）闸孔出流的流量Q与闸前水头的H（ d ）成正比。 a、1次方 b、2次方 c、3/2次方 d、1/2次方 （12）渗流研究的对象是（ a ）的运动规律。 a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 （13）测量水槽中某点水流流速的仪器有b

a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰

（14）按重力相似准则设计的水力学模型，长度比尺λL=100，模型中水深为0.1

米，则原型中对应点水深为和流量比尺为d

a、 1米，λQ =1000； b、10米，λQ =100；

1

c、1米，λQ =100000； d、10米，λ

Q=100000。

2、判断题：（每小题2分） （1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 （ x ） （2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ x ） （3）水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 （ x ） （4）粘滞性是液体产生水头损失的内因。 （ T ） （5）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 （ T ） （6）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 （ X ） （7）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。 （ T ） （8）断面比能沿流程总是减小的。 （ X ）

（9）在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大，跃后水深也越大。（ X ） （10）渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流，并且无渗透变形。 ( T ) 3、填空题：（每小题2 ～ 4分）

（1） 牛顿内摩擦定律适用的条件是 和 。 答案：层流运动，牛顿液体

（2） 液体中某点的绝对压强为100kN/m2，则该点的相对压强为

?????????????kN/m2，真空度为 。 答案：2， 不存在.

（3） 只受重力作用，静止液体中的等压面是????????????????。

答案：水平面。

（4） 实际液体在流动时产生水头损失的两个主要原因是????????????????，

??????????????????。

答案：液体存在粘滞性和边界的影响。

（5） 水流在明渠中的流态为缓流时，其水深h???? hk，弗汝德数Fr?????1。 （填写? 、? 、?符号） 答案：? ， ? 。

（6） 在流量不变的条件下，水跃的跃前水深越小，则水跃的跃后水深越????。 答案：大。

（7） 根据管道水头损失计算方法的不同，管道可以分为???????和????????。 答案：短管，长管。

（8） 在水击计算中阀门关闭的时间Ts ? 水击相长Tr的水击，称为??????????

水击，把Ts ? Tr的水击称为??????????水击。 答案：直接， 间接。 (9) a2型水面曲线是发生在?????? 坡上的 ????????流（指急流或缓流）

的水面线，这时弗汝德数Fr沿程 ??????（指增大、减小或不变） 答案：陡坡， 缓流， 减小。

(10) 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的???????? 次方成正比。

2

答案：3/2 。

（11） 泄水建筑物下游发生远驱水跃时，下游收缩断面水深hc的共轭水深 hc’’ ????????ht(ht为下游河道的水深，填写? 、? 、?符号) 答案：填写? 、? 、?符号

(12) 按重力相似准则设计的溢流坝水力模型，长度比尺λL=25，当模型中某点的流速为v m= o.8m/s，则原型中对应点的流速为vp=????????m/s 。 答案：4m/s 。 5、作图题：

（1） 定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 (5分)

v0=0 总 水 头 线 测 压 管 水 头 线 v0=0 解：

（2）定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5Ki 1iK 分) 解： 6、计算题： （1） 图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0.64 m2，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ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，N1K缓流a1N1缓流b13 N3b2急流 i 1iKKN3 沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差 H=3m。求通过的流量 Q ? （ 10分）

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

lv2 H?hw?(? (5分) ???)4R2g计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数

A R??0.2m , ???0.2?2?0.5?1.0?1.9

? 将参数代入上式计算，可以求解得到

? v?4.16m/s , Q?vA?2.662m3/s (5分) 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m3/s 。

（2） 从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N?cm2。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力

R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。 （15分）

解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面1—1和喷嘴出口断面2—2的能量方程

2v2?0.5 (5分) H?0?0?0?0?2g求得喷嘴出口流速和流量为 v2?2g?5?9.9m

sm3 Q?v2A2?0.000314 (1.5分) s橡胶管道内的流速为

4

v3?Q?0.70m6

sA3 (1分)

对于喷嘴建立x方向的动量方程

p3A3?R???Q(v2x?v3x)

R?p3A3??Q(v2?v3)?187.79N (6.5分)

水流对喷嘴冲击力为 R???R 即为手握喷嘴所需之力。 (1分) （3） 有一梯形渠道，底宽 b =10 m，水深 h = 3 m，边坡为 1:1，糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区 ，求通过的流量Q。 (9分) 解：计算渠道断面水力要素，

过流断面面积 A?bh?mh2?39m2 (1.5分) 湿周 x?b?21?m2h?18.49 m (1.5分)

A?2.11 m (1分) x111 舍齐系数 C?R6?80.90m2/s (2分)

n通过的流量 Q = AC (R i)0.5 = 144.93 m3/s (3分) 水力半径 R?

（4）某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B＝18m，流量Q＝265m3/s，坝下收缩断面处水深hc=1.1m，当坝下游水深ht=4.7m时，问： ( 12分)

1）坝下游是否发生水跃？ （4分） 2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？ （4分） 3) 是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。 （4分） 解：1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态， q = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm hk?3?q2214.72?3?2.81m g9.8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，

5

所以溢流坝下游必定发生水跃。

2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc\

hcq2hc\＝2(1?8gh3?1)

c1.114.722＝2?(1?8?9.8?1.13?1) ＝5.81m 因为 hc\ ? ht ，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。 估算消力池深d，取水跃淹没系数 ?j ＝1.05 则池深约为 d = ?j hc\- ht =1.05?5.81 – 4.7 = 1.40 m

6

水力学模拟题2

。

一、选择题（每小题1分，共5分） 1、明渠均匀流可能发生在：（ ）

A、平坡棱柱形渠道；B、顺坡棱柱形渠道；C、逆坡棱柱形渠道；D、都有可能。 2、某水库水深为10m处的绝对压强为：（ ） A. 10kPa；B. 98kPa；C. 147kPa；D. 196kPa。 3、在圆管流中，层流的断面流速分布符合：( )

A、均匀规律；B、直线变化规律； C、抛物线规律；D、对数曲线规律。 4、圆柱形外管嘴的正常工作条件是：（ ） A. A. l?(3～4）d，H0?9m； B. B. l?(3～4）d，H0?9m； C. C. l > (3～4) d,H0?9m； D. D. l < (3～4) d,H0?9m。 5、粘性液体总水头线沿程的变化是：（ ） A.

A. 沿程下降；B. 沿程上升；C. 保持不变； D. 前三种情况都有可能。 二、填空题（每空2分，共12分）

1、水力最优矩形断面的宽深比是 ，其水力半径等于 的一半。 2、水的运动粘滞系数随温度的升高而_ _，它的单位是 。 3、紊流时粘性底层厚度随雷诺数的增加而 。 4、明渠均匀流的 和 等物理量沿程不变。

5、在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将 ，临界水深将 。

6、由于薄壁堰具有稳定的 和 关系，一般多用于实验室及小河渠的 测量。

五、计算题（共65分）

1、某有机玻璃矩形断面明渠，底宽b?0.15m，水深h?0.065m，渠底坡i?0.02，均匀流时测得流量Q?20L/s，试求渠道的粗糙系数n值。（10分）

2、一矩形断面渠道，如图所示。已知闸前水深H?14m，闸门开启高度e?1m，渠道底宽b?3m，闸孔垂直收缩系数??0.62，闸门局部水头损失系数??0.1，两段渠道的底坡分别为：i1?0，i2?0.05，渠道糙率n?0.04，不计闸前行进流速，试判别第二段渠道中的水流为缓流或急流？并定性绘出两段渠道中的水面曲线（两段渠道均充分长）。（提示：能量方程求出流量，在求出临界水深以及临界底坡）（15分）

7

3Q?265m/s，坝下收缩b?18m 3、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽，流量

断面处水深c，当坝下游水深t时，试（1）判别收缩断面处和坝下游的流态？

（2）下游是否需要修建消能工？（15分）

4、如图所示为一平面闸门AB，宽b?5m，闸门在水深H?8m下工作。求闸门所受静水总压力的大小和作用点。（10分）

h?1.1mh?5m 5、图示一跨河倒虹吸管，管道直径d?1.0m，管道总长l?50m，折角、进口和出口的

水位差H?5m，求通过的流量Q? 绘制管道的总水头线和测压管水头线（15分）

局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游

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水力学答案

一、选择题（每小题1分，共5分） 1.B 2.D 3.C 4.B 5.A 二、填空题（每空2分，共12分） 1、 2 ； 水深

2

2、降低；m/s 3、减小

4、水深和断面平均速度 5、减小 ； 不变

6、流量 和 水头 ； 流量 五、计算题（共65分） 1.（10分）

m2 解：过水断面面积A?bh?0.15?0.065?0.00975湿周

??b?2h0?0.15?2?0.065?0.28m

R?A水力半径

21??0.00975?0.0348m0.28

21 2、（10分）

解：c由能量方程得

2A0.00975n?R3i2??0.03483?0.022?0.0085Q0.0173

h??e?0.62?1?0.62m

2vvH?hc?c??c2g2g

则

vc?

2g(H?hc)2?9.8?(14?0.62)??15.44m/s1??1?0.1

2Q228.72?3?2.11m22gb9.8?3

Q?Acvc?hcbvc?0.62?3?15.44?28.72m3/s

hK?3

临界水深时所对应的个水力要素为：

?K?b?2hK?3?2?2.11?7.22m

1161bhK1613?2.1116cK?RK??()??()?24.46m0.5/snn?K0.047.22 g?9.8?7.22iK?2K??0.0394CKBK24.462?3

由于i?iK，故第二段渠道为陡坡，且综合分析其水面线为b2型降水曲线，h?hK,水流为急流。 3、（15分）

q?解：（1）

Q265??14.72m3/s?mb18

9

hK?3q2314.722??2.81mg9.8

hc?1.1m?hK，ht?5m?hK，收缩断面处为急流，下游水流为缓流，所以溢流坝下游必

定发生水跃。

（2）

hcq20.614.722hc\?(1?83?1)?(1?8?1)?5.81m3229.8?1.1ghc

ht?hc\，下游发生远离式水跃。

4、（10分）

9.8?82P??b??5?1568KN22解： H8e???2.67m33

5、（15分）

解： 按短管计算

?H2?c??1L???d50?0.5?2?0.2?1.01.0

?Q??cA2gH?0.568??1.02?2?9.8?5?4.41m3/s4

0.024??1?0.568

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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 Fr＞1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。 (√) 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。 （√） 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。 (×)

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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、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。

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。

?1? 1/2次； ?2? 3/2次方； ?3? 2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 < hc02 (4) 无法确定 11、按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则流速比尺为 （2）

（1）100； （2）10； （3）20； （4）50。

12、液体中某点的绝对压强为108kN/m2，则该点的相对压强为 （4） （1）1 kN/m2 （2）2 kN/m2 （3）8 kN/m2 （4）10 kN/m2

12

13、静止液体中同一点沿各方向上的压强 （1）

(1) 数值相等 ; (2) 数值不等 ; (3) 仅水平方向数值相等 。

14、矩形断面明渠水力最佳断面的宽深比β等于 （2） ? 1 ? 1 ； ? 2 ? 2 ； ? 3 ? 3 ； ? 4 ? 4 。 15、水泵的扬程是指

（2）

(1) 水泵提水高度 ； (2) 水泵提水高度+吸水管的水头损失；

(3) 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 16、紊流粗糙区的水头损失与流速成 （2） ?1? 一次方关系； ?2? 二次方关系； ?3? 1.75～2.0次方关系 。 17、在平衡液体中，质量力与等压面 （3） （1）重合； （2）平行 ； （3）正交。

18、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 ?3 ? ?1? 急流和缓流 ； ?2? 均匀流和非均匀流 ； ?3? 层流和紊流； ?4? 恒定流和非恒定流。 19、闸孔出流的流量与闸前水头 ? 3 ?成正比

?1? 1次方 ； ?2? 2次方 ； ?3? 0. 5次方 。 20、共轭水深是指 ( 1) (1) 水跃的跃前水深与跃后水深 (2) 溢流坝下游水流收缩断面水深 (3) 均匀流水深 （4）临界水深

21、图示容器中有两种液体，密度?2 > ?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)< J(h2)

24、盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为 pa

和 pb。若两容器内水深相等，则 pa和pb的关系为 （1）

( 1) pa > pb (2) pa < pb (3) pa = pb (4) 无法确定

13

25、层流断面流速分布规律符合 （3） ? 1 ? 对数分布 ； ? 2 ? 直线分布 ； ? 3 ? 抛物线分布 ； ? 4 ? 椭圆分布 。 26、佛汝德数Fr是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 （1） ? 1 ? 急流和缓流 ； ? 2 ? 均匀流和非均匀流 ； ? 3 ? 层流和紊流； ? 4 ? 恒定流和非恒定流。

27、紊流中粘滞底层厚度 ? 比绝对粗糙高度 ? 大得多的壁面称为 （1） （1）光滑面 ? 2 ? 过渡粗糙面 （3）粗糙面 （4）以上答案均不对

三、填空题(在空格中填写正确答案)

1、水力模型的重力相似准则是 模型与原型的佛汝德数相同 。 2、明渠的断面和流量不变时，水跃的跃前水深越大，则跃后水深越 小 。

3、底流式消能工的主要形式有降低护坦、修建消能坎、综合式消能池3种形式。 4．测量明槽流量的主要工具有_堰__ 、__量水槽_ 。 5、根据管道计算方法的不同，管道可分类为 长管 和 短管 。 6、渗流的达西公式是____v=kJ__。

7、测量管道流量的主要仪器有文丘里流量计、涡轮流量计。 8、 计算明渠均匀流的公式是Q?ACRi。

9、根据管道中水击波传播时间与阀门关闭时间的对比关系，水击可分类为 （1） 直接水击 和 （2） 间接水击 。

10、底流式消力池中产生的水跃，要求是__微淹没___形式的水跃消能率高且稳定。 11、按重力相似准则设计的模型中，几何比尺为64，则流速比尺为 8 。 12、牛顿内摩擦定律适用条件是 牛顿流体 ，层流运动 13、理想液体与实际液体的主要区别是___是否存在液体的拈滞性____________ 14、实际液体在流动时产生水头损失的内因是 液体的粘滞性 ，外因是 边界条件的影响。

15、水跃是水流从_急_流过渡到 缓 流的局部水力现象；当流量一定，跃前水深增大时，则跃后水深是 减小 。

16、三种液体盛有容器中，如图所示的四条水平面，其中为等压面的是 B—B

14

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H＝1.2m，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=pc×Ax=74.48kN

铅垂分力 Py=γ×V=85.65kN, 静水总压力 P2= Px2+ Py2,

P=113.50kN,

H O R R A tan?= Py/Px=1.15 ∴ ?=49°

合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。

2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d＝0.8m，长 l=50 m，两个 30。B 折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系

数λ=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

lv2 H?hw?(? ???)4R2gA计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

R???d/4?0.2m , ???0.2?2?0.5?1.0?1.9

3 将参数代入上式计算，可以求解得到

? v?4.16m/s , Q?vA?2.091m3

/s

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m/s 。

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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)

d1 v1 解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：

得喷嘴流量和出口流速为：

3mQ?v1A1?0.00314s

1 R P2 2 1 x v2?Q?9.9m

sA2对于喷嘴建立x方向的动量方程

p1A1?R???Q(v2x?v1x) R?p3A3??Q(v2?v3)?187.8N

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=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底

高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，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 =0.001

A?bh?2.55m2

x?b?2h?4.9m

A?0.52m x1116 C?R?64.06m2/s

n R?v=C(Ri)0.5＝1.46m/s Q= vA=3.72m3/s。

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hc2 2）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， hk?3?q2214.72?3?2.81m g9.8 16 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。

2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc2

hcq2hc2＝2(1?8gh3?1)

c1.114.722＝2?(1?8?9.8?1.13?1) ＝5.81m 因为 hc2 ? ht ，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。

34、图示直径为 20mm，长 450m 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，求泄流量 Q 。(按短管计算)

Hhc

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