水力学题教学文案.doc

'水力学题 __________________________________________________⒈在倾角θ=30°的斜面上有一厚度为δ=0.5mm的油层。一底面积A=0.15m²，重G=25N的物体沿油面向下作等速滑动，如图所示。求物体的滑动速度u。设油层的流速按线性分布，油的动力粘度μ=0.011N·s/m²。2．有一与水平面成倾斜角α=60°的自动翻版闸门，如图所示。当上游水深超过h1=2.5m，下游水深h2=0.5m时，闸门便自动开启。求翻板闸门铰链的位置l值。（不计摩擦力和闸门自重）__________________________________________________ __________________________________________________3．有一水电站的水轮机装置，如图所示。已知尾水管起始断面1的直径d=1m，断面1与下游河道水面高差h=5m。当通过水轮机的流量Q=1.5m³/s时，尾水管（包括出口）水头损失=1.5m。求断面1的动水压强。4．某渠道在引水途中要穿过一条铁路，于路基下修建圆形断面涵洞一座，如图所示，已知涵洞设计流量（即渠道流量）Q=1m³/s，涵洞上下游允许水位差z=0.3m，涵洞水头损失=1.47(v为洞内流速)。涵洞上下游渠道流速极小。求涵洞直径d。__________________________________________________ __________________________________________________5．图示一从水库引水灌溉的虹吸管，管径d=10cm，管中心线的最高点B高出水库水面2m。管段AB（包括进口）的水头损失=3.5，管段BC的水头损失=1.5(v为管中流速)。若限制管道最大真空高度不超过6m水柱，问：（1）虹吸管引水流量量有无限制？如有，最大值为多少？（2）水库水面至虹吸管出口的高差h有无限制？如有，最大值为多少？6．有一大水箱，水箱面积很大，下接一管道，如图所示。已知大管和收缩段管径分别为d1=5cm和d2=4cm，水箱水面与管道出口中心点的高度差H=1m。如不计水头损失，问容器A中的水是否会沿管B上升？如上升，上升高度h为若干？__________________________________________________ __________________________________________________7．有一从水箱引水的管道如图所示。等直径管段ABC的直径d1=20cm，收缩段CD末端直径d2=10cm，图中高差h=5m，H=25m。从渐变流断面A至管道最高点B，以及管段BC，CD的水头损失分别为=2，=0.8，=0.2（v为管段ABC中的流速）。求通过管道的流量及断面B中心点的动水压强。8．在矩形的断面渠道中有一宽顶堰如图所示。堰高a=1m，堰宽（即渠宽）b=2m，堰前水头H=1.5m，堰顶水深h=1.2m，过堰流量Q=5.2m³/s。求水流作用于上游堰璧AB上的力。（摩擦力不计）__________________________________________________ __________________________________________________9．一水管将水流射至一垂直放置的曲面上，并沿曲面以与负x轴成45°角射出，其纵剖面图如图所示。已知水管末端直径d=10cm，流量Q=0.06m³/s。水流在曲面内的平均长度l=1.5m。设水流流入和流出曲面时的流速大小v不变，求水流作用于曲面上的力及其方向。10．水从一水箱经过水管流入另一水箱，管道为尖锐边缘入口，该水管包括两段：d1=10cm，l1=150m，λ1=0.030；d2=20cm，l2=250m，λ2=0.025，进口局部水头损失系数ζ1=0.5，出口局部水头损失系数ζ2=1.0。上下游水面高差H=5m。水箱尺寸很大，可设箱内水面不变。试求流量Q。__________________________________________________ __________________________________________________11.有一输水管，由不同直径的大小管段所组成，如图所示。已知大管径直径d1=40cm，小管直径d2=20cm，两断面中心点的高差z=50cm。在两管段中分别取渐变流断面1和2，并安装压力表，测得两断面中心点的动水压强分别为p1=63.7kN/m²，p2=58.8kN/m²，并已知断面1的平均流速v1=0.8m/s。试确定管中的水流方向和两断面间的水头损失。12.有一输油管，管长l=50m，管径d=0.1m。已知油的密度=930kg/m³时，动力粘滞系数μ=0.072N•s/m²。当通过输油管的流量Q=__________________________________________________ __________________________________________________0.003m³/s时，求输油管的沿程水头损失hf、管轴处最大流速umax及管壁切应力τ0。__________________________________________________'