2021年水力学综合练习题

'优秀学习资料欢迎下载水力学综合练习题一、是非题你认为正确的在题干后括号内划“√”，反之划“╳”；1.牛顿内摩擦定律适用于层流运动和牛顿流体；（）2.依据连续性方程，流速与过流断面面积成正比；（）3.依据能量方程水流，水流总是从位置高的地方向位置低的地方流淌；（）4.层流肯定是匀称流，紊流肯定是非匀称流；（）5.明渠水流的急流和缓流是用佛汝德数Fr判别的，当Fr＞1时为急流；（）6.匀称流过水断面上各点的测压管水头都相同；（）7.明渠水流的断面比能沿流程总是增加的；（）8.渗流模型中的渗流流速与实际渗流流速相等；（）二、单项挑选题1.静水中如某点的真空压强是20kPa，就其相对压强是（）（A）118kPa（B）78kPa（C）-20kPa（D）-78kPa2.水力正确断面是（）（A）湿周肯定，面积最小的断面，（B）面积肯定，通过流量最大的断面，（C）最低造价的断面，（D）最小糙率的断面3.紊流中粘滞底层厚度比肯定粗糙度大得多的壁面称为（）（A）光滑面（B）过渡粗糙面（C）粗糙面（D）以上答案均不对4.当水流的沿程水头缺失系数λ只与边界粗糙度有关，可判定该水流属于（）（A）层流区（B）紊流光滑区（C）紊流过渡区（D）紊流粗糙区5.明渠中发生a1型水面曲线，就水流属于（）（A）急流（B）缓流（C）匀称流（D）层流6.过堰水流的流量Q与堰顶水头H的（）（A）1/2次方成正比（B）3/2次方成正比（C）2次方成正比（D）1次方成正比三、问答题1.什么是液体的可压缩性？什么情形下需要考虑液体的可压缩性？2.简要表达泄水建筑物下游消能的主要形式有哪几种？它们各自适用的条件是什么？优秀学习资料欢迎下载四、运算题1.图示圆弧形闸门AB（1/4圆），A点以上的水深H＝1.4m，闸HORAR门宽度b=4m，圆弧形闸优秀学习资料欢迎下载门的半径R=1m，水面为大气压强；试确定圆弧形闸门AB的静水总压力大小及其方向；B 优秀学习资料欢迎下载1.测定90°弯管的局部水头缺失系数的试验装置如下列图；已知试验段AB长10m，管径d＝0.05m，弯管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝0.0264，实测AB管段两端测压管水头差△h＝0.63m，100秒钟流入量水箱的水体体积为0.28m3，试求弯管内的流速、沿程水头缺失和局部水头缺失系数；Δh水AB2.某矩形断面渠道中有一平板闸门，平板闸门宽b=4m；闸前水深H=3.8m，闸下收缩水深hc=0.7m，已知闸孔通过的流量Q=20m3/s；忽视水流和边界的摩擦阻力，求水流作用于闸门上的作用力，并与按静水压强分布图运算作用于闸门上的作用力相比较；Hhc3.某矩形断面渠道，通过的流量Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判定渠内水流是急流仍是缓流？假如是急流，试运算发生水跃的跃后水深是多少； 优秀学习资料欢迎下载参考答案：一、是非题1.√2.√3.×4.×5.√6.√7.×8.×二、单项挑选题1.C2.B3.A4.D5.B6.B三、问答题1.什么是液体的可压缩性？什么情形下需要考虑液体的可压缩性？解：液体的可压缩性是指：当外界的压强发生变化时液体的体积也随之而发生转变的特性；液体的可压缩性在一般情形下可以不必考虑，但是当外界压强变化较大，如发生水击现象时必需予以考虑；2.简要表达泄水建筑物下游消能的主要形式有哪几种？它们各自适用的条件是什么？解：泄水建筑物下游消能的主要形式有底流消能、面流消能、挑流消能和消力戽消能，其中底流消能和挑流消能应用最多；底流消能需要修建消力池，工程量较大，适用地质条件较差的水库泄水建筑物下游和河道闸下游消能；面流消能要求下游水位变幅较小；挑流消能适用地质条件较好的高水头泄水建筑物下游的消能；四、运算题1、图示圆弧形闸门AB（1/4圆），A点以上的水深H＝1.4m，闸门宽度b=4m，圆弧形闸门的半径R=1m，水面为大气压强；试确定圆弧形闸门AB的静水总压力大小及其方向；解：弧形闸门AB在铅垂面的投影面的形心水深为1.4+0.5=1.9m水平分力Px=pcAx=ρghc×bR=74.48kN压力体体积V=bHR+b×0.25πR2=8.74m2铅垂分力Py=ρgV=85.65kNy静水总压力P2=Px2+P2P=113.50kNtan=Py/Px=1.15∴=49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心；2、测定90°弯管的局部水头缺失系数的试验装置如下列图；已知试验段AB长10m，管径d＝0.05m，弯管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝优秀学习资料欢迎下载0.0264，实测AB管段两端测压管水头差△h＝0.63m，100水A体体积为0.28m3，试求弯管内的流速、沿程水头缺失和局部解：（1）先求弯管内的流速：Δh秒钟流入量水箱的水水头缺失系数；B 优秀学习资料欢迎下载优秀学习资料欢迎下载QVAtA1000.280.05241.43m/s优秀学习资料欢迎下载（2）再求沿程水头缺失，由达西公式：优秀学习资料欢迎下载h2fl0.0264101.4320.55m优秀学习资料欢迎下载d2g0.0529.8优秀学习资料欢迎下载（3）最终求局部水头缺失系数，已知总水头缺失：hwhfhjh0.63m优秀学习资料欢迎下载∴hjhhf0.630.550.08m优秀学习资料欢迎下载优秀学习资料欢迎下载2ghj229.81.430.0820.77优秀学习资料欢迎下载优秀学习资料欢迎下载答：弯管内的流速为1.43m/s，沿程水头缺失为0.55m，局部水头缺失系数为0.77；优秀学习资料欢迎下载3、某矩形断面渠道中有一平板闸门，平板闸门宽b=4m；闸前水深H=3.8m，闸下收缩水深hc=0.7m，已知闸孔通过的流量Q=20m3/s；忽视水流和边界的摩擦阻力，求水流作用于闸门上的作用力，并与按静水压强分布图运算作用于闸门上的作用力相比较；1优秀学习资料欢迎下载Fp1V11FRxHhcV2Fp2优秀学习资料欢迎下载解：取掌握体运算流速v1=Q/A1=1.32m/svc=Q/Ac=7.14m/s优秀学习资料欢迎下载上游断面动水压力FP1=ρgH2b/2=9.803.824/2=283.02kN优秀学习资料欢迎下载1××下游断面动水压力F=2P2ρghcb/2=9.604kN列x向动量方程∑Fx=ρQ〔v2-v1〕即FP1-FP2-FRx=ρQ〔v2-v1〕优秀学习资料欢迎下载闸门上的动水压力FRx=FP1-FP2-ρQ〔v2-v1〕=157.02kN优秀学习资料欢迎下载按静水压强分布图求作用在闸门上的静水压力FPx=ρg〔H-e〕2b/2=164.84kN可见静水压力后者大于闸门上的动水压力前者；4、某矩形断面渠道，通过的流量Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判定渠内水流是急流仍是缓流？假如是急流，试运算发生水跃的跃后水深是多少；解：渠道内的流速v=Q/A=Q/（bh）=6m/s运算佛汝德数Fr=v/（gh）1/2=6/（9.8×1）1/2=1.92>1.0渠道内的水流为急流 优秀学习资料欢迎下载水跃的跃前水深h=1m，依据共轭水深运算公式，跃后水深为h″2）1/22）1/2优秀学习资料欢迎下载c=hc（1+8×F1-1）/2=1×（1+8×1.92-1）/2=2.26m优秀学习资料欢迎下载即发生水跃所需的跃后水深为2.26m；'