水力学典型复习题及答案详解.doc

1、1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 Fr1 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

2、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

3、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。 221、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。 ()31、缓坡上只能出现非均匀流缓流。 （）32、静水压强的大小与

4、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

5、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/m 2 （2）2 kN/m 2 （3）5 kN/m 2 （4）10 kN/m 25、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)

6、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 ；33 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 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)

7、AB 两管同高。422、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) pb (2) pa iki2iki2ik ABC测 压 管 水 头 线总 水 头 线v0=074、定性绘出图示曲面 A上水平方向的分力和铅垂方向压力体。 (5 分)5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。 6、绘出图中的受压曲面 AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 B六、根

8、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 H1.2m，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=pcAx=74.48kN 铅垂分力 Py=V=85.65kN,静水总压力 P2= Px2+ Py2,P=113.50kN,tan= Py/Px=1.15 =49合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。HRO ABRv0=0v0=0测压管水头总水头线v0=0v0=082、图示一跨河倒虹吸圆管，管径 d0.8m ，长 l=50 m，两个 30。 折角、进口和出口的局部水头损失系数

9、分别为 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =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 gvRlhHw2)4(计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.105.0 ,m2.0/ dAR将参数代入上式计算，可以求解得到/sm.2 ,/s16.4 3vAQv即倒虹吸管内通过的流量为 2.091m3/s 。 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

10、=49kNm2，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) 解：列喷嘴进口断面 11 和喷嘴出口断面 22 的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为： sm034.1AvQs9.2Av对于喷嘴建立 x 方向的动量方程)(121xvQRpN 8.733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 b1.5m，槽长 L120m 。进口处槽d1v1P1x2211R9底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程 Z252.04m ，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

11、： i=（ Z1-Z2）/L =0.001 m2 5.bhAm 94xm .0Rs/61216nCv=C(Ri)0.51.46m/sQ= vA=3.72m3/s。5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽 b1.5m,槽长 L116.5m。进口处槽底高程 Z1=52.06m，当通过设计流量 Q7.65m 3/s 时，槽中均匀流水深 h 0=1.7m，试求渡槽底坡和出口槽底高程 Z 2？6、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，短管的总水头损失是短管流速水头的 0.2 倍，取动能校正系数 =1。求管嘴的出流速度 v 及此

12、射流达到的高度 z。7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深 H=2 m，板宽B3m 。 8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长 b=0.8m，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 1=0.2， 2=0.5， 3=1.0，沿程水头损失系数 =0.024，已知通过流量 Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差10H 。 9、有一水电站引水钢管，管道长度 L=2000 m，管中水流的流速 v=2 m/s，管道水击波波速 C 1172 m/s。由于管道末端阀门在 2 秒内完全关闭，产生水击。试判断水击类型；并求管

13、中水击压强水头 H 。 10、测定 90弯管的局部水头损失系数的试验装置如题图所示。已知试验段 AB 长 10 m ，管径 d0.05m，弯管曲率半径 Rd，管段沿程水力摩擦系数 0.0264，实测 AB 两端测压管水头差h0.63cm，100 秒钟流入量水箱的水体体积为 0.028m3，试求弯管局部水头损失系数 。11、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率 n=0.014，底宽 b1.5m，槽长 L120m 。进口处槽底高程 Z1=52.16m，出口槽底高程 Z252.04m ，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。 12、某溢流坝下收缩断面处水深 hc=1.1m，已知单宽流量 q14.72m 2/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，m81.2.974332gqk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 hc2hc2 )18(32ccgq 5.81m).974(21. 32水 h A B