水力學習題集與答案解析

1、水力學練習題及參考答案、是非題（正確的劃，錯誤的劃X ）1、理想液體就是不考慮粘滯性的實際不存在的理想化的液體。（，）2、圖中矩形面板所受靜水總壓力的作用點與受壓面的形心點O重合。（X）3、園管中層流的雷諾數(shù)必然大于3000。（X）4、明槽水流的急流和緩流是用 Fr判別的，當Fr1為急流。（，）5、水流總是從壓強大的地方向壓強小的地方流動。（X）6、水流總是從流速大的地方向流速小的地方流動。（X）6、達西定律適用于所有的滲流。（X）7、閘孔出流的流量與閘前水頭的1/2次方成正比。（，）8、漸變流過水斷面上各點的測壓管水頭都相同。（，）9、粘滯性是引起液流運動能量損失的根本原因。（，）10、直立

2、平板靜水總壓力的作用點就是平板的形心。（X）11、層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關。12、陡坡上出現(xiàn)均勻流必為急流，緩坡上出現(xiàn)均勻流必為緩流。（，）13、在作用水頭相同的條件下，孔口的流量系數(shù)比等直徑的管嘴流量系數(shù)大。（沖14、兩條明渠的斷面形狀、尺寸、糙率和通過的流量完全相等，但底坡不同，因此它們的正常水深不等。（，）15、直立平板靜水總壓力的作用點與平板的形心不重合。（，）16、水力粗糙管道是表示管道的邊壁比較粗糙。（X）17、水頭損失可以區(qū)分為沿程水頭損失和局部水頭損失。（，）18、牛頓內(nèi)摩擦定律適用于所有的液體。（兇19、靜止液體中同一點各方向的靜水壓強數(shù)值相等。（，）20、明渠過

3、流斷面上各點的流速都是相等的。（X）21、緩坡上可以出現(xiàn)均勻的急流。（，）22、靜止水體中，某點的真空壓強為 50kPa,則該點相對壓強為-50 kPa 。（V）24、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。（，）25、水深相同的靜止水面一定是等壓面。（，）26、恒定流一定是均勻流，層流也一定是均勻流。（X）27、紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關。28、陡坡上可以出現(xiàn)均勻的緩流。（兇29、滿寧公式只能適用于紊流阻力平方區(qū)。（，）30、當明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。（兇31、緩坡上只能出現(xiàn)非均勻流緩流。(X)32、靜水壓強的大小與受壓面的方位無關。(，)33、水泵的揚程就是

4、指水泵的提水高度。(X)34、恒定總流能量方程只適用于整個水流都是漸變流的情況。(X )35、平坡渠道中不可能發(fā)生均勻流。(，)36、當明渠均勻流水深大于臨界水深，該水流一定是急流。(，)37、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。(兇 、單項選擇題(填寫唯一正確答案的編號)1、作用水頭相同時，孔口的過流量要比相同直徑的管咀過流量(2)(1慶;(2)?。?3)相同；(4)無法確定。2、根據(jù)靜水壓強的特性，靜止液體中同一點各方向的壓強(1)(1)數(shù)值相等；(2)數(shù)值不等；(3)僅水平方向數(shù)值相等；(4)鉛直方向數(shù)值最大。3、已知水流的沿程水力摩擦系數(shù) 九只與邊界粗糙度有關，可判斷該水流屬于(4)(1 ) 層

5、流區(qū) ；(2 )紊流光滑區(qū)(4)紊流粗糙區(qū)100kN/m 2,則該點的相對壓強為，一、一2(2) 2 kN/m(4) 10 kN/m 2(2)相平行，呈直線；(4)以上答案都不對。(3)恒定均勻流；(4月恒定流(2)(1)(3)3紊流過渡粗糙區(qū)4、液體中某點的絕對壓強為,、2(1) 1 kN/m(3) 5 kN/m 25、紊流的斷面流速分布規(guī)律符合(1科數(shù)分布；(2盧線分布；(3型物線分布；(4加圓分布。6、長管的總水頭線與測壓管水頭線(1)相重合；(3)相平行，呈階梯狀；7、滲流的達西公式只能適用于(1)恒定均勻層流(2)恒定均勻紊流8、液流的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁粗糙度和雷諾數(shù)都有關，即可

6、判斷該液流屬 層流區(qū) ；(2)紊流光滑區(qū)；(3)紊流過渡粗糙區(qū)；(4 )紊流粗糙區(qū)。9、堰流的流量與堰頂水頭的(2成正比。 1/2次；(2) 3/2次方； (3)2次方； (4)1次方,1R溢流壩下泄水流收縮斷面水深he。的躍后水深為 hc02 ,形成遠離水躍銜接的條件是(3)(1) h = h C02(2) ht h c02(3) ht Ax=74.48kN鉛垂分力Py= 丫 XV=85.65kN,靜水總壓力P = P x + P y ,P=113.50kN,tan o（= Py/P x=1.15a=49 合力作用線通過圓弧形閘門的圓心。2、圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d=0.8m,長l=50

7、 m ,兩個30折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為1=0.2 ,2=0.5,3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)入=0.024 ,上下游水位差 H=3m。若上下游流速水頭忽略不計，求通過倒虹吸管的流量Q 。解：按短管計算，取下游水面為基準面，對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建 立能量方程l 一 . V2H = hw = ( )4R 2g計算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)AR = =d/4 =0.2m,、=0.2 2 0.5 1.0 = 1.9Z將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到v=4.16m/s, Q uvAu2.091m3/s即倒虹吸管內(nèi)通過的流量為2.091m3/s o3、某水平管路直徑di=

8、7.5cm ,末端連接一漸縮噴嘴通大氣(如題圖)，噴嘴出口直徑2d2=2.0cm 。用壓力表測得管路與噴嘴接頭處的壓強p=49kN.m2,管路內(nèi)流速vi=0.706m/s 。求水流對噴嘴的水平作用力F (可取動量校正系數(shù)為1)=v1A =0.00314 m3s解：列噴嘴進口斷面11和噴嘴出口斷面2 2的連續(xù)方程:得噴嘴流量和出口流速為:對于噴口f建立x方向的動量方程P1A1 -R = Q(v2x -V1x)R = P3 A3 -rQ(V2 -V3) =187.8 N水流對噴嘴沖擊力：F與R,等值反向。4、有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率 n=0.014,底寬b=1.5m,槽長L = 120m。進口

9、處槽底 高程Z1=52.16m,出口槽底高程Z2= 52.04m ,當槽中均勻流水深 h0=1.7m時，試求渡槽底坡 i和通過的流量Q。解： i= (Z1-Z2) /L = 0.001A =bh = 2.55 m2x = b 2h = 4.9 mAR = = 0.52m xCR16 =64.06 m12/s n0.5.一.v=C(Ri) =1.46m/sq= vA= 3.72m 3/s。5、有一矩形斷面混凝土渡槽 (n=0.014),底寬b= 1.5m,槽長L= 116.5m。進口處槽底高 程Z1=52.06m ,當通過設計流量 Q=7.65m3/s時，槽中均勻流水深 h 0=1.7m,試求渡

10、槽底 坡和出口槽底高程 Z 2?6、圖示水箱一側有一向上開口的短管，箱內(nèi)水位恒定，水通過管嘴向上噴射。若管嘴出 口至水箱水面的高度 h=5 m,短管的總水頭損失是短管流速水頭的0.2倍，取動能校正系數(shù) 行1。求管嘴的出流速度 v及此射流達到的高度 z。7、求圖中矩形面板所受靜水總壓力的大小及作用點位置，已知水深H=2 m ,板寬B= 3mo8、圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面，邊長b=0.8m ,長l=50 m ,兩個30折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為I 1=0.2 , I 2=0.5 , I 3=1.0,沿程水頭損失系數(shù)入=0.024,已知通過流量Q=2.662m 3/s 。若上下游

11、的行進流速水頭忽略不計，求上下游水位差H9、有一水電站引水鋼管，管道長度L=2000 m ,管中水流的流速 v=2 m/s ,管道水擊波波速C=1172 m/s。由于管道末端閥門在 2秒內(nèi)完全關閉，產(chǎn)生水擊。試判斷水擊類型；并求管中水擊壓強水頭AHo2)計算收縮斷面處水深hc的共聊水深hc2hc2 =-1)1.1_X=2214.7229.8 1.13=5.81m10、測定90。彎管的局部水頭損失系數(shù)的試驗裝置如題圖所示。已知試驗段AB長10 m ,管徑d= 0.05m,彎管曲率半徑R=d,管段沿程水力摩擦系數(shù)入=0.0264,實測AB兩端測壓管水頭差 h = 0.63cm ,100秒鐘流入量水

12、箱3的水體體積為0.028m，試求彎管局部水頭損失系數(shù)。11有一矩形斷面混凝土渡槽，糙率 n=0.014,底寬b=1.5m,槽長L = 120m。進口處槽底高程 Z1=52.16m ,出口 槽底高程Z2= 52.04m ,當槽中均勻流水深 hc=1.7m時，試 求渡槽底坡i和通過的流量 Q。12、某溢流壩下收縮斷面處水深hc=1.1m,已知單寬流量q=14.72m2/s,當壩下游水深ht=4.7m時，1）求對應收縮斷面處水深hc的躍后水深hc22）壩下游發(fā)生何種形式的水躍？是否需要修建消能工？解：1）計算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài)，2 二一2.q23 14.722hk = 332

13、.81 m g 9.8因為收縮斷面水深hc =1.1 m v hk為急流，下游水深ht=4.7m hk 為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。因為hc2 ht ,該水躍為遠驅水躍。3）溢流壩下游發(fā)生遠驅水躍，需要修建消力池。13、矩形斷面渠道中有一平板閘門，渠寬b=3m。閘前水深H = 4m,閘下收縮斷面水深 hc=0.8m , 已知渠道流量 Q=18m3/s。取動能和動量校正系數(shù)均為1。求水流作用于閘門上的作用力。14、已知如圖所示水平安裝的文丘里流量計,已測得壓強 曳=0.5m,住=-0.2m ,水管的橫 Y y斷面積Ai=0.002m2, A2=0.001m2,不計水頭損失，求通過文丘里流

14、量計的流量Q為多少?15、管道直徑 d = 10 mm,通過流量 Q = 20 cm3/s ,運動粘度=0.0101 cm 2/s。問管 中水流流態(tài)屬層流還是紊流？若將直徑改為d = 30 mm ,水溫、流量不變，問管中水流屬何種流態(tài)？16、有一水電站引水鋼管，管道長度 L=2000 m,管中水流的流速 v=2 m/s ,管道水擊波 波速C=1172 m/s。由于管道末端閥門在2秒內(nèi)完全關閉，產(chǎn)生水擊。試判斷水擊類型；并求管中水擊壓強水頭AHo17、某矩形斷面河道中建筑有一座WES堰型溢流壩，溢流堰寬 b=10m,在設計水頭Hd=2.50m 時的流量系數(shù)為 md=0.502 ,堰高P1=16m

15、。問：(1)不考慮側收縮和淹沒影響，求通過堰型溢流的流量Q。(2)若壩下收縮斷面處水深 hc=0.8m ,當壩下游水深h t=3.5m時，壩下游是否發(fā)生水 躍？如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍？是否需要修建消能工？18、有一矩形斷面渠道底寬b=1.5m,底坡i= 0.0004,糙率n = 0.014,當槽中均勻流水深h0=1.7m時，試求通過的流量Q 。19、圖示一水平放置的彎管，直徑 D=0.2 m,轉角a =90。，1 1斷面管軸處的動水壓強為 p1=40kN/m ： 22斷面與大氣連通，管中流量為 Q= 0.1m3/s ,求水流通過彎管時對管壁的 作用力。(取動能校正系數(shù)和動量修正系數(shù)均為

16、 1)20、求圖中圓弧形閘門 AB所受靜水總壓力的大小及方向。已知水深H=4 m,板寬B = 2m。21、有一漿砌塊石的矩形斷面渠道，糙率 n = 0.025,寬b = 6m,當Q = 14.0m3/s時，渠 中均勻水深h = 2m,試判斷渠道中的明渠水流流態(tài)。22、某矩形斷面渠道，通過的流量為Q=30m3/s ,底寬為b=5m ,水深為h=1m,判斷渠內(nèi)水流是急流還是緩流？如果是急流，試計算發(fā)生水躍的躍后水深是多少。23、某矩形斷面渠道中建有單孔平板閘門，已知平板閘門的寬度 b=6 m,閘前水深為 H= 4m,閘孔流量系數(shù)科=0.45 ,閘門開度e=0.5m ,閘底板與渠底齊平。(1) 不計

17、閘前行進流速水頭，按自由出流求過閘流量Q。(2) 若閘下收縮水深hc=0.4m,下游水深ht=2.5m ,判斷閘下水躍銜接的形式，并 確定是否需要修建消力池？。24、如圖所示矩形平板閘門 AB寬b=3m , 門重 G=9800N , a =60 ,hi=1m, h2=1.73m。 試求：下游有水時啟門力 T, 25、有一水平放置的管道(如圖)。管徑d1=10 cm, d2=5 cm。管中流量Qv=10 L/s 。斷面11。求水流處測管高度 H=2 m。不計管道收縮段的水頭損失。取動能與動量校正系數(shù)均為 作用于收縮段管壁上的力。26、有一漿砌塊石的矩形斷面渠道，糙率 n = 0.025 ,寬b

18、= 5m,當Q =315.0m/s 時,渠中均勻水深h = 2m,試判斷渠道中的明渠水流流態(tài)。27、有一單孔水閘，平板閘門孔寬=3.0 孔流量系數(shù)科=0.556,閘底板與渠底齊平。Q。m,閘門開度e = 0.5m ,閘前水深H = 6.0 m,閘不計閘前行進流速水頭，按自由出流求過閘流量28、水溫10。C時水流的運動粘滯系數(shù)為=0.0131 cm2/s ,水管的直徑為 10 cm,管中流速為100 cm/s，試判別水流流態(tài)。29、有一矩形斷面渠道均勻流，底寬b =10 m ,水深 h = 3 m,糙率 n = 0.014,底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求謝才系數(shù)C和流量Q,并判別是急流還是緩流。30、有一虹吸管（如圖）。已知管徑d=10 cm , h二1.5 m , h2=3 m,不計水頭損失，取動能校正系數(shù)“=1。求斷面cc中心處的壓強 pc。32、有一單孔水閘，平板閘門孔寬 b = 3.0 m,閘門開度e=0.5 m,閘前水深 H=6.0 m,閘孔流量系數(shù)科=0.556,閘底板與渠底齊平。不計閘前行進流速水頭，按自由出流求過閘 流量Q。33、某單孔 WES型實用堰，孔凈寬 =18.0 m,上游堰高 P=35m ,堰頂水頭 H=3.2m,已知實用堰的流量系數(shù)m=0.502 ,不考慮側收縮系數(shù)影響。堰下游收