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。 222、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、静水压强的大小与受压面的方位无关。 ()33、水泵的扬程
4、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。 ()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
5、；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) 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
6、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。 31 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) 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
7、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 iki2iki2i2六、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 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=
8、 Py/Px=1.15 =49HRO ABRv0=0v0=0测压管水头总水头线v0=0v0=08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 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 9.1050 ,m2.0/ dAR将参数代入上式计算，可以
9、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=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 .733d1 v1 P1 x 2211 R9水流对喷嘴冲击力:F 与 R, 等
10、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： 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.
11、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
12、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
13、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
14、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 11pdh12v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。13、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽 b3m 。闸前水深 H4m，闸下收缩断面水深 hc=0.8m，已知渠道流量 Q=18m3/s。取动能和动量校正系数均为 1。求水流作用于闸门上的作用力。14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，已测得压强 =0.5m， =-0.2m，水管的横1p2p断面积 A1=0.002m2，A 2=0.001m2,
15、 不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量 Q 为多少？15、管道直径 d = 10 mm，通过流量 Q = 20 cm3/s，运动粘度 = 0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流？若将直径改为 d = 30 mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？ 16、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 C1172 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；并求管中水击压强水头 H 。 17、某矩形断面河道中建筑有一座 WES 堰型溢流坝，溢流堰宽 b10m，在设计水头Hd=2.50m 时的流量系数
16、为 md=0.502，堰高 P1=16m。问： （1）不考虑侧收缩和淹没影响，求通过堰型溢流的流量 Q。（2）若坝下收缩断面处水深 hc=0.8m，当坝下游水深 h t=3.5m 时，坝下游是否发生水跃？如发生水跃，属于何种形式的水跃？是否需要修建消能工？c1218、有一矩形断面渠道底宽 b1.5m ，底坡 i0.0004，糙率 n0.014，当槽中均匀流水深 h0=1.7m 时，试求通过的流量 Q 。19、图示一水平放置的弯管，直径 D=0.2 m，转角 =90，11 断面管轴处的动水压强为 p1=40kN/m2，22 断面与大气连通，管中流量为 Q0.1m 3/s，求水流通过弯管时对管壁的
17、作用力。 （取动能校正系数和动量修正系数均为 1）20、求图中圆弧形闸门 AB 所受静水总压力的大小及方向。已知水深 H=4 m，板宽B2m。 21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025，宽 b = 6m，当 Q = 14.0m3/s 时，渠中均匀水深 h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。 22、某矩形断面渠道，通过的流量为 Q=30m3/s，底宽为 b=5m，水深为 h=1m，判断渠内水流是急流还是缓流？如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度 b6 m，闸前水深为 H=HAB1122D134m，闸孔流量系数
18、 =0.45 ，闸门开度 e=0.5m，闸底板与渠底齐平。（1） 不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量 Q。 （2） 若闸下收缩水深 hc0.4m ，下游水深 ht=2.5m，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池？。 h c 24、如图所示矩形平板闸门 AB 宽 b=3m，门重 G=9800N，=60，h 1 =1m，h 2=1.73m。试求：下游有水时启门力 T，25、有一水平放置的管道(如图 )。管径 d1=10 cm，d 2=5 cm。管中流量 Qv=10 L/s。断面1 处测管高度 H=2 m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为 1。求水流作用于收缩段
19、管壁上的力。 26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率 n = 0.025，宽 b = 5m，当 Q = 15.0m3/s 时，渠中均匀水深 h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽3.0 m，闸门开度 e = 0.5m，闸前水深 H6.0 m，闸孔流量系数 =0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量 Q。 28、水温 10。 C 时水流的运动粘滞系数为 = 0.0131 cm2/s，水管的直径为 10 cm，管中流速为 100 cm/s，试判别水流流态。 h tH 31429、有一矩形断面渠道均匀流，底宽 b =10 m，水深
20、h = 3 m，糙率 n = 0.014，底坡 i=0.001 。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数 C 和流量 Q，并判别是急流还是缓流。 30、有一虹吸管(如图)。已知管径 d=10 cm，h 1=1.5 m，h 2=3 m，不计水头损失，取动能校正系数 1。求断面 cc 中心处的压强 pc。 32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽 b3.0 m，闸门开度 e=0.5 m，闸前水深 H6.0 m，闸孔流量系数 =0.556，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量 Q。 33、某单孔 WES 型实用堰，孔净宽=18.0 m，上游堰高 P=35m，堰顶水头 H=3.2m，已知实用堰
21、的流量系数 m=0.502 ，不考虑侧收缩系数影响。堰下游收缩断面的水深 hc=0.5m，收缩断面的宽为 54m，下游水位低于堰顶，下游水深 ht=3.5m。（1） 求通过实用堰的流量 Q（2） 确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施？（3） 如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求？ 1534、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 =0.04，进口局部水头损失系数 =0.5，求泄流量 Q 。(按短管计算) 35、图示左边为一封闭容器，盛有密度 1 21000kg/m 3 的水，深度 h1 =
22、3 m 。容器侧壁装有一测压管，H= 0.5 m。右边为敞口盛水容器，水深 h2=2.2 m。求中间隔板 A、 B、 C 三点的压强。 ( 10 分)36 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量 Q = 10 l/s，d 1 =5 cm， p1 =78.4 Pa，如果使 断面产生真空压强为 6.37kPa，问 d2 应为多少？（不计水头损失） （ 10 分)237、有一矩形断面渠道，底宽 b1.5m ，底坡 i0.0004，糙率 n0.014，当槽中均匀流水深 h0=1.7m 时，试求通过的流量 Q , 并判别是急流还是缓流。 h2v1638、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽 b =18 m ，流量 Q =265 m3/s ，坝下收缩断面处水深 h c = 1.1m 当坝下游水深 h t =4.7 m 时，问：（1） 、坝下游发生何种形式的水跃？ （2） 、是否需要修建消能工？ H
