水利水电专水力学作业

发布时间:2021-07-07   来源:文档文库   
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水利水电专《水力学》作业

学员请注意:
每章必须用稿纸做:1210日前和其它作业一起交电大,不交者考试成绩为0分。

1、选择题:〔每题2分〕
1〕在水力学中,单位质量力是指〔
a、单位面积液体受到的质量力;b、单位体积液体受到的质量力; c、单位质量液体受到的质量力;d、单位重量液体受到的质量力。

2〕在平衡液体中,质量力与等压面〔
a、重合; b、平行 c、相交; d、正交。

3〕液体中某点的绝对压强为100kN/m,那么该点的相对压强为
a1 kN/m b2 kN/m c5 kN/m d10 kN/m 4〕水力学中的一维流动是指〔 a、恒定流动; b、均匀流动;
c、层流运动; d、运动要素只与一个坐标有关的流动。

5〕有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R= a8 b4 c2 d1

6〕液体流动的沿程水力摩擦系数边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关,即可以判断该液体流动属于
a、层流区; b、紊流光滑区; c、紊流过渡粗糙区; d、紊流粗糙区
7〕突然完全关闭管道末端的阀门,产生直接水击。水击波速c=1000m/s,水击压强水头22222

H=250m,那么管道中原来的流速v0
a1.54m b 2.0m c 2.45m d3.22m 8〕在明渠中不可以发生的流动是〔 a、恒定均匀流; b、恒定非均匀流; c、非恒定均匀流; d、非恒定非均匀流。
DOC.

9〕在缓坡明渠中不可以发生的流动是〔
a、均匀缓流; b、均匀急流; c、非均匀缓流; d、非均匀急流。

10〕底宽b=1.5m的矩形明渠,通过的流量Q =1.5m/s,渠中某处水深h = 0.4m,那么该处水流的流态为
a 缓流; b、急流; c、临界流;
11〕闸孔出流的流量Q与闸前水头的H 〕成正比。 a1次方 b2次方 c3/2次方 d1/2次方 12〕渗流研究的对象是〔 〕的运动规律。 a、重力水; b、毛细水; c、气态水; d、薄膜水。 13〕测量水槽中某点水流流速的仪器有
a、文丘里计 b、毕托管 c、测压管 d、薄壁堰
14〕按重力相似准那么设计的水力学模型,长度比尺λL=100,模型中水深为0.1米,那么原型中对应点水深为和流量比尺为
a 1米,λQ =1000 b10米,λQ =100 c1米,λQ =100000 d10米,λQ=100000

2、判断题:〔每题2分〕
1〕任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。 2〕水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 3〕水力粗糙管道是表示管道的边壁比拟粗糙。 4〕粘滞性是液体产生水头损失的内因。 5〕同样条件下直接水击比间接水击更不安全。 6〕在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。 7〕矩形断面水力最正确断面的宽深比β=2 8〕断面比能沿流程总是减小的。

9〕在流量和渠道断面形式一定的条件下,跃前水深越大,跃后水深也越大。 10〕渗流达西定律适用的条件是恒定均匀层流渗流,并且无渗透变形。 (
3、填空题:〔每题2 4分〕
1 牛顿内摩擦定律适用的条件是和。

2 液体中某点的绝对压强为100kN/m那么该点的相对压强为kN/m真空度为。

3 只受重力作用,静止液体中的等压面是
2
2
3
DOC.

4 
水流在明渠中的流态为缓流时,其水深hhk,弗汝德数Fr1
〔填写 符号〕
5 在流量不变的条件下,水跃的跃前水深越小,那么水跃的跃后水深越

6 根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为

7 在水击计算中阀门关闭的时间Ts水击相长Tr的水击,称为水击,把TsTr的水击称为水击。

(9 a2型水面曲线是发生在 坡上的 〔指急流或缓流〕的水面线,这时弗汝德Fr沿程 〔指增大、减小或不变〕

(10 溢流堰的过堰流量与堰顶水头的 次方成正比。
11 泄水建筑物下游发生远驱水跃时,下游收缩断面水深hc的共轭水深hc游河道的水深,填写 符号
(12 按重力相似准那么设计的溢流坝水力模型,长度比尺λL=25,当模型中某点的流速为v m= o.8m/s,那么原型中对应点的流速为vp=m/s

4、问答题:〔每题3 4分〕
1〕什么是理想液体?为什么要引入理想液体的概念? 2“均匀流一定是恒定流〞,这种说法是否正确?为什么? 3〕简述尼古拉兹实验中沿程水力摩擦系数λ的变化规律。 4〕为什么舍齐公式 vCRi只适用于阻力平方区? 5〕流动相似的含义是什么?
6〕从力学意义上解释明渠均匀流只能在正坡渠道中产生的原因。 7〕分析水面曲线时,如何寻找急流和缓流的控制断面? 8〕在渗流计算中达西定律与杜比公式有何区别? 5、作图题:
1 定性绘出图示管道〔短管〕的总水头线和测压管水头线。 (5

v0=0 ’’ht(ht为下DOC.
线
线
v0=0 解:
2〕定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线,并注明曲线名称与流态。(各渠段均充分长,各段糙率一样 (5
Ki 1<iKi 2<iKKi 3>iK
解:
N1
K
缓流a1N1
缓流b1N3b2急流i 1<iKi 2<iKi 3>iKKN3
6、计算题:
1 图示一跨河倒虹吸管,正方形断面面积为A=0.64 m2,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ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水力摩擦系数λ=0.024,上下游水位差H=3m。求通过的流量 Q ? 10分〕

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 lv2 (5 Hhw(4R2gDOC.
计算方形管道断面的水力半径和局部水头损失系数
R
A
0.2m , 0.220.51.01.9
将参数代入上式计算,可以求解得到
v4.16m/s , QvA2.662m3/s (5 即倒虹吸管内通过的流量为2.662m/s

2〕从水箱接一橡胶管道与喷嘴(如图。橡胶管直径D=7.5cm,喷嘴出口直径d=2.0cm。水H=5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强3p=4.9Ncm2。如用手握住喷嘴,需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取动能校正系数和动量校正系数均为1 15分〕

解:以过喷嘴中心的水平面为基准面,列水箱渐变流断面11和喷嘴出口断22的能量方程
vH000020.5 (5
2g求得喷嘴出口流速和流量为 v222g59.9ms
m3Qv2A20.000314橡胶管道内的流速为
s (1.5 v3
Q0.706m(1
sA3对于喷嘴建立x方向的动量方程

p3A3RQ(v2xv3xRp3A3Q(v2v3187.79N (6.5 水流对喷嘴冲击力为RR即为手握喷嘴所需之力。 (1 DOC.
3 有一梯形渠道,底宽b =10 m水深h = 3 m边坡为 1:1糙率n = 0.014底坡i=0.001如流动在紊流粗糙区,求通过的流量Q (9
解:计算渠道断面水力要素, 过流断面面积 Abhmh湿周 水力半径239m2 (1.5
xb21m2h18.49m(1.5
A2.11m(1 x111舍齐系数CR680.90m2/s(2
nR通过的流量 Q = AC (Ri
4〕某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。渠宽B18m,流量Q265m/s,坝下收缩断面处水深30.5 = 144.93 m/s (3
3hc=1.1m,当坝下游水深ht=4.7m时,问:( 12
1〕坝下游是否发生水跃? 4分〕 2〕如发生水跃,属于何种形式的水跃? 4分〕
3 是否需要修建消能工?假设需要修建消能工,估算消力池深。 4分〕 解:1计算临界水深hk,判断收缩断面和下游水流流态,
q = Q/B =265/18 =14.72 m3/sm hk3q2214.7232.81m g9.8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hc
"hcq2(181
3hc"2ghc1.114.722(1815.81m 29.81.13因为 hcht ,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。 估算消力池深d,取水跃淹没系数 j 1.05 那么池深约为 d = jhc-ht =1.055.81 4.7 = 1.40 m

"
"

DOC.

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/d3e70d40df3383c4bb4cf7ec4afe04a1b171b025.html

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