水力学复习题及答案1

5、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B＝3m。

6、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 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数 λ=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H 。

7、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两端测压管水头差△h＝0.63cm，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。 8、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b＝3m。 闸前水深H＝4m，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。 9、已知如图所示水平安装的文丘里流量计， 已测得压强

p11d11p1γ22hvB 水 A Δh ?=0.5m，

p2?=-0.2m，水管的横 d2断面积A1=0.002m2，A2=0.001m2, 不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量 Q为多少？ 10、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？

11、有一矩形断面渠道底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q 。

12、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2 m，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p1=40kN/m2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q＝0.1m3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。（取动能校正系数和动量修正系数均为1）

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D 1 2 2 13、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B＝2m。

A H B

14、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。 19、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m， 门重G=9800N，α=60°，h1 =1m，h2=1.73m。 试求：下游有水时启门力T，

15、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10 cm，d2=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管壁上的力。

16、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。

17、有一矩形断面渠道均匀流，底宽 b =10 m，水深 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。 23、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10 cm，h1=1.5 m，h2=3 m，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。求断面c－c中心处的压强pc。

24、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λ=0.04，进口局部水头损失系数ζ=0.5，求泄流量 Q 。(按短管计算)

25、图示左边为一封闭容器，盛有密度 ?1＝?2＝1000kg/m3 的水，深度 h1 = 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)

26 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l/s，d1 =5 cm， p1 =78.4 Pa，如果使2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)

1d11p1γ22hvd2

37、有一矩形断面渠道，底宽b＝1.5m，底坡i＝0.0004，糙率n＝0.014，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。

四、综合复习题 1、选择题：

（1）在水力学中，单位质量力是指（ ）答案：c

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（ ）答案：d a、重合； b、平行 c、斜交； d、正交。 （3）水力学中的一维流动是指（ ）答案：d 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。

（4）有压管道的管径d与管流水力半径的比值d /R=（ ）答案：b a、8； b、4； c、2； d、1。

（5）同种液体通过两根相同长度，但粗糙高度不同的等直径长直管道，当雷诺数Re相同时，它们的水头损失在（ ）内是相同的。 答案：a、b、c

a、层流； b、层流至紊流过渡区； c、紊流光滑区； d、紊流过渡区； e、紊流粗糙区

（6）在缓坡明渠中不可能发生的流动是（ ）答案：a、c、d a、均匀缓流； b、均匀急流； c、非均匀缓流； d、非均匀急流。 （8）渗流研究的对象是（ ）的运动规律答案：a a、重力水； b、毛细水； c、气态水； d、薄膜水。 2、判断题：

（1）任意受压面上的平均压强等于该受压面形心处的压强。（ ） 答案：错误 （2）水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（ ） 答案：错误 （3）同样条件下直接水击比间接水击更不安全。（ ） 答案：正确 （5）在正坡非棱柱渠道内可以形成均匀流。（ ） 答案：错误 （6）矩形断面水力最佳断面的宽深比β=2。（ ） 答案：正确 （7）明槽水流的断面比能沿流程总是减小的。（ ） 答案：错误

（8）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。（ ） 答案：错误 3、问答题：

（1）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。

答案：均匀流的断面平均流速水头和压强水头沿程不变，但水流运动总要消耗能量，因此从能量方程来分析，只能消耗位能克服水流阻力。所以均匀流只能产生在正坡渠道中。 4、作图题：

定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同) 。

解：