水力學(xué)復(fù)習(xí)題

1、水力學(xué)重修復(fù)習(xí)題1.如圖，試由多管壓力計(jì)中水銀面高度的讀數(shù)確定壓力水箱中A點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)。（所有讀數(shù)均自地面算起，其單位為米）（參考分?jǐn)?shù)：8分）解：由連通器原理可知（均采用相對(duì)壓強(qiáng)）pA+水（2.50.9）= p1 p2 +水銀（2.00.9）= p1p3水（2.00.7）= p2p3 =水銀（1.80.7）由上解得 pA= 27m水柱2. 以U型管測(cè)量A處水壓強(qiáng)，h1=0.15m，h2=0.3m，水銀的133280N，當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)，求A處絕對(duì)壓強(qiáng)。解：由水水銀，有水水銀3. 如圖，涵洞進(jìn)口裝有一圓形平板閘門，閘門平面與水平面成60，鉸接于B點(diǎn)并可繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，門的直徑d=1m，門的中心位于上

2、游水面下4m，門重G=980N。當(dāng)門后無水時(shí)，求從A處將門吊起所需的力T。（其中Jcx=r4/4）（參考分?jǐn)?shù)：14分）解：閘門所受水的總壓力 P=hcA=9.840.50.5 =30.79kN壓力中心D到B的距離 B到T的垂直距離 B到G的垂直距離 根據(jù)理論力學(xué)平衡理論4. 如圖，圓弧形閘門長(zhǎng)L=2m，弧ABC直徑D=2m，上下游水深分別為H1=2m，H2=1m，試求圓弧形閘門上所受的靜水總壓力。（參考分?jǐn)?shù)：12分）解：閘門所受的水平分力為上下游水對(duì)它的力的代數(shù)和，方向向右即：閘門所受的垂直分力為Pz，方向向上 閘門所受水的總壓力 總壓力的方向 6. 如圖，水從敞口水池沿一截面有變化的管路排出

3、，若質(zhì)量流量qm15kg/s，d1100mm，d275mm，不計(jì)損失，試求所需的水頭H以及第二管段中央M點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)。解：取管中心軸為基準(zhǔn)面，列自由液面與出口斷面的能量方程其中： 故 H0.588m又列自由液面與M處斷面的能量方程其中 故 pm3.94kPa7. 如圖所示，水池通過直徑有改變的有壓管道泄水，已知管道直徑d1125mm，d2100mm，噴嘴出口直徑d380mm，水銀壓差計(jì)中的讀數(shù)h180mm，不計(jì)水頭損失，求管道的泄水流量Q和噴嘴前端壓力表讀數(shù)p。解：以出口管段中心軸為基準(zhǔn)，列1-1、2-2斷面的伯努利方程因 聯(lián)解總流連續(xù)性方程 列壓力表所在斷面及3-3斷面的伯努利方程因壓力表所

4、在斷面的管徑與2-2斷面的管徑相同，故則壓力表讀數(shù) 8. 如圖所示，已知離心泵的提水高度z20m，抽水流量Q35L/s，效率10.82。若吸水管路和壓水管路總水頭損失hw1.5mH2O，電動(dòng)機(jī)的效率20.95，試求：電動(dòng)機(jī)的功率P。解：以吸水池面為基準(zhǔn)，列1-1、2-2斷面的伯努利方程由于v10，v20，并且p1p20，則故電動(dòng)機(jī)的功率 9. 如圖所示，水平方向的水射流以v06m/s的速度沖擊一斜置平板，射流與平板之間夾角60，射流過流斷面面積A00.01m2，不計(jì)水流與平板之間的摩擦力，試求：（1）射流對(duì)平板的作用力F；（2）流量Q1與Q2之比。解：（1）求射流對(duì)平板的作用力F列y軸方向的動(dòng)

5、量方程其中 代入動(dòng)量方程，得平板對(duì)射流的作用力則射流對(duì)平板的作用力（2）求流量Q1與Q2之比列x軸方向的動(dòng)量方程分別列0-0、1-1斷面及0-0、2-2斷面的伯努利方程，可得因 代入上式，解得 10. 兩水箱之間用三根不同直徑相同長(zhǎng)度的水平管道1，2，3相連接。已知d=10cm，d=20cm，d=30cm，=0.1/，三管沿程阻力系數(shù)相等，求q，q。 解: 并聯(lián)管路的水力損失相等, 而, 在三管相等且等長(zhǎng)的條件下, 有 或由此可得11. 用等直徑直管輸送液體，如果流量，管長(zhǎng)，液體粘性均不變，將管道直徑減小一半，求在層流狀態(tài)下壓強(qiáng)損失比原來增大多少倍。解：對(duì)層流由此可知, 將管道直徑減小一半時(shí),

6、 壓強(qiáng)損失比原來增大16倍。12.水從一水箱經(jīng)過水流管流入另一水箱，管道為尖銳邊緣入口，該水管包括兩段：d1=10 cm，l1=150 m，1=0.030，d2=20 cm，l1=250 m，2=0.025，進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)1=0.5，出口局部水頭損失系數(shù)2=1.0。上下游水面高差H=5 m。水箱尺寸很大，設(shè)箱內(nèi)水面不變。試求流量Q。解 兩管連接處，管道突然擴(kuò)大，其局部阻力系數(shù)為. 以管軸為中心的基準(zhǔn)面，選取漸變流斷面1-1,2-2，列1-2斷面能量方程： 代入數(shù)據(jù)，則v2=0.357 m/s Q=v2A2=0.0112 m3/s13.一水箱用隔板分成A、B兩室（如圖所示），隔板上開一直徑

7、為d1=5 cm的孔口，在B室底部裝一圓柱形外管嘴，其直徑d2=4 cm。已知H=5 m，h3=1 m，A、B兩室的水位不變。試求：（1）h1,h2;（2）流出水箱的流量Q。 解：(1)求h1,h2：A、B兩室水位不變則有孔口流量Q1和管嘴流量Q2相等，即Q1=Q2解得 (2)求流量Q： 14.有一土渠n=0.017，邊坡系數(shù)m=1.5，已知流量Q=30m3/s。為滿足航運(yùn)要求，水深取2m，流速取0.8m/s。是設(shè)計(jì)底寬b及渠道底坡i。解 故 由公式15. 平底矩形斷面渠道發(fā)生水躍時(shí)，其躍前水深h1=0.3 m，流速v1=15 m/s，求：（1）水躍躍后水深h2和流速v2；（2）水躍的能量損失

8、；（3）水躍高度a(a=h2-h1)解 （1） （2） （3）16. 棱柱體渠道的各段都充分長(zhǎng)，糙率n均相同，渠道各段的底坡如圖所示。當(dāng)通過的流量為Q時(shí)，試判別渠道中的水面曲線是否正確。如不正確，試進(jìn)行改正。解 圖（a）（b）均有錯(cuò)誤，改正如下。17.矩形斷面渠道，上、下兩段寬度相等，底坡，當(dāng)單寬流量時(shí)，正常水深分別為，試問該渠道能否發(fā)生水躍？解： 渠道1：，陡坡，遠(yuǎn)處均勻流為急流；渠道2：，緩坡，遠(yuǎn)處均勻流為緩流。急流、緩流必以水躍銜接。18.有一無側(cè)收縮寬堰自由出流，堰前緣修圓，水頭m，上、下游堰高均為0.5m，堰寬2.5m。求過堰流量Q。（，不計(jì)行近流速）解：由已知條件，得到，19. 為實(shí)測(cè)某區(qū)域內(nèi)土壤滲流系數(shù)k值，今打一到底普通井進(jìn)行抽水試驗(yàn)，如圖所示，在井的附近（影響半徑范圍內(nèi)）設(shè)一鉆孔，距井中心為r=80 m，井半徑為r0=0.20 m。測(cè)得抽水穩(wěn)定后的流量為Q=2.510-3 m3/s，井中水深h0=2.0 m，鉆孔水深h=2.8 m。求土壤的滲流系數(shù)k。解 20.在厚為t=9.8 m的粗砂中有壓含水層中打一直徑為d=152 cm的井。