水利水電專水力學(xué)作業(yè)

1、學(xué)員請注意:水利水電專每章必須用稿紙做: 試成績?yōu)?分。12月10日前和其它作業(yè)一起交電大，不交者考1、選擇題：每題2分b、單位體積液體受到的質(zhì)量力;d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。1在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指 a、單位面積液體受到的質(zhì)量力; c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力;2在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面a、重合;b、平行 c、相交； d、正交。3液體中某點的絕對壓強(qiáng)為100kN/m 2,那么該點的相對壓強(qiáng)為a、1 kN/m 2 b、2 kN/m 2 c、5 kN/m 2 d、10 kN/m 24水力學(xué)中的一維流動是指a、恒定流動；b、均勻流動；c、層流運(yùn)動；d、運(yùn)動要素只與一個坐標(biāo)有關(guān)的流動。5

2、有壓管道的管徑 d與管流水力半徑的比值 d /R=a、8; b、4; c、2; d、1。6液體流動的沿程水力摩擦系數(shù)與邊壁相對粗糙度和雷諾數(shù)Re都有關(guān)，即可以判斷該液體流動屬于a、層流區(qū)；b、紊流光滑區(qū)；c、紊流過渡粗糙區(qū)；d、紊流粗糙區(qū)7突然完全關(guān)閉管道末端的閥門，產(chǎn)生直接水擊。水擊波速c=1000m/s,水擊壓強(qiáng)水頭H = 250m ,那么管道中原來的流速 V0為a、b、c、d、8在明渠中不可以發(fā)生的流動是a、恒定均勻流；b、恒定非均勻流；c、非恒定均勻流；d、非恒定非均勻流。9在緩坡明渠中不可以發(fā)生的流動是。a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。10底寬b=1.5m

3、的矩形明渠，通過的流量 Q 3/s,渠中某處水深h = 0.4m,那么該處水流的流態(tài)為a、b、急流；c、臨界流;11閘孔出流的流量 Q與閘前水頭的H成正比。a、1次方b、2次方c、3/2次方d、1/2次方12滲流研究的對象是的運(yùn)動規(guī)律。a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。13測量水槽中某點水流流速的儀器有a、文丘里計b、畢托管c、測壓管 d、薄壁堰14按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計的水力學(xué)模型，長度比尺入l=100,模型中水深為，那么原型中對應(yīng)點水深為和流量比尺為a、1 米，入 q =1000;b、10 米，入 q =100;c、1 米，入 q =100000;d、10 米，入 q =100

4、000。2、判斷題：每題2分1任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。2水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動。3水力粗糙管道是表示管道的邊壁比擬粗糙。4粘滯性是液體產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。5同樣條件下直接水擊比間接水擊更不平安。6在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。7矩形斷面水力最正確斷面的寬深比3=2。8斷面比能沿流程總是減小的。9在流量和渠道斷面形式一定的條件下，躍前水深越大，躍后水深也越大。10滲流達(dá)西定律適用的條件是恒定均勻?qū)恿鳚B流，并且無滲透變形。()3、填空題：每題24分(1) 牛頓內(nèi)摩擦定律適用的條件是 和。(2) 液體中某點的絕對壓強(qiáng)為 100kN/m2 , 那么該點的相

5、對壓強(qiáng)為kN/m2,真空度為(3) 只受重力作用，靜止液體中的等壓面是。O(4) 實際液體在流動時產(chǎn)生水頭損失的兩個主要原因是，O水流在明渠中的流態(tài)為緩流時，其水深hhk,弗汝德數(shù)Fr 1。填寫、符號(5) 在流量不變的條件下，水躍的躍前水深越小，那么水躍的躍后水深越。O(6) 根據(jù)管道水頭損失計算方法的不同，管道可以分為和。(7) 在水擊計算中閥門關(guān)閉的時間T S水擊相長Tr的水擊，稱為水擊，把Ts Tr的水擊稱為水擊。(9)a2型水面曲線是發(fā)生在坡上的流指急流或緩流的水面線，這時弗汝德數(shù)Fr沿程指增大、減小或不變O(10)溢流堰的過堰流量與堰頂水頭的次方成正比。11泄水建筑物下游發(fā)生遠(yuǎn)驅(qū)水

6、躍時，下游收縮斷面水深hc的共軻水深hcht(ht為下游河道的水深，填寫、符號)(12)按重力相似準(zhǔn)那么設(shè)計的溢流壩水力模型，長度比尺入l=25,當(dāng)模型中某點的流速為v m =o.8m/s ,那么原型中對應(yīng)點的流速為vp=m/s 。4、問答題：每題34分1什么是理想液體？為什么要引入理想液體的概念？2“均勻流一定是恒定流，這種說法是否正確？為什么？3簡述尼古拉茲實驗中沿程水力摩擦系數(shù)入的變化規(guī)律。4為什么舍齊公式 v CRi只適用于阻力平方區(qū)？5流動相似的含義是什么？6從力學(xué)意義上解釋明渠均勻流只能在正坡渠道中產(chǎn)生的原因。7分析水面曲線時，如何尋找急流和緩流的控制斷面？8在滲流計算中達(dá)西定律與

7、杜比公式有何區(qū)別？5、作圖題:1定性繪出圖示管道短管的總水頭線和測壓管水頭線。(5分)D v0=02定性繪出圖示棱柱形明渠內(nèi)的水面曲線，并注明曲線名稱及流態(tài)。（各渠段均充分長,各段糙率相同）（5分）1圖示一跨河倒虹吸管，正方形斷面面積為A=0.64 m2,長l =50 m ,兩個30°折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為I1, I 2，I 3,沿程水力摩擦系數(shù)入，上下游水位差H=3m。求通過的流量 Q ? 10分解：按短管計算，取下游水面為基準(zhǔn)面，對上下游渠道內(nèi)的計算斷面建立能 量方程（5分）計算方形管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù)R 0.2m ,0.2 2 0.5 1.0

8、1.9將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到3 .,v 4.16m/s , Q vA 2.662m /s （5 分）即3/s。2從水箱接一橡膠管道及噴嘴（如圖）。橡膠管直徑 D,噴嘴出口直徑 d。水頭H =5.5 m。由水箱至噴嘴的水頭損失hw =。用壓力表測得橡膠管與噴嘴接頭處的壓強(qiáng)p = cm2。如用手握住噴嘴，需要多大的水平力R,行近流速v0=0,取動能校正系數(shù)和動量校正系數(shù)均為1。15 分解：以過噴嘴中心的水平面為基準(zhǔn)面，列水箱漸變流斷面面22的能量方程2v2H 0 0 0 0- 0.52g求得噴嘴出口流速和流量為v2 12 g 5 9.9吸Q v2 A20.000314 m，橡膠管道內(nèi)的流

9、速為v30.706m/1-1和噴嘴出口斷（5分）分）（1分）對于噴口f建立x方向的動量方程F.p3A3 RQ（V2x V3x）Rp3A3Q（v2 v3） 187.79N（6.5 分）水流對噴嘴沖擊力為R R即為手握噴嘴所需之力。（1分）3有一梯形渠道，底寬 b =10 m,水深h = 3 m,邊坡為1:1,糙率n ,底坡i=0.001。如流動在紊流粗糙區(qū)，求通過的流量Q。（9分）解：計算渠道斷面水力要素，過流斷面面積A bh mh239m2（1.5分）濕周x b 2,1 m2 h 18.49 m（1.5 分）水力半徑R - 2.11 m（1分）x舍齊系數(shù)Cr16 80.90m2/s（2分）n通

10、過的流量Q = AC （Ri）0.5 = 144.93 m3/s（3 分）4某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。渠寬 B=18m,深hc=1.1m,當(dāng)壩下游水深 ht=4.7m時，問:流量Q=265m3/s,壩下收縮斷面處水（12 分）4分1壩下游是否發(fā)生水躍?2如發(fā)生水躍，屬于何種形式的水躍?4分4分3）是否需要修建消能工？假設(shè)需要修建消能工，估算消力池深。解：1）計算臨界水深hk,判斷收縮斷面和下游水流流態(tài), q = Q/B =265/18 =14.72 m 3/smh214.722.81m9.8因為收縮斷面水深hc =1.1 m hk為急流，下游水深 ht=4.7m hk為緩流,所以溢流壩下游必