2011水力學試卷A答案

附件12011級水力學課程試題（A卷答案）題號—二三四五六七總分分數(shù)分數(shù)評卷人合分人： 復查人： 一、概念題：（共10分） 分數(shù)評卷人1是非題（每小題1分，共5分）說明1:認為陳述正確的在括號內打“丁”否則在括號內打“X”)1）靜水壓強與作用面垂直。(V)2）流線分布越密的地方流動越快。(V)3）跡線不能交叉。(X)4）測壓管水頭線高于管軸線說明管道內壓強為負。(X)5）發(fā)生局部水頭損失的斷面附近流動為急變流。(V)2填空題（每空1分，共5分）（1）謝才系數(shù)可按式（C=-R1/6 ）計算，其量綱是（[L1/2T-1] ）。np（2）均勻流的z+ 值沿程（減?。?。rg分數(shù)評卷人上游）傳播，又能向（下游）傳播。（3）緩流中擾動波既能向（上游）傳播，又能向（下游）傳播。二、簡述題：（共30分）1寫出圓管流動雷諾數(shù)表達式，其臨界雷諾數(shù)為何？（5分）Re=vR/v, Rec=575Re=vd/v， Rec=23002寫出以摩阻流速為特征速度，以管壁粗糙度為特征長度構成的雷諾數(shù)，并簡述其作用。（5分）Re*=v*ks/v，可用Re*紊流判別壁面類型。*3.在下圖1尼古拉茲試驗曲線上定性劃分沿程阻力系數(shù)X的分區(qū)（標出各區(qū)的名稱），并指出各區(qū)九的定性變化規(guī)律（10）圖1尼古拉茲試驗曲線尼古拉茲試驗曲線上沿程阻力系數(shù)九的變化劃分為5個分區(qū)區(qū)：層流區(qū)，九=64/Re區(qū)：層流向紊流過渡區(qū),九?Re區(qū)：紊流水力光滑區(qū),，九?Re區(qū)：紊流過渡粗糙區(qū),九?Re,ks/d區(qū)：紊流水力粗糙區(qū)，或稱阻力平方區(qū)，該區(qū)九只與ks/d有關

4．簡述在什么條件下可能發(fā)生明渠均勻流。（10分）（l）i>0,（2）棱柱體明渠，（3）長直渠道，（4）n,Q沿程不變。（5）遠離控制建筑物分數(shù)評卷人分析與計算題：（共60分））圖2TOC\o"1-5"\h\zd2分析與計算題：（共60分））圖2Px=pgb(d2- )=661.5KN\o"CurrentDocument"4兀d2 兀\o"CurrentDocument"Pz=pgb=(9.8X3XX42)=346.36KN16 4P=JPx2+Pz2=746.7KN2． 圖3所示，輸水明渠穿越道路，采用圓管倒虹吸，已知管徑為d=2m,,管長為l=50m，沿程阻力系數(shù)為入=0.0015；局部水頭損失系數(shù)為Z=0.5、Z=Z=0.2、Z=1.0；上、下水位差為H=0.3m,不計行近流速水頭：2 3 4（1）在原圖上定性繪出總水頭線和測壓管水頭線。（4分）（2）試計算該倒虹吸過水能力Q。（8分）圖31）原圖上定性總水頭線和測壓管水頭線見圖3（2）按短管計算過水能力Q1 兀d2jQ=i rvgH:九+G+g+g+gd12 3 4卩= 1 =0.71841 ?d〃嚴2匕3匕4Q=卩比J2gH=2.4249卩=1.742m3/s1 4y i3為確定一新型閥門在開度a下的局部水頭損失系數(shù)，將閥門安裝在長等直徑直管上，構成如圖4所示意的實驗裝置，已知管徑d,測得閥門附近上、下游測壓管水頭差h,通過的流量為Q,試計算對應的局部水頭損失系數(shù)￡。（10分）圖4

4.如圖5所示兩管并聯(lián)于A、4.如圖5所示兩管并聯(lián)于A、B兩點，已知兩管長L1和L2及比阻al和a2,試計算兩管流量分配比Q1/Q2。（5分）QABQ12alQ25?—道路排水溝，按均勻流設計成矩形水力最佳（優(yōu)）斷面，設計流量1.0m3/s,底坡為i=0.001,糙率為n=0.017,計算過水斷面尺寸，并判斷發(fā)生的均勻流是急流還是緩流。（16分）解：根據(jù)水力最優(yōu)條件：B=—=P=2（J1+m2一m）=2hh由此得：A=bh=2h2 R=h/2_r帶入均勻流方程Q=AC、/R=-AR2/3得:nQ=—（卩+m）h2（h/2）2/3=—（卩+m）h8/3（1/2嚴nh nh解得均勻流水深：22/3nQ解得均勻流水深：h=[ ]3/8=0.7266m（0）儀h底寬：—=0h=2h=1.453mhFr=0.126<1均勻流是緩流q=Q/—=1/1.453=0.6882m3/s—m

Fr=0.126<1均勻流是緩流3-P/H0.46+0.75P/H計算）。（5分）圖66一直角進口寬頂堰，堰高P=1m，堰寬b=3m，與上游引渠等寬；下游水位低于堰頂，堰3-P/H0.46+0.75P/H計算）。（5分）圖6解：根據(jù)題意為無側收縮自由溢流寬頂堰Q二mbgHo2m=0.32+0.01m=0.32+0.013-P/H0.46+0.75P/H=0.32+0.01x2.4306=0.3443Q二4.5729H；0Q=