水力学题库

都不对。 49.按重力相似准则设计模型，若几何比尺为100，则流速比尺为 ( ) A.100; B.10; C.20; D.50。 50(紊流粗糙区的水头损失与流速成 ( ) A. 一次方关系; B.二次方关系; C. 1.75,2.0次方关系 。 51.雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数 ， ， A. 急流和缓流 ; B. 均匀流和非均匀流 ; 9 C. 层流和紊流; D. 恒定流和非恒定流。 52. 盛水容器 a 和 b 的测压管水面位置如图 (a)、(b) 所示，其底部压强分别为 p和 p。ab若两容器内水深相等，则 p和p的关系为 ( ) ab A. p > p B. p < p C. p = p D.无法确定 ababab 53. 紊流中粘滞底层厚度 , 比绝对粗糙高度 , 大得多的壁面称为 ( ) A.光滑面 B.过渡粗糙面 C.粗糙面 D.以上答案均不对 54.下列可能发生明渠均匀流的渠道是( )。 A.正坡棱柱形渠道 B.正坡非棱柱形渠道 C.平坡棱柱形渠道 D.负坡棱柱形渠道 55. 在图示并联管道中，当流量时，则管段1和管段2的水头损失与的关hhq,qf1f2v1v2 系是 ( ) A., B., C., D.无法确定 hhhhhhf1f2f1f2f1f2 56.若水力最优矩形断面的水深为1.2米，其宽度为( ) A(0.6m B(1.2m C(1.8m D(2.4m 57. 图示容器内有一放水孔，孔口设有面积为A的阀门ab，容器内水深为h，阀门所受 静水总压力为 ( ) A.0.5γhA;B.γhA ; C.0.5γh2A; D.γh2A 10 58.进行石油输送管路的水力模型试验，要实现动力相似，应选的相似准则是( )。 A.雷诺准则 B.弗劳德准则 C.欧拉准则 D.以上都不是 59.串联管道各串联管段的:( ) A.水头损失相等; B.总能量损失相等; C.水力坡度相等; D.所通过的流量相等。 60.如图，并联长管管段1、2、3在A、B之间的水头损失是:( ) 五、绘图题 1.绘出图中AB面上静水压强分布图. 11 12 2. 绘出图中二向曲面上的压力体。 13 六.计算题: 1.如图所示:为矩形断面平坡渠道中水流越过一平顶障碍物,已知渠宽b=1.2m,上游断面水深h1=2.0m,障碍物顶部2-2断面水深h2=0.5m,已测得v1=0.4m/s,试求水流对障碍物迎水面的冲击力R. 02.已知:图中所示平面AB,宽1m,倾角为45,左侧水深h=3m右侧水深,h=2m,求静水总压12力及其作用点. 14 3.一铅垂形闸门如图所示,已知:h1=1m.h2=2m,闸门宽度b为1.5m, 试求:水对闸门平面上静水总压力的大小及其作用点的位置. 4.水流从喷嘴中水平射向一相距不远的静止垂平板,水流随即在平板上向四周散开,已知射流流量Q为30 L/s，射流流速V为20 m/s，试求射流对平板的冲击力R. 5.有一矩形平面闸门，宽度b=2m，两边承受水压力，如图所示。已知h=4m，h=8m。12求闸门上静水总压力的大小及其作用点的位置。 6.某一水池，通过一根管径d =100mm，管长ι=800m的管道，恒定地放水(见图)。已知水池水面和管道出口高差H=20m，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数 15 ξ=ξ=0.3， 管道是直角进口(ξ=0.5)，管道全长的沿程阻力系数λ=0.025，试求通123 过管道的流量。 7.长2.0km的梯形土渠，其渠底总落差?Z=8.0m，渠宽b=3m, h=0.8m, m=1.5, n=0.03，0 按土渠土质查得v=1.5m/s,试校验该渠道是否会发生冲刷 不冲 38.一矩形渠道，断面宽b=5m, 通过流量Q=17.25m/s，渠内水深h=1.5m,求此渠道的临界水深h，并判别水流流态。 k ,,60:9.已知一射流在平面上以速度v冲击一斜置平板，平板和射流的夹角，如不考虑 Q1,3水头损失，试证明两分流的流量比。(不考虑水流和平板的摩擦力.) Q2 16 10.求淡水自由表面下2 m深度处的绝对压强和相对压强(认为自由表面的绝对 压强为1工程大气压)。 11.蒸汽机车的煤水车如图所示由一直径d=150mm，长ι=80m的管道供水，管道中有两个闸阀和四个直角弯头(λ=0.03，闸阀全开ξ=0.12，弯头ξ=0.48),进口ξ=0.5。已vbc 3知煤水车的有效容积V=25m，水塔具有水头H=18m。试求煤水车充满水所需的最短时间。 312.一矩形渠道，断面宽b=6m, 通过流量Q=30m/s，渠内水深h=2.0m,求此渠道的临界水深h，并判别水流流态。 k o13.一圆弧形闸门如图所示,圆心角φ为30,半径R为2.5m,宽度b为6m, 闸门转轴恰与水面齐平，求:水对闸门的总压力及对转轴的力矩。 14.如图所示，一矩形平板闸门AB，宽b=2m，与水平面夹角α=30?，其自重G=19.6kN，并铰接于A点。水面通过A点，水深h=2.1m，试求打开闸门的最大铅直拉力T。 17 15.有一半圆柱形外壳,浸没于水中,求作用在该壳上(单宽)的静水总压力的水平分力及铅垂分力的大小. 316.水流通过变截面弯管如图所示,已知弯管的直径d=25cm,d=20cm,流量为0.12m/s ,AB 断面A-A的相对压强为1.8个工程大气压,管子的中心线均在同一水平面上,求固定此弯管所需的力Fx和Fy,不计水头损失. 17.为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d=1.5m的虹吸管，当不计水头损失时，求虹吸管顶部s处的压强。 18 18. 设水流由水箱经水平串联管路流入大气，如图所示。已知AB管段直径d=0.25m，1 22VV12沿程损失h=0.4，BC管段直径d=0.15m，已知损失h=0.5，进口局部损失fAB2fBC2g2g 22VV12h=0.5，突然收缩局部损失h=0.32，试求管内流量Q。 j1j22g2g 19.图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A点以上的水深H,1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半 径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。 H RA O 图 R 示 圆 弧B 形 闸020.水平分岔管路,干管直径d1=600mm, 支管直径d2=400mmm,分岔角α=30,已知分岔前门 23A断面的压力表Pm=70KN/m,干管流量Q=0.6m/s,不计水头损失. B求 :水流对分岔管的作用力. ( 1 / 4 圆 ), A 点 以 上 19 的 水 深 21.从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失h= 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头w 2 处的压强p = 4.9N,cm。如用手握住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v=0，取动0能校正系数和动量校正系数均为1。 22. 某水平管路直径d=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径1 2d=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的相对压强p=49kN,m，管路内流速 2 v=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F (6分) 1 v 1 d 1 23.有一垂直立面90 ?弯管，1-1到2-2断面的轴线弧长 L=3.14m，两断面高程差 ?z = 22m，1,1 断面中心压强 p1 = 117.6 kN/m ，水头损失hw = 0.1m，管径 d =0.2m，Q = 0.06 3m/s，试求水流对弯管的作用力。 20 1 1 Δz 2 2 024.已知:图中所示平面AB,宽1m,倾角为60,上部受油压深度h=1.0m,下部受水压深度1 3h=2.0m,油的容重γ=8.0KN/m求作用在AB板上(单宽)的静水总压力及其 2 hab，2，，作用点的位置.(7分) ( 梯形形心点的位置L= C 3ab，，， 25.图中所示变直径管的直径d=320mm，d=160mm，流速υ=1.5m/s，υ为多少, 1212 21 26.一抽水机管系(如图)，要求把下水池的水输送到高池，两池高差15m，流量Q=30l/s， 2水管内径d=150mm。泵的效率η=0.76。设已知管路损失(泵损除外)为10v/(2g)，试p 求轴功率。 27.如图所示，一水平放置的喷嘴将一水流射至正前方一光滑壁面后，将水流分为两股(水 3流与水平方向的夹角为θ=60?)。已知喷嘴直径d=40mm，流量Q=0.0252m/s，水头损失不计，求水流对光滑壁面的作用力R。 28.如图a所示有一高度为50mm，速度v为18m/s的单宽射流水股，冲击在边长为1.2m的光滑平板上，射流沿平板表面分成两股。已知板与水流方向的夹角为30度,平板末端为铰点.若忽略水流、空气和平板的摩阻，且流动在同一水平面上，求: (1)流量分配Q和Q; 12 (2)设射流冲击点位于平板形心，若平板自重可忽略，A端应施加多大的垂直力P，才能保持平板的平衡，(图b); (3)若B点不铰接，平板与水流方向一致以u=8m/s运动时，水流作用在平板上的垂直力的大小。 22 (图a) (图b) 29.用虹吸管自钻井输水至集水池，虹吸管长l=l+l=30+40=70m，d=200mm。钻井至集水 ABBC池间的恒定水位高差H=1.60m。又已知λ=0.03，管路进口、120弯头、90?弯头及出口 处的局部阻力系数分别为ζ=0.5，ζ=0.2，ζ=0.5，ζ=1.0。 1234试求:(1)流经虹吸管的流量; (2)如虹吸管顶部B点的安装高度h=4.5m ，校核其真空度。 B 23 30.下图为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面1-1的水深为1.5m，下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失，求水流对1m坝宽(垂直纸面方向)的水平作用力。 F 31.路基上设置的钢筋混凝土倒虹管，如图所示，管长=60m,=80m,=60m,α=20?lllABBCCD试求:(1)如上、下游水位差为27.4m-19.4m=8m，管径d=2m，计算其泄流能力Q; 3(2)如泄流量Q'=25.14m/s，若管径与下游水位维持不变，由上游水位怎样变化, 2(3)如流量Q'=25.14m/s，上、下游水位保持原状不变(即H=8m)，问管径应如何变化, 32.一直径为d的水平直管从水箱引水、如图所示，已知:管径d=0.1m，管长l=50m，H=4m，进口局部水头损失系数z=0.5，阀门局部水头损失系数z=2.5 ，今在相距为10m的1-112 断面及2-2断面间设有一水银压差计，其液面差Δh=4cm，试求通过水管的流量Q。 24 233.水由封闭容器沿垂直变直径管道流入下面的水池，容器内=2N/cm且液面保持不Ap0变。若d=50mm，d=75mm，容器内液面与水池液面的高差H=1m(只计局部水头损失)。 12 求:(1)管道的流量Q; (2)距水池液面处的管道内B点的压强。 34.下图中，由水塔供水的输水塔，有三段铸铁管组成，中段为均匀泄流管段。已知: 3l=500m，d=200mm，l=150m，d=150mm， l=200m，d=125mm，节点B分出流量q=0.01m/s，112233 33途泄流量Q=0.015m/s，传输流量Q=0.02m/s，求需要的水塔高度(作用水头)。 tz 25 335.设模型比尺为1:100，符合重力相似准则，如果模型流量为100cm/s，则原型流量为 3多少cm/s, 36.长度比尺λ=50的船舶模型，在水池中以1m/s的速度牵引前进，测得波浪阻力为L 0.02N，则原型中需要的功率N为多少, p 337.有一梯形断面土渠道，已知:渠中通过的流量Q=5m/s，边坡系数m=1.0，粗糙系数n=0.020 ，底坡i=0.0002，该土渠不冲流速为0.82m/s。试求:(1)按水力最优条件设计断面;(2)若宽深比b/h=2来设计断面，检查渠中流速是否满足不冲条件。 38.有一梯形渠道，在土层中开挖，边坡系数m=1.5，粗糙系数n=0.025 ，底坡i=0.0005， 3设计流量Q=1.5m/s 。按水力最优条件设计渠道断面尺寸。 39.有一梯形断面顺直小河，每公里落差0.5m，渠底宽3m，水深0.8m，边坡系数1.5，河床糙率n=0.032，求K、Q。 26 40.某梯形断面土渠中发生均匀流动，已知:底宽b=2m，，水深h=1.5m，底坡i=0.0004，粗糙系数n=0.0225，试求渠中流速υ，流量Q。 41. 如图所示的复式断面，已知渠底坡，求:通过该复式断面的流量。 342. 一矩形水槽底宽50cm，Q=500cm/s，n=0.01。求(1)临界水深h; c (2)临界底坡i;(3)若h=10cm，求i，Fr。 c0 43.一梯形断面明渠均匀流，已知宽度b=3m，水深h=0.8m，m=1.5，n=0.03 ，i=0.0005， 2水温20?C(=0.0101cm/s )，判断此水流为紊流或层流，急流或缓流, 27 44.若离心水泵的吸水管中某点的绝对压强为40kp，试将其换算成相对压强和真空值。 a 245.一密闭贮液罐，在边上8.0m 高度处装有金属测压计，其读数为57.4KN/m; 2另在高度为5.0m处亦装有金属测压计，其读数为80.0KN/m。问该罐内液体的重度γ和密度ρ为多少, 28