水力學(xué)模擬試題及答案-資料下載頁
2025-06-19 23:56本頁面
【正文】 ，如圖所示。已知閘前水深，閘門開啟高度，渠道底寬，閘孔垂直收縮系數(shù)，閘門局部水頭損失系數(shù)，兩段渠道的底坡分別為：，渠道糙率，不計(jì)閘前行進(jìn)流速，試判別第二段渠道中的水流為緩流或急流？并定性繪出兩段渠道中的水面曲線（兩段渠道均充分長）。（提示：能量方程求出流量，在求出臨界水深以及臨界底坡）（15分） 解：由能量方程得則 臨界水深時(shí)所對(duì)應(yīng)的個(gè)水力要素為：由于，故第二段渠道為陡坡，且綜合分析其水面線為型降水曲線，,水流為急流?！ ?某矩形斷面渠道中筑有一溢流壩。已知渠寬，流量，壩下收縮斷面處水深，當(dāng)壩下游水深時(shí)，試（1）判別收縮斷面處和壩下游的流態(tài)？（2）下游是否需要修建消能工？（15分）解：（1），收縮斷面處為急流，下游水流為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。（2），下游發(fā)生遠(yuǎn)離式水躍。如圖所示為一平面閘門，寬，閘門在水深下工作。求閘門所受靜水總壓力的大小和作用點(diǎn)。（10分）解：圖示一跨河倒虹吸管，管道直徑，管道總長，折角、進(jìn)口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為ζ1=，ζ2=，ζ3=，沿程水頭損失系數(shù)λ=，上下游水位差，求通過的流量? 繪制管道的總水頭線和測(cè)壓管水頭線（15分） 解：按短管計(jì)算水力學(xué)答案一、選擇題（每小題1分，共5分） 二、填空題（每空2分，共12分） 2 ； 水深降低；m2/s 減小 水深和斷面平均速度 減小 ； 不變 流量 和 水頭 ； 流量 三、簡答題（每小題5分，共18分）１、答：（1）雷諾數(shù)Re的物理意義：它表征液流慣性力與粘滯力的對(duì)比關(guān)系，即。在水力學(xué)中主要用它來判別液流的型態(tài)是層流還是紊流。佛汝德數(shù)Fr的物理意義：它表征液流慣性力與重力兩種作用力的對(duì)比關(guān)系。其能量意義是表示過水?dāng)嗝鎲挝恢亓恳后w平均動(dòng)能與平均勢(shì)能之比的二倍開平方，即。在水力學(xué)中主要用它判別水流的流態(tài)是緩流、臨界流或急流。答：壓力管道中，由于管中流速突然變化，引起管中壓強(qiáng)急劇增高（或降低），從而使管道斷面上發(fā)生壓強(qiáng)交替升降的現(xiàn)象，稱為水擊。工程上常常采取以下措施來減小水擊壓強(qiáng)：（一）延長閥門（或?qū)~）的啟閉時(shí)間T（二）縮短壓力水管的長度（三）修建調(diào)壓室（四）減小壓力管道中的水流流速v0答：（1）沿程水頭損失實(shí)測(cè)裝置①設(shè)備 從水位恒定的水塔引出管道，與需要測(cè)量水頭損失的新鋼管相聯(lián)，為了便于操作和計(jì)算，該管水平放置，兩端各開一個(gè)測(cè)壓孔，測(cè)壓孔直徑左右的測(cè)壓管，用橡皮管與壓差計(jì)相連接。測(cè)壓孔間距L視采用壓差計(jì)類型和測(cè)量精度而定，做到讀數(shù)準(zhǔn)確，誤差在5％以內(nèi)。 在測(cè)壓孔兩端設(shè)A、B兩個(gè)閘閥，控制流量與排氣。閘閥距測(cè)壓孔距離應(yīng)大于（6～10）d，（d為新鋼管直徑），避免閘閥后旋渦水流對(duì)測(cè)壓管測(cè)流的影響。 在管道出口采用重量法或體積法測(cè)量流量。也可在管路上裝流量計(jì)測(cè)量流量。②工作原理水塔水位恒定，當(dāng)閘門開度一定時(shí)，管中通過的流量一定，測(cè)出流量。管道直徑保持不變，經(jīng)過管道的水流為有壓均勻流，水力坡度與測(cè)壓管坡度相等，由壓差計(jì)測(cè)出壓差經(jīng)簡單換算即得長度為L的管道的沿程水頭損失，即（2）沿程阻力系數(shù)在紊流光滑區(qū)的變化規(guī)律大量實(shí)驗(yàn)證明，在紊流光滑區(qū)，沿程阻力系數(shù)只與雷諾數(shù)Re有關(guān)，與絕對(duì)粗糙度無關(guān)。五、計(jì)算題（共65分）1.（10分）解：過水?dāng)嗝婷娣e濕周水力半徑（10分） 解：由能量方程得則 臨界水深時(shí)所對(duì)應(yīng)的個(gè)水力要素為：由于，故第二段渠道為陡坡，且綜合分析其水面線為型降水曲線，,水流為急流。 （15分）解：（1），收縮斷面處為急流，下游水流為緩流，所以溢流壩下游必定發(fā)生水躍。（2），下游發(fā)生遠(yuǎn)離式水躍。（10分）解：（15分）解：按短管計(jì)算12
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