武汉大学水力学复习题及答案 下载本文

27、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同)

28、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线,并注明曲线名称。(各渠段均充分长,各段糙率相同)

29、下列两图中所绘水面线是否正确,试分析改正之。

30、宽矩形渠道由三段组成,均为长渠,三段渠道底宽均相等。AB渠段糙率为n1,BC渠段糙率为n2,CD渠段糙率为 n3,n1 < n3 ic)。定性绘制水面线,并注明水面线类型。

31、水库经长泄洪洞泄洪,泄洪洞断面为矩形,洞内水流为无压流,其纵剖面如图所示。洞后接一等宽的 矩形长陡坡,出口为平底矩形消能池。试定性绘出水面曲线,并标明型号。

hc0 : 收缩断面水深; ic :临界底坡; hc : 临界水深; d : 消能池池深。

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32、一宽度 b= m 的矩形断面棱柱形渠道,通过流量 qv = m/s时,正常水深 h0= m。要求:

(1)判别该渠道底坡属于缓坡、陡坡或临界坡;

(2)测得某断面水深 h= m,判别该处水流为缓流或急流,渠中发生何种水面曲线,绘出其图形。

33、底坡 i=的等宽矩形断面渠道,内盛静水。今在相距 ?s=100 m 两个断面测得水深分别为 h1=2 m 及h2= 3 m 。试导出微波波速 C 随距离 S 变化的关系式,并求出波从断面1到断面2所需的时间 t 。 ( )

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34、有一梯形断面渠道,底坡 i=,边坡系数 m=1,糙率 n=,过水断面面积 A=10 m。求水力最佳断面及相应的最大流量。若改为矩形断面,仍欲维持原有流量,且其糙率及底坡 i 均不变,问其最佳尺寸如何

( h=; b=; /s; h=; b= )

35、论证明渠均匀流时水力坡度、测压管水头线坡度、底坡相等,即 J = Jp= i 。

36、试举出在明渠中发生临界水深的两个实例,并用图标明临界水深的位置。

37、试证宽浅矩形断面渠道中恒定均匀流时弗劳德数 Fr?i9/20q1/10/(n9/10g1/2) 式中 i 为底坡;n 为糙率;q 为单宽流量;g 为重力加速度。

38、断面单位能量 Es 和单位重量液体总能量 E 有什么区别明渠均匀流 Es 和 E 沿流是怎样变化的明渠非均匀流

Es和 E 沿流是怎样变化的

39、何谓断面单位能量试叙述断面单位能量曲线的特征。

40、有一由两段不同底坡 i1 和 i2 的渠道相连接的棱柱形明渠,渠道断面为矩形,宽度 b=3 m。当通过流量 qv= 3

15 m/s 时,已知 i1 和 i2 渠段的正常水深分别为 h01= m,h02 =2 m。要求: (1)判别上、下游渠道各为何种底坡; (2)确定水跃发生在哪一渠段上;

(3)定性绘出渠道的水面曲线,并注明曲线的名称。

41、图示为一渐变扩散渠段 AB 连接二棱柱形长渠。已知渠道断面为矩形,上游渠宽 b1 =3 m,正常水深h01= m,

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下游渠宽 b2=4 m,正常水深 h02=2 m,渐变段底坡 i=0,上游端断面A处水深 h= m; 渠中流量qv=10 m/s。要求绘出水面曲线相接图,并注明棱柱形渠段的水面曲线类型。 42、图示为四种过水断面形状不同的明渠,但其过水断面面积、糙率、底坡均相同,试论证并比较各明渠通过流量的大小。 ( qd?qa?qc?qb )

43、证明急流通过矩形断面明渠中的障碍物时,障碍物上的水面必然上升。即图中h1 ?h2?a。

44、试分析以下三种水面线发生的可能性,如能发生,请说明发生的条件,曲线名称符号及 h1 和 h2 的取值大小或范围。

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45、图示为一矩形断面平底明渠中的水跃,水跃底部有一低坎。已知单宽流量 q = 6 m/s 。跃前水深 h1 = ,水流作用在单宽低坎上的总压力R??(?gh12)/2。取动量校正系数为1。 (1)求跃后水深h2; (h2?3.55m;无低坎时 h2=3.59m ) (2)此跃后水深与无低坎时的跃后水深相比,哪个大大多少

46、已知梯形断面渠道的底宽 b=1m,边坡系数 m=1。在水平渠段上的水跃共轭水深为 h1= m,h2= m,求通过渠道的流量 qv。[梯形断面形心的深度 hc=h(3b?2bh)/6(b?mh)] (qv?0.849m3/s )

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47、某矩形断面平底渠道,底宽 b=7 m,通过流量 qv=40 m/s。若渠中发生水跃时,跃前水深 h1= m。求该水跃的水头损失。 (v2=40/(7=s;?E?0.64m )

48、梯形断面壤土渠道,已知通过流量Q?10.5m3/s,底宽b?8.9m,边坡系数m?1.5,正常水深h0?1.25m,糙率n?0.025,求底坡i和流速v。 ( i= ,v=s )

349、有一灌溉干渠,断面为梯形,底宽b?2.2m,边坡系数m?1.5,实测流量Q?8.11m/s时,均匀流水深

h0?2m,在1800m长的顺直渠段水面落差?h?0.5m,求渠道的糙率n。 (n= )

50、一石渠的边坡系数m?0.1,糙率n?0.020,底宽b?4.3m,水深h?2.75m,底坡i?1/2000,求流量和流速。 (Q=s ,v=s )

51、直径为d的圆形管道中的明槽均匀流动,试根据式(7-2-5)导出Q/Q1~h/d的关系式(Q1为h/d?1时的流量),并论证当充满度h/d为多大时,Q/Q1达到最大值。 (h/d=时 Q/Q1= ) 52、有一顶盖为拱形的输水隧洞,过水断面为矩形,宽b?3.3m,糙率n?0.017,底坡i?0.001,当流量Q?16m3/s时,求水深h,问流速是否超过m/s (h=,v=s<2m/s )

53、一梯形断面土渠,糙率n?0.0225,边坡系数m?1.5,底坡i?0.0001,流量Q?75m3/s,规定流速

v?0.8m/s。试确定渠道的底宽和水深。 (b= ,h0= )

54、一大型输水渠道为梯形断面,底坡i?1/25000,糙率n?0.015,设计流量Q?500m3/s时,正常水深

h0?7.10m。已知某一渠段的边坡系数m?2.0,请设计该渠道的底宽,并计算相应的流速。(b= ,v=s)

55、采用机械化方法开挖大型土质渠道或河道时,过水断面常呈抛物线形。若已知水深h和水面宽B,试推导过水断

2???2B2?2h4h21?4h4h???面面积和湿周的表达式。(A=hB, ??1?()?ln??1?????) ?34h?BB2?B?B???????

56、已知三角形断面明槽的边坡系数m,流量Q,底坡i和糙率n,试导出其正常水深的表达式。当

m?0.75,Q?0.3m3/s,i?0.0004,n?0.013时,求正常水深h0。 (h0= )

357、已知梯形断面渠道的流量Q?30m/s,糙率n?0.025,边坡系数m?1.5,底坡i?0.0009,试分别根据水力最佳断面条件和A/Am?1.04的实用经济断面条件选择宽深比?,确定正常水深h0和底宽b,并校核流速是否满足0.6m/s?v?2.0m/s ((1)按水力最佳断面条件:hm=,b=;Am=,v=s(2)按A/Am=设计实用经济断面:h=,b=,A=,v=s )

58、试证明:(1)水力最佳的梯形断面水力半径R?h/2;(2)给定过水断面面积A,边坡系数m?1/3(??600)的梯形水力最佳断面的湿周为最小。

59、若不对称的梯形断面两侧边坡系数分别为m1,m2,试推导其水力最佳条件。