武汉大学水力学复习题及答案 下载本文

24、有一溢流堰,堰顶厚度 δ=2 m,堰上水头 H=2 m,下游水位在堰顶以下,如图所示。如上、下游水位及堰高、堰宽均不变、堰宽均不变,当 δ 分别增大至 4 m 及 8 m 时,堰的过水能力有无变化为什么 25、在堰上水头 H 相同的条件下,为何实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数

26、图示的三个溢流坝,作用水头不同,而其其它条件完全相同,试比较其流系数 m 的大小,并说明理由。

27、简述堰流淹没和水跃淹没的概念,并说明堰流淹没系数? 和水跃淹没系数??的物理意义。

28、某矩形断面渠道中,设一弧形闸门,如图所示。已知闸前水深 H=14 m,闸门开度 e=1 m,闸孔净宽与渠道宽度 b 相等,且 b=3 m,闸孔垂向收缩系数???。流量系数??。通过设计流量时,渠中正常水深h0=3 m。不计闸前行近流速。要求:(1)计算闸孔的流量 qv;(2)判别闸下游水流衔接形式;(3)定性绘出闸上、下的水面曲线,并标明曲线类型。 ( s; )

29、某 WES 剖面溢流坝位于宽顶矩形渠道中,如图所示。坝高 a =15 m,坝顶水头 H= m,流量系数 m=。不计侧收缩影响。坝下游收缩水深 hc0= m,下游渠道底坡 i=,糙率 n=,下游水深 t 为均匀流水深。要求:(1)计算溢流坝的单宽流量 q ;(2)分析坝下游是否发生水跃,说明其水流是缓流还是急流;(3)定性绘出坝下游水面曲线,标明曲

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线类型。 ( m/sm; hc0?t?hc) 30、图示为矩形断面棱柱体渠道中设一平面闸门,已知闸门开度 e= m,闸孔流量系数 m=,垂向收缩系数???,渠道宽度 b=4 m,糙率 n=,底坡 i1=0,i2=,i3=。长度 l1 很短,l2、l3充分长。临界水深 hc= m。不计闸前行近流速。要求:(1)判别渠道底坡类型,定性绘出渠中的水面曲线,注明曲线类型;(2)计算闸前水深 H。 ( H?3.45m) 31、图示为一无侧收缩的薄壁堰,其水头为 H 其水舌下缘曲线最高点高出薄壁堰顶 H 。若有一实用堰其堰顶曲线与薄壁堰水下缘完全吻合。若不计行近流速的影响,试证明实用堰流量系数 m1 与薄壁堰流量系数m2 之间的关系为 m1= m2。

32、如下图,在矩形明槽中安装一与槽宽相同的矩形薄壁堰,为防止水舌下面形成局部真空,你认为应采取怎样的措施。

33、有一薄壁圆形孔口,其直径d?10mm,水头H?2m。现测得射流收缩断面的直径dc?8mm,在时间内,经孔口流出的水量为,试求该孔口的收缩系数?、流量系数?、流速系数?及孔口局部阻力系数?0。

(ε=,μ=,φ=,ζ= )

34、薄壁孔口出流如图所示,直径d?2cm,水箱水位恒定H?2m。试求:(1)孔口流量Q;(2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量Qc;(3)管嘴收缩断面的真空度。 ((1)Q=s,(2)Q=s, (3)hv=

35、水箱用隔板分A、B两室如图所示,隔板上开一孔口,其直径d1?4cm;在B室底部装有圆柱形外管嘴,其直径d2?3cm,已知H?3m,h3?0.5m,水流恒定出流,试求:(1)h1,h2;(2)流出水箱的流量Q。

((1)h1=, h2=; (2)Q=4 l/s)

36、如管路的锐缘进口也发生水流收缩现象。如??0.62~0.64,水池至收缩断面的局部阻力系数??0.06,试证明锐缘进口的局部阻力系数约为。

37、有一平底空船(见图示),其水平面积??8m2,船舷高h?0.5m,船自重G?9.8kN。现船底有一直径为10cm的破孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多少时间后船将沉没。 (T== )

38、为了使水均匀地进入水平沉淀池,在沉淀池进口处设置穿孔墙如图所示,穿孔墙上开有边长为10cm的方形孔14个,所通过的总流量为122(l/s),试求穿孔墙前后的水位差(墙厚及孔间相互影响不计)。 (H= )

39、沉淀池长L?10m,宽B?4m,孔口形心处水深H?2.8m,孔口直径d?300mm(见图示),试问放空(水面降至孔口顶)所需时间。提示:可按小孔口出流计算。 (T== )

40、油槽车(见图示)的油槽长度为l,直径为D。油槽底部设有卸油孔,孔口面积为?,流量系数为?。试求该车

4lD充满油后卸空所需的卸空时间。 (T?)

3?2g32 41、如图左面为恒定水位的大水池,问右面水池水位上升2m需多长时间已知H?3m,D?5m,d?250mm,??0.83。 (T== )

342、在混凝土坝中设置一泄水管如图所示,管长l?4m,管轴处的水头H?6m,现需通过流量Q?10m/s,若流量系数??0.82,试确定所需管径d,并求管中水流收缩断面处的真空度。 (d=,hv= )

43、试用孔口出流的基本公式,推导堰流的基本公式。

44、已知顶角为直角的三角形薄壁堰顶的水头为H?0.1m~0.30m,试绘制水头流量关系曲线。

45、已知矩形薄壁堰的水头H?0.10~0.75m,b?1.10m,堰高P?0.95m,使用雷伯克公式绘制水头流量关系曲线。

46、已知WES堰的流量系数Cd?Q/(BH3/2)?4.1,式中Q以ft3/s计,B和H以ft计;试用量纲和谐原则,将Cd换算为国际单位制时的数值,并求出流量系数m的值。

47、已知矩形薄壁堰建在B0?5.0m的矩形水槽中,堰高P?0.95m,堰宽b?1.45m,堰顶水头H?0.45m,下游水深ht?0.45m,求过堰的流量。 ( Q=s )

48、有一种建在岩石河床上的桩板坝,由埋入河床的钢筋混凝土桩柱和固定于两桩柱之间的松木面板构成,桩柱之间跨度不超过3m,每米坝宽通过流量不超过30m3/s。已知上下游坝区河段两岸是直立的块石浆砌挡土墙,河床上游宽B0?40m,坝宽b?30m,通过流量Q?150m3/s,坝高P?3m,(1)当下游水深ht?2m,试求坝上水头H;(2)若洪水期上下游水位差z?1.65m,下游水深ht?4.0m,求通过流量为若干

( (1)H=, m0= ;(2)m0=,Q=s )

49、WES堰型高坝,坝高P?107.0m,最大水头Hmax?11.0m,设计水头取Hd?0.85Hmax,下游坝面直线段坡度

mt?0.75。决定采用垂直的上游坝面。试绘制堰顶曲线及坝的全部剖面,并求出曲线长度Lc及直线段长度Lt。

50、采用上题中的有关数据,若通过的最大流量Qmax?3100m3/s,堰孔总净宽B为多少若每孔定为b?10m,应设多少孔已知闸门为弧形,闸墩和边墩头部都是圆形,墩厚d?2.0m,上游引渠宽B0?410m。

(B= , 5孔)

51、卧虎山水闸溢洪道,采用低WES堰。上下游堰高相同,P?P1?3.0m,堰顶高程,设计水头Hd?15m,在正常库水位时,采用宽b?14m的弧形闸门控制泄洪,墩厚d?2.0m,边墩和中墩的的头部都是圆形的,要求保坝洪水流量Q?8770m3/s时,库内非常洪水位不超过。设溢洪道上游引水渠与溢洪道同样宽。溢洪道低WES堰下游接矩形陡槽。问此闸应设几孔 (B=63m , 5孔 )

52、已知堰高P?50m,上游堰面垂直,设计水头Hd?8.0m,堰面下游直线段坡m1?0.65,若最大工作水头为10m,孔闸有12孔,每孔净宽b?15m,闸墩和边墩的头部为尖圆形,堰上游的引水渠总宽B0?220m,闸墩厚

d?2.5m,采用WES堰型,求通过流量应为多少 (Q=12606m3/s )

53、水库的正常高水位为,非常洪水位为,溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口,下接陡槽和消能池。宽顶堰宽60m,堰坎高P?2m,坎顶高程,坎顶进口修圆。若堰与上游的引水渠同宽,问上述两种水位时,通过的流量为多少 (Q1=s ,

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Q2= m/s )

354、水库的平底闸溢洪道,底板高程为,要求在水库非常水位为时下泄洪峰流量Q?1150m/s。设溢洪道总宽与

上游引水渠一样,每孔净宽b不超过,墩厚不超过,边墩和闸墩头部为圆形,闸室后接一陡槽,问此闸应设几孔 (n=5)

55、有一水库的平底溢洪道,有四孔,每孔宽b?13.0m,墩厚d?3.0m,边墩头为半径r?6.0m的1/4圆弧,弧与下游引渠垂直挡土墙联接。中墩头为尖圆形,通过最大流量时,闸门全开,已知溢洪道底坎高程为,溢洪道闸室末端接陡槽。问通过特大洪水流量Q?6000m3/s时,库内洪水位将为多少 (库内洪水位= )

56、矩形宽顶堰底坎进口边缘为直角,堰壁厚??6.5m,堰高P?1.5m,堰宽b?4.0m,上下游渠道渠底同高,上游引渠宽B0?8.0m,下游水深ht?2.4m。试求通过流量Q?4.0m3/s时堰顶水头H。 (H= )

57、平底闸闸底高程为,闸前水位为,闸门开度e?1.0m时,闸下游渠水位为,下游渠底与闸上游渠底同高。闸宽b?5m,流速系数??0.95。求通过平板闸门的流量。 (Q= m3/s )

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58、同上题,如闸门开度e?1.6m,下游水位为,其它条件不变,过闸流量应为多少 (Q= m/s )

59、弧形闸门四孔,每孔宽b?13.0m,弧半径R?20.0m,闸门转动轴高C?14.9m。闸前水头H?14m,闸门

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开度e?6.0m,弧形闸门的底坎为平底,底坎末端紧接跌坎,求通过的流量。 (Q=2925 m/s )

60、弧形闸门位于有坎宽顶堰上,闸前水头H?4.60m,闸门开度e?1.2m时,为自由出流,闸门净宽b?18.3m,

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闸门弧面半径R?7.60m,闸门转动轴位于堰顶以上,C?6.10m,求通过的流量。 (Q= m/s )

61、岳庄坝泄洪闸,共9孔,孔宽b?5.0m,闸墩厚d?0.7m,墩头圆形,上游引水渠宽约B0?55.0m,与边墩以r?40.0m的圆弧相接,闸底板与上游渠底同高,高程为,通过最大洪水流量时,闸前水位为,闸下游水位为,下

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游渠底高程为。试求最大洪水流量为多少 (Q= m/s )

362、梯形渠道流量Q?2.0m/s,边坡m?1.5,正常水深hi?1.2m,底宽bc?1.6m,因要穿过公路底下,拟建一矩形涵洞,洞底宽b?0.8m,洞长??7m,洞高为,涵洞进口平顺,采用八字翼墙,求涵洞进口前渠道水深H为多少 (H= m )

363、泄洪闸采用低WES堰,堰前河床高程,堰顶高程,堰下游河床高程,宣泄最大洪水流量Q?4000m/s时,上游水位,下游水位,设计水头Hd?0.9Hmax,堰顶装有弧形闸门,每孔宽b?12.0m,闸墩头为圆形,墩厚d?1.60m,闸前行进流速v0?1.0m/s,边墩?k?0.7。试确定闸孔总宽及孔数。 (B= m, 取18孔 ) 64、有一双孔平底闸,孔宽b?3.0m,闸前水深H?2.20m,下游水深ht?1.80m,求闸前开启e?0.60m??0.97,时的流量。 (Q= m/s )

65、有一3孔节制闸,闸前水深H?2.5m,使用3孔一起开启。闸墩厚d?0.60m,孔宽b?3.4m,上游渠宽和

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