水力学模拟题4
一、 填空题（每题２分，共８分）
1．输水管道在流量和温度一定时，随着管径的减小，水流的雷诺数就（ ）
①加大 ②减小 ③不变 ④不定
2．管道中水流为紊流时，过水断面流速分布符合（ ）
①均匀分布规律 ②直线分布规律 ③抛物线分布规律 ④对数曲线分布规律
3.液体的 是产生水流能量损失的根源。 4.静水中，某点压强与受压面的关系是（ ） ①垂直指向受压面 ②垂直背向受压面 ③平行于受压面 ④倾斜指向受压面 二、简答题（每题４分，共１２分） 1.简述判别层流和紊流的方法。 2.列举两种判别缓流和急流的方法。 3.请写出闸孔出流的流量公式，并注明式中各参数的含义。 三、计算题（共８０分） 1．如图所示测压装置，已知水柱高度z＝1.0m，hv＝1.5m。若不计倒U形管内空气重量，求A点的绝对压强、相对压强及真空压强。
pa hv
2.用如图所示闸门挡水。闸门高度a＝5m，门宽b＝3m,闸前水深H ＝4m。试求闸门上静水总压力的大小、方向及作用点。 H
3. 设水泵的安装高度为hs，吸水管管径d＝150mm，流量为30L/s，水泵进水口处允许真空压强pv＝66.64Kpa（0.68个工程大气压），吸水管水头损失为1.0m。求水泵的安装高度。 hs
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4. 用一直径d＝0.3m的铸铁虹吸管，将上游明渠中的水输送到下游明渠，如图所示。已
知上下游渠道的水位差为2.5m，虹吸管顶端中心线距上游水面的安装高度hs＝4.0m，允许真空度采用hv＝7.0m。试确定虹吸管输水流量。（管路流量系数μc＝0.348）
5.有一矩形断面的棱柱体渠道，底宽b＝2m，底坡i＝0.001，采用糙率n＝0.025，渠中产生均匀流时水深h0＝0.6m。试求通过渠道的流量。 6.某WES实用堰，坝高P=P1=8m,流量系数m=0.502，当通过设计单宽流量q=6.15m^3/s.m时，收缩水深hc=0.51m,下游水位为26.31m，河道断面近似矩形，坝与河道等宽，无侧向收缩，其它数据如图示,求（1）水 头H; （2）判别坝下游是否需要进行消能设计?
１ V0= 0 P 26.31 P1 ｃ 23.0 c 23.0 １ 水力学试卷答案
一、 一、 填空题（每题２分，共８分）
1. 加大 2. 对数曲线分布规律 3. 粘滞性 4. 垂直指向受压面
二、简答题（每题４分，共１２分） 1.答：①若为管道中水流，先由公式层流，否则为紊流；
Re?vd?计算出雷诺数，如果Re＜Rek＝2320，则为
Re? ②若为渠道中水流，先由公式
vR?计算出雷诺数，如果Re＜Rek＝580，则为层流，否
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则为紊流.。
2.答： ①用弗如德数判别：Ｆｒ＝ｖ／vh，Ｆｒ<1为缓流，Ｆｒ=１为临界流，Ｆｒ>1为急流；
②用临界水深判别：ｈ>ｈｋ为缓流，ｈ=ｈｋ为临界流，ｈ<ｈｋ为急流。
3.答： 闸孔出流的流量公式Q??be2gH0
式中 μ为流量系数；b为一孔净宽；ｅ为闸孔开度； g为重力加速度；H0为堰上游总水头。 二、 二、 计算题（共８０分） 1. 1. 如图所示测压装置，已知水柱高度z＝1.0m，hv＝1.5m。若不计倒U形管内空气重量，求A点的绝对压强、相对压强及真空压强。 pA绝=-γhv+γz=9.8（-1.5+1）=-4.9KPa p A绝=98-4.9=93.1KPa 解：
2.解：静水总压力的大小P=γhcA=9.8×(4/2) ×3×4=235.2KN
方向垂直指向受压面 作用点位置距闸门底缘距离e=4/3=1.33m. pA真=4.9KPa v2?hwv2?4Q?4?0.03??d23.14?0.1521.699m/s 3.解：hs=?-(2g),1.6992?119.6 hs=6.8-(.0) =5.653m pv
4.解： 虹吸管输水流量： 2Q??cA2gz?0.348??0.348?
?4d22gz?4?(0.3)219.6?2.5?0.0246?49?0.1722m3/s 25. 解：Q?ACRi，A?bh0?2?0.6?1.2m，??b?2h0?2?1.2?3.2m 111.2111R???0.375mC?R6??(0.375)6??3.2n0.025,33.96m2/s
A
?0.001?0.78m9/s Q?1.2?33.96?0.375Q??s?mb2gH30236. 解：（1）由
?=1.0,
?s=1.0
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22q6.153H?()()3?4.603mm2g=0.502?19.6得:
??0.51?hc?6.152q2''???hc?1?8?11?8?1??3.6433??2?2?9.8??0.51???ghc???? （2）＝m，
所以ht＝26.31－23＝3.31m＜hc=3.64m，下游发生远离式水跃, 需要进行消能
设计。
7． '' 2g 解：⑴由hk＝hk＝1.01m，该渠道的底坡为缓坡，产生的水面线为a1型壅水曲线。 ⑵计算流段长 ①计算Es1,Es2,?Es 下游断面 A1＝bh1＝10×4＝40（m） 23?q2?3?31.6???10???1.01m9.8知闸前水深h1＝4m＞h0＝3m＞
Q31.6??0.79(m/s)40v1＝A1 1?0.792Es1?h1??4??4.032(m)2g2?9.8 2 上游断面 A2＝bh2＝10×3.8＝38（m） Q31.6v2???0.83(m/s)A238 ?1v12则两断面的断面比能差 1?0.832Es2?h2??3.8??3.835(m)2g2?9.8 ?2v22 ?Es?Es1?Es2?4.032?3.835?0.197(m) 1v2J2(J1?J2),J?C2R ②计算平均水力坡降＝ 下游断面 ?1?b?2h1?10?2?4?18(m)
R1?A1
?1?40?2.22(m)18
1111C1?R16??2.226?45.691n0.025m2/s
0.792J1?2??0.0001347245.69?2.22C1R1
v1信念工作室
2
上游断面
?2?b2?2h2?10?2?3.8?17.6(m)
R2?A2?38?2.16(m)17.6
?2
C2111?R26??2.166?45.48m2/sn0.02511
0.832J2?2??0.00015422C2R245.48?2.16
v2平均水力坡度 ① ① 计算流段长度 2J?11(J1?J2)?(0.000134?70.000154)?20.000144522 ?l?
?Esi?J?0.197?1266.881(m)0.0003?0.0001445 信念工作室