水力学习题(上) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/27 3:02:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

5-12. 明渠中水流为均匀流,水力坡度J?0.0009,明渠底宽为b?2m,水深h?1m,粗糙系数n?0.014,计算明渠中通过的流量(分别用曼宁公式和巴氏公式计算)? 5-13.油在管路中以v=1m/s的速度流动,油的密度??920kg/m,l?3m,d=25mm,水银压差计测得h=9cm, 试求:(1)油在管路中的流态;(2)油的运动粘滞系数;(3)若以相同的平均流速反向流动,压差计的读数有何变化?

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习题5-13

5-14. 水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。已知d1?150mm,d2?75mm,管道的当量粗糙度??0.6mm,水温为20?C。若管道的出口流速v2?2m/s,l?50m,

求(1)水位H;(2)绘出总水头线和测压管水头线?

习题5-14

5-15.如图所示的实验装置,用来测定管路的沿程阻力系数?和当量粗糙度?。已知管径

d?200mm,管长l?10m,水温T?200C,测得流量Q?0.15m3/s,水银压差计读

数h?0.1m,试求:(1)沿程阻力系数;(2)管壁的当量粗糙度??

习题5-15

5-16. 如图所示A、B、C三个水箱,由两段钢管相连接,经过调节使管中产生恒定流动,已知:A、C箱水面差H?10m,l1?50m, , l2?40m, d1?250mm, d2?200mm,

?弯?K??0.25,设流动在粗糙区,用??0.11???d?0.25计算,管壁??0.2mm,试求:(1)管

中流量Q;(2)h1,h2的值?

习题5-16

5-17.某一水池,通过一根管径d?100mm,管长l?800m,的管道,恒定地放水。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??0.3,管道进口是直角进口(??0.5)管道全长的沿程阻力系数??0.025,试求通过管道的流量?

习题5-17

5-18.为测定90°弯头的局部阻力系数?,可采用如图所示的装置。已知AB段管长l?10m,管径d?50mm,??0.03。实测数据为(1)AB两断面测压管水头差?h?0.629m;(2)经两分钟流入量水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数??

习题5-18

v2?3m/s,5-19.一直立的突然扩大水管,已知d1?150mm,d2?300mm,h?1.5m,

试确定水银比压计中的水银液面哪一侧较高?差值为多少?

习题5-19

6-1 以LMT为基本量纲,推出密度?、动力粘滞系数?、运动粘滞系数?、表面张力系数?、体积压缩系数?的量纲。

6-2 试分析欧拉平衡微分方程fx?1?p?0是否符合量纲和谐原理? ??x6-3 已知通过薄壁矩形堰的流量Q与堰口宽度b,堰上水头H,密度?,重力加速度g,动力粘滞系数?,表面张力系数?等有关。试用?定理推求薄壁矩形堰的流量计算公式。

6-4 已知物体在液体中所受阻力F与液体密度?,液体动力粘滞系数?,物体的运动速度u,及物体的大小(用线性长度l)有关。试用?定理推物体运动时所受阻力F的计算公式。

6-5 弧形闸门闸下出流,重力为流动的主要作用力。今采用长度比尺为1:20的模型来研究,试求:

(1)如原型闸门前水深Hp?8m,模型中相应水深为多少?

(2)如模型中测得的收缩断面平均流速vm?2.3m/s,流量Qm?45l/s,则原型中的相应流速和流量各为多少?

(3)模型中水流作用在闸门上的力Pm?78.5N,原型中作用力是多少?

8.1 有一条养护良好的土质渠道,梯形断面,有足够长,底坡不变,底坡i=0.001,底宽b=0.8m,边坡系数m=1.5,当水深h=0.6m时,通过流量是多少?水温10℃,雷诺数是多少?该水流是层流还是紊流。

8.2 有一条梯形长直渠道(土质为中壤土),底宽b=2m, 边坡系数m=2.0, 底坡i=0.0015,水深h0=0.8m,粗糙系数n=0.25,通过流量是多少?是否需要衬护?

8.3 铁路路基排水沟,用小片石干砌护面,边度系数m=1.0, 粗糙系数n=0.020,底坡i=0.003,排水沟断面为梯形,按水力最优断面设计,通过流量Q?1.2m/s,试确定其断面尺寸? 8.4 已知一条梯形渠道,通过流量为Q?0.5m/s,底宽b=0.5m,渠道正常水流h0=0.82m,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.025,试设计该渠道的底坡i。

8.5 有一条梯形渠道,用小片石干砌护面,设计流量Q?10m/s,粗糙系数n?0.02,底坡i?0.003,边坡系数m?1.5,设计水深h0?1.5m,试确定渠道的底宽。(谢齐系数c用曼宁公式计算)

8.6 已知一条梯形断面渠道,碎石护面,底宽b=2.0m,边坡系数m?1.5,n?0.02,i=0.005,通过流量Q?12.5m/s,求此时均匀流水深h0为多少?

8.7 有一条高速公路,路基宽40m,横跨一条排水渠道,该渠道通过量Q?1.8m/s,初步设计用d=1.5m,混凝土管铺设,设计充满度??hd=0.75,底坡i=0.001,试校核是否满足输水能力的要求?

8.8 有一长直排水管,有混凝土制作,粗糙系数n?0.014,管径d?0.5m,按最大充满度考虑,通过流量Q?0.3m/s,试确定此排水管道的底坡?

8.9 由混凝土衬护的长直矩形渠道,b=2.0m,水深h?0.7m,通过流量Q?1.6m3/s,试判断该水流急流还是缓流?

8.10 有一条人工河道,长直且平顺,过水断面为梯形,已知底宽b?4.5m,粗糙系数

3边坡系数m?2.0,通过流量Q?50m/s。试判断在恒定流情况下水流流态? n?0.025,

38.11矩形断面排水沟,渠宽b=4m,粗糙系数n?0.02,通过流量Q?30m/s,若底坡

333333i=0.005,求临界水深,临界底坡,并确定N-N线与K-K的相对位置。

8.12 下面为长直棱柱形渠道,n不变,试定性绘出可能出现的水面曲线型式。

习题 8.12

8.13 如图示,有三段底坡不同的棱柱形渠道,三段渠道的断面形状尺寸相同,前后两段渠道均足够长,i1?iK,i2?iK,中间渠道长度为l,试分析,水面曲线可能出现的形式

(分析时,中间渠道长度可长可短,分不同情况考虑)。

习题8.13

8.14 如图所示,平坡渠道与陡坡渠道相接,平坡渠道尾部设有一平板闸门,其闸孔开

度e小于渠道的临界水深,闸门距渠道底坡转折处的长度为L,试分析闸门下游可能出现的水面曲线及衔接形式。

习题 8.14

8.15 一长直棱柱体梯形渠道,底宽b?5.0m,边坡系数m?1.5。流量Q?25m/s。

有水跃发生,已知跃后水深h\?3.0m,求跃前水深h'??

8.16一长直棱柱体矩形渠道,底宽b?5.0m,流量Q?50m/s,底坡i?0.005,粗

糙系数n?0.014。已知跃前为特定水深h'?0.5m,试计算跃后水深h\并判断水跃形式。

8.17 有两段矩形断面渠道相连,通过流量Q?2.6m/s,底宽b=2m,混凝土衬护,粗

糙系数n?0.014, i1=0.012, i2=0.0008,这两段渠道是否为水跃衔接?若是水跃衔接是何种形式水跃?计算确定水跃发生的位置,并绘图。

8.18 如图所示为一引水陡渠,矩形断面,混凝土衬护,通过流量Q?3.5m/s,b=2m,

底坡i=0.25,渠长15m,用分段求和法计算并绘出水面曲线?(相对误差<1%)?

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习题 8.18 8.19 有一条顺直小河,过流断面为梯形,底宽b?10m,边坡系数m?1.5,底坡i?0.003,粗糙系数n?0.02,流量Q?31.2m/s,其下游建有一个低坝,堰高P1?2.73m,堰上

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