水力學復習題目

1、例題答:a 填空題 水中某處的位置高度z代表單位重量水體的 ，p/代表單位重量水體的 。答：位能 壓能 運動要素不隨 變化而變化的水流稱為恒定流。答：時間 過水斷面是指 的橫截面。答：垂直于所通過的流線 是非題答： 過水斷面一定是平面。（ ）答： 按運動要素是否隨時間變化把水流分為均勻流與非均勻流。 ( )答： 不同液體的粘滯性不同，同一中液體的粘滯性是個常數(shù)。（ ） 流線的形狀與邊界形狀有關。 ( )答： 水流的流動速度愈快，其水流中的能量愈大。 ( )答： 水流中由于阻力的存在，其水流能量總是沿流程減少的。 ( )答： 當水流的實際雷諾數(shù)小于流態(tài)判別數(shù)時，水流為紊流。 ( )答： 當實用堰

2、的下游水位超過堰頂時就是淹沒出流。（ ）答：abcabc 作圖題作壓力體圖n某水平管路直徑d1=7.5cm，末端連接一漸縮噴嘴通大氣(如圖)，噴嘴出口直徑d2=2.0cm。用壓力表測得管路與噴嘴接頭處的壓強p=49knm2，管路內流v1=0.706m/s。求水流對噴嘴的水平作用力f (可取動量校正系數(shù)為1) d1v1 計算題sm00314. 0311avqsm9 . 922 aqv)(1211xxvvqrap nvvqapr8 .187)(1211 得噴嘴流量和出口流速為： p1x1122r對于噴嘴建立x方向的動量方程水流對噴嘴沖擊力f與r等值反向。解：解：列噴嘴進口斷面1-1和噴嘴出口斷面2

3、-2的連續(xù)方程,n將一平板放置在自由射流中，并垂直射流的軸線，該平板截去射流流量的一部分q1，并將射流的剩余部分偏轉角度，已知v30m/s，q0.036m3/s，q1=0.012m3/s，若不計摩擦力及液體重量的影響，求射流對平板的作用力，以及射流偏轉角度。（射流流動在同一平面) qq2v平板q1xyr解：取入射斷面11，射流后22、33，不計能量損失，由能量方程，21vvv 設平板對水流作用力為r，由題，r水平向左，取入射方向為x軸，垂直向上為y軸，建立動量方程， 112222sin0cosvqvqqvvqr 列連續(xù)方程， 21qqq 已知q0.036m3/s，q1=0.012m3/s，得

4、q2=0.024m3/s30nr46.45630cos30024. 0100030036. 01000即射流對平板的作用力大小456.46kn，方向垂直板向右，偏轉角為30度。 射流以某一速度向上射人一半球曲面板內，并均勻地沿曲面四周射出，如圖，已知射流直徑d3cm，曲面板重量g100n，若不計摩阻力，求將曲面板頂托于空中所需的射流速度v。 解：取控制體如圖所示，列y向動量方程，)(vvqg 即 222avvavg agv2 由已知， 222000707. 003. 044, 0 . 1,100mdang 得 smv/4 . 8000707. 01021003 n圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d0

5、.9m，長 l=50 m，兩個 30折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水頭損失系數(shù)=0.024，上下游水位差 h=3m。若上下游流速水頭忽略不計，求通過倒虹吸管的流量q 。 解解： 按短管計算，取下游水面為基準面，對上下游渠道內的計算斷面建立能量方程 gvrlhhw2)4(2 計算圓管道斷面的水力半徑和局部水頭損失系數(shù) 9 . 10 . 15 . 022 . 0 m225. 04/ dar/sm713. 2 m/s264. 4 3 vaqv即倒虹吸管內通過的流量為2.713m3/s 。 將參數(shù)代入上式計算，可以求解得到0.20.360.5 閥閥彎

6、彎進進口口， 如圖所示，在水塔上接一鑄鐵輸水管，長度l250m，直徑d100mm，取n0.0125，若要在閘門全開時出口流速為1.6m/s，問水塔h需要多高。（ )解：21222222111122 whgvpzgvpz jfhhgvh 200022列1-1和2-2斷面的能量方程，jfhhgvh 222即smrnc/3 .43)41 . 0(0125. 011216161 mrclvhf65.13025. 03 .436 . 125022222 gvhj222 1.060.20.360.5 閥閥彎彎進進口口 0.14m9.821.61.06h2j 由曼寧公式所以13.92m0.1413.659.

7、821.62 h水塔需要13.92m高。 有一水平放置管道，其個有直徑由d1=30cm漸變到d220cm的彎段，彎角60，其平面圖如圖所示已加彎段首端斷面1中心點動水壓強p1=35000n /m2。當通過管道的流量q=0.15m3/s時，忽略彎段的水頭損失，求水流對彎段管壁的水平作用力及其方向。gvpgvp22222211 smscmaqv/123. 2/3 .212301015042311 smscmaqv/777. 4/7 .477201015042322 kpavvpp84.25)777. 4123. 2(2135)(222222112 解：列斷面1-1與2-2能量方程由已知代入能量方程，)60cos(60cos1221vvqrxpp )060sin(60sin22 vqrypnvvqpprx3 .20278 .397 .4058 .2472)123. 221777. 4(15. 010002142 . 02584043 . 035000)60cos(60cos221221 取1-1與2-2斷面的水體為控制體如圖y方向：代入數(shù)據(jù)，列動量方程x方向：nqvpry2 .13235 .6207 .70223777. 415. 01000232 . 042584