2011水力學試卷A答案

附件12011級水力學課程試題（A卷答案）題號—二三四五六七總分分數分數評卷人合分人： 復查人： 一、概念題：（共10分） 分數評卷人1是非題（每小題1分，共5分）說明1:認為陳述正確的在括號內打“丁”否則在括號內打“X”)1）靜水壓強與作用面垂直。(V)2）流線分布越密的地方流動越快。(V)3）跡線不能交叉。(X)4）測壓管水頭線高于管軸線說明管道內壓強為負。(X)5）發(fā)生局部水頭損失的斷面附近流動為急變流。(V)2填空題（每空1分，共5分）（1）謝才系數可按式（C=-R1/6 ）計算，其量綱是（[L1/2T-1] ）。np（2）均勻流的z+ 值沿程（減?。?。rg分數評卷人上游）傳播，又能向（下游）傳播。（3）緩流中擾動波既能向（上游）傳播，又能向（下游）傳播。二、簡述題：（共30分）1寫出圓管流動雷諾數表達式，其臨界雷諾數為何？（5分）Re=vR/v, Rec=575Re=vd/v， Rec=23002寫出以摩阻流速為特征速度，以管壁粗糙度為特征長度構成的雷諾數，并簡述其作用。（5分）Re*=v*ks/v，可用Re*紊流判別壁面類型。*3.在下圖1尼古拉茲試驗曲線上定性劃分沿程阻力系數X的分區(qū)（標出各區(qū)的名稱），并指出各區(qū)九的定性變化規(guī)律（10）圖1尼古拉茲試驗曲線尼古拉茲試驗曲線上沿程阻力系數九的變化劃分為5個分區(qū)區(qū)：層流區(qū)，九=64/Re區(qū)：層流向紊流過渡區(qū),九?Re區(qū)：紊流水力光滑區(qū),，九?Re區(qū)：紊流過渡粗糙區(qū),九?Re,ks/d區(qū)：紊流水力粗糙區(qū)，或稱阻力平方區(qū)，該區(qū)九只與ks/d有關

4．簡述在什么條件下可能發(fā)生明渠均勻流。（10分）（l）i>0,（2）棱柱體明渠，（3）長直渠道，（4）n,Q沿程不變。（5）遠離控制建筑物分數評卷人分析與計算題：（共60分））圖2TOC\o"1-5"\h\zd2分析與計算題：（共60分））圖2Px=pgb(d2- )=661.5KN\o"CurrentDocument"4兀d2 兀\o"CurrentDocument"Pz=pgb=(9.8X3XX42)=346.36KN16 4P=JPx2+Pz2=746.7KN2． 圖3所示，輸水明渠穿越道路，采用圓管倒虹吸，已知管徑為d=2m,,管長為l=50m，沿程阻力系數為入=0.0015；局部水頭損失系數為Z=0.5、Z=Z=0.2、Z=1.0；上、下水位差為H=0.3m,不計行近流速水頭：2 3 4（1）在原圖上定性繪出總水頭線和測壓管水頭線。（4分）（2）試計算該倒虹吸過水能力Q。（8分）圖31）原圖上定性總水頭線和測壓管水頭線見圖3（2）按短管計算過水能力Q1 兀d2jQ=i rvgH:九+G+g+g+gd12 3 4卩= 1 =0.71841 ?d〃嚴2匕3匕4Q=卩比J2gH=2.4249卩=1.742m3/s1 4y i3為確定一新型閥門在開度a下的局部水頭損失系數，將閥門安裝在長等直徑直管上，構成如圖4所示意的實驗裝置，已知管徑d,測得閥門附近上、下游測壓管水頭差h,通過的流量為Q,試計算對應的局部水頭損失系數￡。（10分）圖4

4.如圖5所示兩管并聯(lián)于A、4.如圖5所示兩管并聯(lián)于A、B兩點，已知兩管長L1和L2及比阻al和a2,試計算兩管流量分配比Q1/Q2。（5分）QABQ12alQ25?—道路排水溝，按均勻流設計成矩形水力最佳（優(yōu)）斷面，設計流量1.0m3/s,底坡為i=0.001,糙率為n=0.017,計算過水斷面尺寸，并判斷發(fā)生的均勻流是急流還是緩流。（16分）解：根據水力最優(yōu)條件：B=—=P=2（J1+m2一m）=2hh由此得：A=bh=2h2 R=h/2_r帶入均勻流方程Q=AC、/R=-AR2/3得:nQ=—（卩+m）h2（h/2）2/3=—（卩+m）h8/3（1/2嚴nh nh解得均勻流水深：22/3nQ解得均勻流水深：h=[ ]3/8=0.7266m（0）儀h底寬：—=0h=2h=1.453mhFr=0.126<1均勻流是緩流q=Q/—=1/1.453=0.6882m3/s—m

Fr=0.126<1均勻流是緩流3-P/H0.46+0.75P/H計算）。（5分）圖66一直角進口寬頂堰，堰高P=1m，堰寬b=3m，與上游引渠等寬；下游水位低于堰頂，堰3-P/H0.46+0.75P/H計算）。（5分）圖6解：根據題意為無側收縮自由溢流寬頂堰Q二mbgHo2m=0.32+0.01m=0.32+0.013-P/H0.46+0.75P/H=0.32+0.01x2.4306=0.3443Q二4.5729H；0Q=