水力学考试试题-样题答案

四川大学期考试试题

（200 ——200 学年第二学期）

课程号：课序号：课程名称：任课教师：成绩：适用专业年级：学生人数：印题分数：学号：姓名：

三、思考题（4×8=32分）

1．图（a ）表示一水闸正在提升闸门放水，图(b)表示一水管正在打开阀门放水，若它们的上游水位均保持不变，问此时的水流是非符合A 1V 1=A 2V 2的连续方程？为什么？

答：不符合，因连续方程适用条件为：恒定流；而以上两种情况均为非恒定流。

2．何谓断面比能曲线？比能曲线有哪些特征？

答：一、比能曲线：当流量Q ，过水断面形状，尺寸一定时，断面比能Es 随水深h 的变化关系曲线：

2

2

()2s Q E h f h gA

α=+

=

二、特征：1）一条二次曲线，下端以水平轴线为渐进线，h →0，Es →∞；曲线上端与以坐标轴成45°

角直线为渐近线h →∞，Es →∞；

2）当h 由0→∞，Es 由∞→∞，其中有一最小值Esmin ，相应的水深为hk ；

3）最小比能Esmin 相应K 点将曲线分成上下两支，上支Fr<1,为缓流；下支Fr>1，急流； 4）临界水深hk 可判断流态：

（1）当h=hk 临界流； （2）当h>hk 缓流； （3）当h

3．试验槽中水流现象如图示，流量不变，如提高或降低一些尾门（尾门之前的水流始终为缓流），试分析水跃位置是否移动？向前或是向后移动？为什么？

答：因为Q=常数，所以：1）尾门提高，跃后水深下降，跃前水深h 上升，故水跃向后移； 2）尾门降低，跃后水深上升，跃前水深h 下降，故水跃向前移。

4．长管、短管是怎样定义的？书中介绍了哪四种复杂管道？

长管：以沿程水头损失hf 为主，局部水头损失hj 和流速水头很小（所占沿程水头损失hf 的5%以下）； 短管：局部水头损失hj 和流速水头在总水头损失中所占比例较大，不能忽略的管道。 书中介绍了：串联、并联、分叉和沿程均匀泄流的管路。

四、作图题（2×6=12分）

1、定性绘出图示管道的总水头线和测压管水头线。

2．在各段都长而直的棱柱体渠道中，已知Q ，糙率n 均为一定，试定性绘出下列各渠道中的水面线。

N 3

N 2

N 1N 1K

b 1

c 1

a 2

c 2

N 2

b 2

=0 V 0 =0

V 4 ≠ 0

V 1

V 2

V 3

总水头线

测压管水头线

;47kN .0A p P ;0kN .0A p P ;41kN .1A p P 3-32-21-1 (2) m/s; 8.49 A Q

v m/s; 2.82 A Q v 2/)(Q 21333222111222111312231=⋅==⋅==⋅=====

+=∴=+：求各断面的动水总压力断面间的水体作为控制和，以）解：（Q Q Q Q Q P 2P 1

P 3

P 2

R x R x

1

1

2

222

3

3，方向向左。

力为即：水流对管壁的作用方向写动量方程：

）沿（流入动量1.017kN kN 07.1R )v Q (cos30v 2Q R P P x 3x 3322x 31-=∴⎢⎢⎣⎡--=--

ρ

3、如图所示，水从水箱A流入水箱B，管路长l为25m，管径d为25mm，沿程阻力系数λ为0.03，管路中有两个90弯管1

d

ρ

⎛⎫

=

⎪

⎝⎭

及一个闸板式阀门0.5

a

d

⎛⎫

=

⎪

⎝⎭

，当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内通过的流量为若干？

()

[]

s/

m

00037

.0

4

0.025

3.14

758

.0

A

v

Q

:

s/

758m

.0

v

2g

v

1.0

2.06

0.2942

2

0.5

0.025

25

0.03

1

0.1

,

06

.2

,5.0

2942

.0

1

0.1632

0.131

90

d

0.1632

0.131

2g

v

2

d

l

h

h

1

H

z-

z

h

h

2g

v

p

z

2g

v

p

z

2

2

1

1

3

2

2

2

7

2

1

2

7

2

j

f

2

1

w

w

2

2

2

2

2

2

1

1

1

1

=

⨯

⨯

=

⋅

=

=

∴

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

+

+

⨯

+

+

⨯

=

∴

=

=

=

=

+

=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

⎥

⎥

⎦

⎤

⎢

⎢

⎣

⎡

⎪⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

+

=

⎪

⎭

⎫

⎝

⎛

+

+

+

+

=

∑

+

=

∴

=

=

⇒

+

+

+

=

+

+

-

-

通过管道的流量

有

可得

从局部水头损失表格中

能量方程：

和

写

水箱的水面为基准面，

以

解：

出

阀

进

弯

出

阀

弯

进

ζ

ζ

ζ

θ

ρ

ζ

ζ

ζ

ζ

ζ

λ

α

γ

α

γ

B