水力学画图与计算
水力学画图与计算
五、作图题(在题图上绘出正确答案)1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5分)2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同,末端有一跌坎) (5分)6AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
AB7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同)KKi < i 1k i >i 2k六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。
确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。
解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN,静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN,tan = P y /P x =1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。
2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。
若上下游流速水头忽略不gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.0, m 2.04/=++⨯====∑ξχd AR将参数代入上式计算，可以求解得到/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴vA Q v即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。
HRO BR3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。
水力学
1.图示盛水容器，在容器左侧壁安装一测压管右侧壁一U型汞压计，已知容器中心点A的相对压强为50663Pa h=0.2m 试求h1和h2。
解：PA=rh1h1=PA/r=50663/9.8×1000=5.17mH2O建立等压面M-NPM=PA+0.2mH2OPM=PNPA=0.2mH2O=rHgh250663＋0.2×9.8×1000=13.6×1000×h2h2=395㎜=0.395mH202.图示为U形汞压差计，用于量测两水管中A和B两点的压差，已知h=0.36mA和B两的高差△Z=1m,试求A和B两点的压差。
解：建立等压面M-N，M’-N’PM=PA-r水hPB=PN’+r水(hm+h+△Z)PN=PM’+rmhmPM’=PN’ PM=PNPB=PN-rmhm+r水(hm+h+△Z)PA=PM+r水hPB=PA-r水h-rmhm+r水(hm+h+△Z)PA-PB=r水h+rmhm-r水(hm+h+△Z)=3.536mH2O3.如图所示某挡水矩形闸门，门宽b=2m,一侧水深h1=4m,另一侧水深h2=2m,试求闸门上所受到的静水总压力的大小。
解：A1=bh1=2⨯4=8m 2A2=b ⨯h2=2⨯2=4m 2hc1=h1/2=2mhc2=h2/2=1m左侧的水对闸门的作用力大小为F1=rhc1A1=1.0⨯103⨯9.8⨯2⨯8=1.568⨯105N右侧的水对闸门的作用力大小为F2=rhc2A2=1.0⨯103⨯9.8⨯1⨯4=3.920⨯410N闸门所受静水总压力大小F=F1-F2=1.568⨯105-3.920⨯410=1.176⨯105N 方向沿闸门向右yD1=yc1+Ic1/yc1A=h1/2+12/11213bh h bh ∙∙=8/3myD2=yc2+I2/yc2A=h2/2+22/21223bh h bh ∙∙=4/3m 根据惯性矩性质FyD=F1yD1-F2(h1-h2+yD2)117600yD=156800⨯38m-39200(4-2+4/3)yD=2.4m即合力的作用点位于0点下方2.4米处hc1 hc2 yD1 yD2 yD 的位置如图所示4. 设有一股自喷嘴，以速度V 。
排水管渠水力学计算(精选优秀)PPT
第一节 污水管渠水力设计原则 第二节 水力学计算基本公式 第三节 水力学算图 第四节 主要设计参数 第五节 管段的衔接 第六节 管段水力学计算
管道水流情况
重力流:管道中水流动时,水上方是大气, 具有自由表面,而其它三个方向受到管道 固体界面限制,这种水流方式叫重力流又 叫明渠流.
第五节 管段的衔接
窨井上下游的管段在衔接时应遵循下述 原则：
①尽可能提高下游管段的高程，以减少 埋深，从而降低造价，在平坦地区这点 尤其重要；
②避免在上游管段中形成回水而造成淤 积；
③不允许下游管段的管底高于上游管段 的管底。
管段的衔接方法通常采用： 管顶平接 水面平接 管底平接（在特殊情况下需要采
规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径 300mm的最小设计坡度为0.003；管径400mm 的最小设计坡度为0.0015。
§2-3 污水管道的水力计算
四、污水管道的埋设深度
管道的埋设深度有两个意义：
决定污水管道最小覆土厚度 的因素有哪些？
地面荷载
冰冻线的要求
地面 管道
覆 土 厚 度埋
1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击， 为未预见水量的增长留有余地；
2、有利于管道内的通风； 3、便于管道的疏通和维护管理。
（2）设计流速
——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。
最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速， 与污水中所含杂质有关；国外很多专家认为最小流 速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确 定污水管道最小流速为0.6m/s,雨水和合流管道为 0.75m/s ,明渠流为0.4m/s。
2、什么叫不计算管段？
在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径 小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力 计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管 段称为不计算管段。
水力学综合计算说明书(设计水面曲线)
水利计算综合练习计算说明书学校：SHUI YUAN系别：水利工程系班级: 水工班姓名: mao学号：指导老师：XXX2013年06月22日目录一、水力计算资料 2公式中的符号说明 3二、计算任务 4任务一： 4绘制陡坡段水面曲线 4⑴.按百年一遇洪水设计 41、平坡段：(坡度i=0) 4① 水面曲线分析 4② 分段求和计算Co型雍水曲线 52、第一陡坡段（坡度i=0.1） 6① 判断水面曲线类型 6② 按分段求和法计算水面曲线 73、第二陡坡段（坡度 i=1/3.02） 8① 判断水面曲线类型 8② 按分段求和法计算水面曲线 8⑵.设计陡坡段边墙 9⑶．按千年一遇洪水校核 111、水平坡段（坡度i=0） 12① 水面曲线分析 12② 分段求和计算Co型雍水曲线 132、第一陡坡段（坡度i=0.1） 14① 判断水面曲线类型 14②按分段求和法计算水面曲线 143、第二陡坡段（坡度 i=1/3.02） 16① 判断水面曲线类型 16② 按分段求和法计算水面曲线 16① 千年校核的掺气水深 17② 比较设计边墙高度与千年校核最高水深的大小 19⑷.绘制水面曲线及边墙 21任务二： 24绘制正常水位至汛前限制水位～相对开度～下泄流量的关系曲线 24 任务三： 26绘制汛前限制水位以上的水库水位～下泄流量的关系曲线 26三、总结 29、水力计算资料：某水库以灌溉为主，结合防洪、供电和发电、设带弧形闸门的驼峰堰开敞式河岸溢洪道。
1.水库设计洪水标准：百年一遇洪水（P=1%）设计相应设计泄洪流量Q=633.8 m^3/s相应闸前水位为25.39 m相应下游水位为4.56 m千年一遇洪水（P=0.1%）校核相应设计泄洪流量Q=752.5 m^3/s相应闸前水位为26.3 m相应下游水位为4.79 m正常高水位为24.0 m,汛前限制水位22.9 m。
2.溢洪道的有关资料：驼峰剖面选用广东省水科所1979年提出的形式（参阅武汉水院水力学教研室编的水力计算手册，P156图3-2-16a）。
水力学画图与计算教学文案
水力学画图与计算五、作图题(在题图上绘出正确答案)1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5分)2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。
3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同,末端有一跌坎) (5分)6、上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同)六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。
确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。
解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN 铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=113.50kN,tan = P y /P x =1.15 ∴ =49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。
2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差 H =3m 。
若上下游流速水头忽略不计，程gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.0, m 2.04/=++⨯====∑ξχd AR将参数代入上式计算，可以求解得到/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴vA Q v即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。
3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。
水力学第二章第二部分
xx交通学院
下午3时39分
作业
1 -1 绘图并计算
pa A
Pa+ρgh B
1 -6 解析法：作用于任意形状平面的静水总压力F，大小等于受压面面积A与其
形心点的静水压强pc之积。
FP pc A
图解法： 静水总压力大小等于压强分布图的面积S，乘以受压面的宽度b，即 P=bS
A
下午3时39分 B
于其加速度。
（2）适用条件：a.理想液体。
b.可压缩液体及不可压缩液体
下午3时39分
c.恒定流及非恒定流
二、理想液体流线（流束）的伯努利方程
dx X 1 p dux dx x dt
dyY 1 p duy dy
y dt
dz Z 1 p duz z dt
dz
Euler方程三式分别乘以流线上两点坐标增量dx、dy、dz，则相加后得：
为速度分量，即有：
ux
dx dt
uy
dy dt
uz
dz dt
则：①
dux dt
dx
du y dt
dy
duz dt
dz
uxdux
u y duy
uz duz
1 d (u 2 ) 2
因此，方程是沿流线才适用的。——条件之二
下午3时39分
②
p dx p dy p dz dp x y z
则（1）式
(2)受力分析
(3)导出关系
公式推导
1.取微元体 在某一瞬时在运动理想流体中取出 棱边为dx，dy，dz的一微小平行六面体。
下午3时39分
2.受力分析 作用在流体上力：(1) 表面力；(2)质量力
(1)表面力（以X方向为例） 包括压应力和剪应力 左表面
计算水力学01
2
式中 t 为紊动粘性系数，字母上方的横线表示时均值
李光炽
计算水力学
2.
通用微分方程
如果用 表示通用变量，则有各方程的通用 形式：
divU divgrad S t
称为水流和输运现象的通用微分方程。通用 微分方程包含变化率项、对流项、扩散项和 源项。令因变量代表不同的物理量，并对扩 散系数 和源项S作相应的调整
化简后得：
A Q ql t x
简化过程中用到了ρ 为常数的假设。式中：Ａ为 过水断面面积，Ｑ为断面流量
李光炽
计算水力学
二、动量方程 动量方程的推导主要依据是动量守恒定律。 由于动量是一矢量，推导是建立水流流动方 向的动量方程。 通过控制面流进到控制体内的动量 ＋作用于控制体外力的冲量 ＝控制体积内动量的增量
李光炽
计算水力学
3 圣维南方程
一、连续方程 质量守恒定律： 通过控制面进到控制体的质量＝控制体内质 量增量
李光炽
计算水力学
1
( A x ) t t
2
ρQ
t+△t
t
Q
△X
1 2
Q x x
质量守恒原理示意图
李光炽
水力学课件完整版
产生条件
多孔介质中存在压差，且液体具 有流动性。
渗流分类
根据流动状态可分为层流和紊流 ；根据流动方向可分为一维、二
维和三维渗流。
达西定律和非达西定律适用范围
达西定律
适用于层流状态的渗流，描述液体在多孔介质中的流动速度与压 差之间的关系。
非达西定律
适用于紊流状态的渗流，此时流动速度与压差之间的关系不再符 合达西定律。
根据测量范围选择
不同仪表有不同的量程，应根据实际压力范围选择合适的仪表。
根据测量精度要求选择
不同仪表的精度不同，应根据实际需求选择精度合适的仪表。
根据使用环境选择
考虑温度、湿度、振动等环境因素对仪表的影响，选择适应性强的 仪表。
误差来源及减小误差措施
误差来源
仪器误差、环境误差、操作误差等。
减小误差措施
工程实例分析
实例一
油田注水开发过程中的渗流现象分析 。通过注水井向油层注水，提高油层 压力，驱动原油向生产井流动。在此 过程中，需要考虑注水井与生产井之 间的干扰问题，以及储层物性、流体 性质等因素对渗流的影响。
实例二
水利工程中的堤防渗透问题。堤防是 水利工程中的重要建筑物，其主要功 能是防洪。在洪水期间，堤防受到水 流的冲刷和渗透作用，可能导致堤防 失稳和溃堤。因此，在堤防设计和施 工过程中，需要考虑渗流对堤防稳定 性的影响，并采取相应的防渗措施。
重要意义。
表面张力
流体表面分子间相互吸引的力 ，影响流体的界面现象和毛细
现象。
流体静力学基础
1 2 3
静水压强及其特性
静水压强是静止液体中某点处单位面积上的垂直 作用力，具有方向垂直于作用面、大小与作用面 的方位无关等特性。
《图解法计算》PPT课件
如下图所示：
精选ppt
15
精选ppt
16
5 年调节水库保证供水量与设计库容的关系
❖ 天然来水量和年内分配不同的情况下，调节流量和 水库所需库容的相互关系。
❖ 两个途径： 1 长系列操作法 2 典型年法
精选ppt
17
长系列操作法
❖ 根据N年来水资料和给定的需水计算每年的库容。 ❖ 把此N个库容看成随机变量，用经验频率公式
26
结束语
谢谢大家！
精选ppt
27
精选ppt
2
一.水量累积曲线和水量差积曲线 1.水量累积曲线
来水和用水随时间的变化关系可以用流量过程线来表示 ，也可以用水量累积曲线来表示，均是以时间为横轴。流量 过程线纵坐标表示的是相应时间的流量数值，累积曲线纵坐 标表示的是从计算开始时刻到相应时刻的水量累积数值。
两图如下所示：
精选ppt
3
流量过程线和水量累积曲线
1 同倍比法 2 同频率法
精选ppt
20
同倍比法
❖ 以年水量为控制：
1 先对坝址断面的年径流资料进行统计分析，确定 其线型及三个统计参数Q0、CV、CS。 2 由年径流统计参数计算相应于需水保证率的年径 流量QP。 3 从实测资料中选择年径流量与QP接近且年内分配 有代表性的一年或几年作为典型年，其年平均流量 为Q典。 4 计算缩放倍比K= QP / Q典，再用此K值遍乘该典 型年实测各月平均流量，得设计典型年。
2.取任一流量数值，与所取时段相乘得到水量 数值，按水量比尺求取长度T``S；
3.连接O`S，标注数值即所选取流量数值，其 方向就表示该流量；
4.按比例延伸T``S，即可得到其他流量在比尺 上的方向。
水力学水静力学
1-8 一容器内盛有密度为ρ=930kg/m3的液体，该容器长 L=1.5m，宽1.2m，液体深度h为0.9米。试计算下述情况下 液体作用于容器底部的总压力，并绘出容器侧壁及底部的 压强分布图？
（1）容器以等加速度9.8m/s2垂直向上运动； （2）容器以9.8m/s2的等加速度垂直向下运动。
F拉 F2 （FP F1) f 142.897KN
1-14 一矩形平板闸门AB，门的转轴位于A端，已
知门宽3m，门重9800N（门厚均匀），闸门与水平面 夹角a为60°，hl为1.0m，h2为1.73m，若不计门轴 摩擦，在门的B端用铅垂方向钢索起吊。试求：（1） 当下游无水，即h3为0时启动闸门所需的拉力T；（2） 当下游有水，h3为h2时启动所需的拉力T。
解：（1）当容器旋转时，边壁最高点水深比静止液面高 1 2R 2 ;
2 2g
中心最低点比静止液面低 1 2R 2 ，所以有：
2 2g
1 2R2 2D2
0.3 0.225
2 2g 16g
1 16 0.075g 34.3rad / s
D
（2）当 34.3rad / s 时，
Z0
H
1 2
2R2
h＝ 1gh1 2 gh2 ＝4.28m g
1-4 在盛满水的容器 盖上，加上6154N的 荷载G（包括盖重）， 若盖与容器侧壁完全 密合，
试求A、B、C、D各 点的相对静水压强 （尺寸见图）。
1－4解：
荷载G作用在AB液面上
得
PA
PB
F S
G ＝7.8355KPa S
C点和D点的压强相等 由巴斯加原理有：
PC PD
水力学各种计算
计算方法说明明渠均匀流求正常水深程序是针对棱柱体明渠（过水断面为对称梯形或矩形）恒定均匀流，已知河床底坡i ，河床糙率n,过水断面形状（b,m ），流量Q ，求解正常水深h 0。
明渠断面示意图按照谢才公式：Ri CA =Q谢才系数：611R n=C过水断面面积：h mh b A )(+= 湿周：212m h b ++=χ 水力半径：χ/A R =由此解得正常水深：)/()12()(04.0203.0220mh b m h b iQ n +++=h算法：采用迭代法求解非线性代数方程。
1. 正常水深的迭代方程为：)/()12()(04.0203.02201n n n mh b m h b iQ n h +++=+；2.假设。
进行迭代求解h ； m h 0.100=....321000h h ⇒⇒3.迭代结束的判断依据为ε<Q Q Q /|-计算|，ε为一个小值。
求临界水深程序是针对棱柱体明渠（过水断面为对称梯形或矩形）恒定均匀流，已知过水断面形状（b,m ），流量Q ，动能校正系数α，求解临界水深hc 。
明渠断面示意图临界水深公式：0132=−=c c s B gA Q dh dE α其中，――断面单位能量。
s E 由此可得：cc B A g Q 32=α过水断面面积：h mh b A )(+= 水面宽度：mh b B 2+=由此解得临界水深： 3132])/()2()/[(c c c mh b mh b g Q h ++×=算法：采用迭代法求解非线性代数方程。
1. 临界水深的迭代方程为：3132])/()2()/[(1n n n c c c mh b mh b g Q h ++×=+； 2.假设。
进行迭代求解h ；m h c 0.10=....321c c c h h ⇒⇒3.迭代结束的判断依据为ε<+n n n c c c h h h /|1－|并且ε<++11/|n n n c c c h h h －|，ε为一个小值。
水力学知识点讲解
《水力学》学习指南中央广播电视大学水利水电工程专业(专科)同学们，你们好！这学期我们学习的水力学是水利水电工程专业重要的技术基础课程。
通过本课程的学习，要求大家掌握水流运动的基本概念、基本理论和分析方法，；能够分析水利工程中一般的水流现象；学会常见的工程水力计算。
今天直播课堂的任务是给大家进行一个回顾性总结，使同学们在复习水力学时，了解重点和难点，同时全面系统的复习总结课程内容，达到考核要求。
第一章绪 论(一)液体的主要物理性质1．惯性与重力特性：掌握水的密度ρ和容重γ；2．粘滞性：液体的粘滞性是液体在流动中产生能量损失的根本原因。
描述液体内部的粘滞力规律的是牛顿内摩擦定律 :注意牛顿内摩擦定律适用范围：1)牛顿流体， 2)层流运动3．可压缩性：在研究水击时需要考虑。
4．表面张力特性：进行模型试验时需要考虑。
下面我们介绍水力学的两个基本假设： (二)连续介质和理想液体假设1．连续介质：液体是由液体质点组成的连续体,可以用连续函数描述液体运动的物理量。
2．理想液体：忽略粘滞性的液体。
（三）作用在液体上的两类作用力第二章 水静力学水静力学包括静水压强和静水总压力两部分内容。
通过静水压强和静水总压力的计算，我们可以求作用在建筑物上的静水荷载。
（一）静水压强：主要掌握静水压强特性,等压面,水头的概念，以及静水压强的计算和不同表示方法。
1．静水压强的两个特性：（1）静水压强的方向垂直且指向受压面（2）静水压强的大小仅与该点坐标有关，与受压面方向无关，2.等压面与连通器原理：在只受重力作用,连通的同种液体内, 等压面是水平面。
(它是静水压强计算和测量的依据）3．重力作用下静水压强基本公式（水静力学基本公式）p=p 0+γh 或 其中 ： z —位置水头，p/γ—压强水头（z+p/γ）—测压管水头请注意，“水头”表示单位重量液体含有的能量。
4．压强的三种表示方法：绝对压强p ′，相对压强p ， 真空度p v , ↑ 它们之间的关系为：p= p ′-p a p v =│p │（当p ＜0时p v 存在）↑相对压强:p=γh,可以是正值，也可以是负值。
用CAD进行水力学分析与设计
用CAD进行水力学分析与设计水力学是研究液体在静力学和动力学条件下的运动规律的科学。
在实际工程中，CAD（计算机辅助设计）软件提供了强大的工具，可以帮助工程师进行水力学分析和设计。
本文将介绍如何利用CAD软件进行水力学分析与设计的基本方法和技巧。
首先，在进行水力学分析与设计之前，我们需要准备好必要的输入数据。
这包括液体的物性参数、管道的几何形状和边界条件等。
物性参数通常包括密度、粘度和介质的流量等。
几何形状包括管道的直径、长度和弯头的类型等。
边界条件指定了入口和出口的压力以及其他可能的限制条件。
接下来，我们可以使用CAD软件来创建模型。
首先，我们可以使用绘图工具来绘制管道的几何形状。
在CAD软件中，我们可以选择合适的绘图功能，例如直线、曲线和圆等，来创建实际的管道模型。
在绘制过程中，我们应该确保准确地绘制管道的尺寸和形状，以便后续的水力学分析和设计。
一旦我们完成了管道模型的绘制，我们可以开始进行水力学分析。
在CAD软件中，我们可以使用流体力学分析工具来计算液体在管道中的压力、速度和流量等参数。
根据所选择的软件，我们可以使用不同的数值方法（如雷诺平均法或拉格朗日法）来模拟水流的运动。
通过在模型中指定边界条件和物性参数，我们可以获得关于液体运动的详细信息。
除了基本的水力学分析，CAD软件还可以用于水力学设计。
在设计过程中，我们可以通过更改管道的几何形状、优化流道、添加阀门和泵等来改善水流性能。
CAD软件提供了建模和仿真的工具，我们可以根据设计要求进行不同的修改和测试。
通过不断地优化和修改设计，我们可以达到满足特定需求的最佳设计方案。
在进行水力学分析与设计时，我们还可以利用CAD软件提供的可视化功能。
通过绘制流线图、压力图和速度图等图形，我们可以直观地了解流体在管道中的运动规律。
这些可视化工具可以帮助我们更好地理解和分析水流的行为，从而优化设计方案。
总之，CAD软件为水力学分析与设计提供了强大的工具和功能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
五、作图题(在题图上绘出正确答案)1.定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同) (5分)3、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同,末端有一跌坎) (5分)6、绘出图中的受压曲面AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
AB7、定性绘出图示棱柱形明渠的水面曲线，并注明曲线名称。
(各渠段均充分长，各段糙率相同)KKi < i 1k i >i 2k六、根据题目要求解答下列各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。
确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。
解：水平分力 P x =p c ×A x = 铅垂分力 P y =γ×V=, 静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2, P=,tan = P y /P x = ∴ =49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。
2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d ＝0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=，ζ2=，ζ3=，沿程水头损失系数λ=，上下游水位差 H =3m 。
若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.0, m 2.04/=++⨯====∑ξχd AR将参数代入上式计算，可以求解得到/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴vA Q v即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。
3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。
用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2，管路内流速v 1=0.706m/s 。
求水流对喷嘴的水平作用力F (可取动量校正系数为1)HROBRd 1v 1解：列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：得喷嘴流量和出口流速为：sm00314.0311==A v Qs m9.922==A Q v对于喷嘴建立x 方向的动量方程)(1211x x v v Q R A p -=-ρβ8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN水流对喷嘴冲击力:F 与R , 等值反向。
4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n =，底宽b ＝1.5m ，槽长L ＝120m 。
进口处槽底高程Z 1=52.16m ，出口槽底高程Z 2＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0=1.7m时，试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。
解： i=（Z 1-Z 2）/L =55.2==bh A m 29.42=+=h b x m52.0==xAR ms /m 06.6412161==R n Cv=C (Ri )＝1.46m/s Q= vA=3.72m 3/s 。
5、有一矩形断面混凝土渡槽(n =，底宽b ＝1.5m,槽长L ＝116.5m 。
进口处槽底高程Z 1=52.06m ，当通过设计流量Q ＝7.65m 3/s 时，槽中均匀流水深h 0=1.7m ，试求渡槽底坡和出口槽底高程Z 26、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。
若管嘴出口至水箱水面的高度h =5 m ，短管的总水头损失是短管流速水头的倍，取动能校正系数α=1。
求管嘴的出流速度v 及此射H=2 m ，板宽B ＝3m 。
8、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面，边长b =0.8m ，长 l =50 m ，两个 30。
折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=，ζ2=，ζ3=，沿程水头损失系数 λ=，已知通过流量 Q =2.662m 3/s 。
若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H 。
γp d d h 1122121v9、有一水电站引水钢管，管道长度 L=2000 m ，管中水流的流速v=2 m/s ，管道水击波波速C ＝1172 m/s 。
＝28.972.143232==g q h k α因为收缩断面水深h t 2）计算收缩断面处水深h ＝81(232+cc gh q ＝1.18.972.1481(232⨯⨯+⨯3不计水头损失，求通过Hch15、管道直径 d = 10 mm ，通过流量 Q = 20 cm 3/s ，运动粘度 = 0.0101 cm 2/s 。
问管中水流流态属层流还是紊流若将直径改为 d = 30 mm ，水温、流量不变，问管中水流属何种流态16、有一水电站引水钢管，管道长度 L=2000 m ，管中水流的流速v=2 m/s ，管道水击波波速C ＝1172 m/s 。
由于管道末端阀门在2秒内完全关闭，产生水击。
时，试求通过19、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2 m ，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p 1=40kN/m 2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q ＝0.1m 3/s ，求水流通过弯管时对管壁的作用力。
（取动能校正系数和动量修正系数均为1）20、求图中圆弧形闸门AB 所受静水总压力的大小及方向。
已知水深H=4 m ，板宽B ＝2m 。
21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = ，宽b = 6m ，当Q = 14.0m 3/s 时，渠中均匀水深h = 2m ，试判断渠道中的明渠水流流态。
22、某矩形断面渠道，通过的流量为Q=30m 3/s ，底宽为b=5m ，水深为h=1m ，判断渠内水流是急流还是缓流如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。
23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度b ＝6 m ，闸前水深为 H=4m ，闸孔流量系数μ=，闸门开度e =0.5m ，闸底板与渠底齐平。
（1） 不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q 。
（2） 若闸下收缩水深h c ＝0.4m ，下游水深h t =2.5m ，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池。
H A B1 122 Dh c24、如图所示矩形平板闸门AB 宽b =3m ，门重G =9800N ，α=60°，h 1 =1m ，h 2=1.73m 。
试求：下游有水时启门力T ， 25、有一水平放置的管道(如图)。
管径d 1=10 cm ，d 2=5 cm 。
管中流量Q v =10 L/s 。
断面1处测管高度H=2 m 。
不计管道收缩段的水头损失。
取动能与动量校正系数均为1。
求水流作用于收缩段管壁上的力。
26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = ，宽b = 5m ，当Q = 15.0m 3/s 时，渠中均匀水深h = 2m ，试判断渠道中的明渠水流流态。
27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽＝3.0 m ，闸门开度e = 0.5m ，闸前水深H ＝6.0 m ，闸孔流量系数μ=，闸底板与渠底齐平。
不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q 。
28、水温 10。
C 时水流的运动粘滞系数为 = 0.0131 cm 2/s ，水管的直径为 10 cm ，管中流速为 100 cm/s ，试判别水流流态。
29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽 b =10 m ，水深 h = 3 m ，糙率 n = ，底坡i = 。
如流动在紊流粗糙区，求谢才系数C 和流量Q ，并判别是急流还是缓流。
30、有一虹吸管(如图)。
已知管径d =10 cm ，h 1=1.5 m ，h 2=3 m ，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。
求断面c －c 中心处的压强p c 。
b ＝3.0 m ，闸门开度e =0.5 m ，闸前水深H ＝6.0 m ，闸孔流量系数μ=，闸底板与渠底齐平。
不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q 。
33、某单孔WES 型实用堰，孔净宽=18.0 m ，上游堰高P =35m ，h t H eh h h 123T堰顶水头H =3.2m ，已知实用堰的流量系数m = ，不考虑侧收缩系数影响。
堰下游收缩断面的水深h c =0.5m ，收缩断面的宽为54m ，下游水位低于堰顶，下游水深h t =3.5m 。
（1） 求通过实用堰的流量Q（2） 确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施 （3） 如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求Hh ch t34、图示直径为 20mm ，长 450m 的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低 13 m ，已知 Q 。
(按短管计算)35、图示左边为一封闭容器，盛有密度 1＝2＝1000kg/m 3的水，深度 h 1 = 3 m 。
容器侧壁装有一测压管，H = 0.5 m 。
右边为敞口盛水容器，水深 h 2=2.2 m 。
求中间隔板 A 、B 、C 三点的压强。
( 1036 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l /s ，d 1 =5 cm ， p 1 = Pa ，如果使2断面产生真空压强为，问d 2应为多少（不计水头损失）37、有一矩形断面渠道，底宽b ＝1.5m ，底坡i＝，糙率n ＝，当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时，试求通过的流量Q , 并判别是急流还是缓流。
38、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。
已知渠宽 b =18 m ，流量 Q =265 m 3/s ，坝下收缩断面处水深 h c = 1.1m 当坝下游水深 h t =4.7 m 时，问：（1）、坝下游发生何种形式的水跃γp d d h 1122121v（2）、是否需要修建消能工。