7、明渠中发生A3型水面曲线,则水流属于()
A、急变流B、缓流C、急流D、层流
8、紊流粗糙区的水头损失与流速的()成正比。
()
A、1次方;B、2次方;C、1.75~2.0次方;D、3次方
9、发生水跃的充分必要条件是()
A、从层流过渡到紊流;B、从陡坡过渡到缓坡;
C、从缓流过渡到急流;D、从急流过渡到缓流。
10、当底坡i及糙率n确定的情况下,水力最佳断面是()
A、湿周一定,面积最小的断面;B、面积一定,湿周最小的断面;
C、最低造价的断面;D、最小糙率的断面。
二、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”)(每题2分,共20分)
1、理想液体就是不可压缩液体。
()
2、图中矩形平板上静水总压力的作用点位于受压面形心点O以下h/6处。
()
3、圆管中层流的雷诺数必然大于2320。
()
4、棱柱体明渠的临界水深只与通过的流量、明渠断面形状及尺寸有关,而与渠道的纵坡无关。
()
5、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。
()
6、在长管中,总水头线与测压管水头线重合。
()
7、缓坡上可以出现非均匀急流。
()
8、渐变流同一过水断面上各点的测压管水头近似相等。
()
9、若并联管道各支管的长度不同,则各支管的水头损失也不同。
()
10、圆管层流的流速分布要比紊流的流速分布均匀。
()
三、做图题(每题5分,共15分)
1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
(5分)
2、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号。
(5分)
3、定性绘出图示棱柱体明渠的水面曲线,并注明曲线的名称。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)(5分)
四、计算题(共45分)
1、有一侧有水的倾斜安装的矩形闸门,其宽度b=2米,倾斜角
,铰链中心O位于水面以上c=1米,水深h=3米。
求闸门开启示所需铅值向上的提升力T,设闸门重量G=0.196
牛顿。
(10分)
2、图示水箱一侧有一向上开口的短管,箱内水位恒定,水流通过管嘴向上喷射。
若管嘴出口至水箱水面的高度h=5m,短管的局部水头损失系数ζ=1.2,沿程水头损失可以忽略,取动能修正系数α=1。
求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。
(10分)
3、射流从喷嘴中射出,撞击在一铅直放置的平板上,水流在水平方向上分为两股。
如图所示。
已知喷嘴直径d=25mm,射流与平板垂线间的夹角θ=60°,射流流速v1=5m/s。
不计摩擦阻力,取动量校正系数为1。
求:
(1)平板静止时,射流作用在平板上的垂直作用力;
(2)当平板以u=2m/s的速度与水流相同方向运动时,求射流作用在平板上的垂直力。
(15分)
4、一引水渡槽,断面为矩形,槽宽b为1.5米,糙率n为0.011,槽长l为116.5米,进口处槽底高程为52.06米。
水流在渠中作均匀流动。
当通过设计流量Q为7.65m3/s时,槽中水深h应为1.7米,求渡槽底坡i及出口槽底高程。
(10分)
参考答案
一、单项选择题(填写唯一正确答案的编号)(每小题2分,共20分)
1、A2、D3、B4、B5、C6、D7、C8、B9、D10、B
二、是非题(正确的划“√”,错误的划“×”)(每题2分,共20分)
1、×2、√3、×4、√5、×6、√7、√8、√9、×10、×
三、做图题(每题5分,共15分)
1、绘出图中曲面上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。
(5分)
2、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号。
(5分)
5、定性绘出图示棱柱体明渠的水面曲线,并注明曲线的名称。
(各渠段均充分长,各段糙率相同)(5分)
四、计算题(共45分)
1、本题10分
解:
先求作用与闸门上的静水总压力P,
P=
=1.019×105N(3分)
压力D至铰点O的距离为DO,显然
米
而
米
闸门重心与铰链中心的水平距离为
米
对O点写出力矩方程
(7分)
所以开启闸门所需的铅直提升力为
2、本题10分
解:
列水箱水面与出口断面能量方程
h+0+0=0+0+v2/2g+hw
5=v2/2g+1.2v2/2g解得v2=6.67m/s(5分)
列水箱水面与最高点的能量方程
h+0+0=z+0+0+hwhw=hj=1.2v2/2g
z=h-hw=2.28m(5分)
3、本题15分
解:
(1)建立坐标为沿平板方向为X方向,平板垂线方向为Y方向:
根据流量方程可得
,(3分)
则建立Y方向的动量方程:
。
(5分)
(2)当平板以u=2m/s的速度与水流相同方向运动时,则根据流量方程可得
(3分)
则建立Y方向的动量方程:
(4分)
4、本题10分
解:
计算水力要素:
A=bh=1.5×1.7=2.55m2X=b+2h=1.5+2×1.7=4.9m
R=A/x=2.55/4.9=0.52(4分)
计算c=(1/n)R1/6=81.52m0.5/s
i=Q2/C2A2R=7.622/(81.522×2.552×0.52)=0.0026
进出口水面差:
hf=il=0.0026×116.5=0.3m
出口槽底高程:
52.06-0.3=51.76m(6分)