水力学模拟题及答案Word文件下载.docx
- 文档编号:14961053
- 上传时间:2022-10-26
- 格式:DOCX
- 页数:27
- 大小:139.26KB
水力学模拟题及答案Word文件下载.docx
《水力学模拟题及答案Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水力学模拟题及答案Word文件下载.docx(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
二方面决疋。
3.
水击类型有:
,两类。
4.泄水建筑物下游衔接与消能措施主要有
?
?
—*
种。
5.
构成液体对所绕物体的阻力的两部分是:
。
6.
从理论上看,探索液体运动基本规律的两种不同的途径是:
,。
7.
在明渠恒定渐变流的能量方程式:
J=Jw+Jv+Jf中,Jv的物理意义
是:
。
8.
在水力学中,拉普拉斯方程解法最常用的有:
,复变函数
法,
数值解法等。
9.加大下游水深的工程措施主要有:
,使下游形成消能
池;
使坎前形成消能池。
三
计算题
1(15分).已知液体作平面流动的流场为:
22_
ux=y-x+2x
uy=2xy-2y
试问
:
①此流动是否存在流函数"
,如存在,试求之;
②此流动是否存在速度势0,如存在,试求之。
2(15分).某分洪闸,底坎为曲线型低堰.泄洪单宽流量q=1im/s,上下游堰高相等为2
米,下游水深ht=3米,堰前较远处液面到堰顶的高度为5米,若取?
=0.903,试判断水跃形
式,并建议下游衔接的形式。
(R=hc+q2/2g?
亿2)
3(15分).设某河槽剖面地层情况如图示,左岸透水层中有地下水渗入河槽,河槽水深
1.0米,在距离河道1000米处的地下水深度为2.5米,当此河槽下游修建水库后,此河槽
水位抬高了4米,若离左岸1000米处的地下水位不变,试问在修建水库后单位长度上渗入流量减少多少?
其中k=0.002cm/s;
s.i=h2-h1+2.3holg[(h2-ho)/(h1-ho)]
4(15分).在不可压缩流场中流函数”=kx2-ay2,式中k为常数。
试证明流线与等势线
相互垂直。
I解题指导
孔流和堰流都是局部流段内流线急剧弯曲的急变流,其水力计算的共同特点是能量损失以局部损失为主,沿程损失可以忽略。
由于边界条件、水流条件的差异,其水力计算公式及式中各系数的确定方法各不相同。
它们反映了孔流和堰流流态下,水流条件和边界条件对
建筑物过水能力的影响。
解题时,首先要分析水流特征、弄清边界条件并判别流态及出流方
式,然后根据问题的类型采用相应公式求解。
现将各种流态及淹没界限的判别标准、问题类
型等归纳于表8-1,
表8-1孔流、堰流流态判别及问题类型
水流流态
判别标准
淹没出流判别方法
问题类型
薄壁小孔口出流
d1
H10
在液面下出流
已知,d,H(或Z),求Q;
已知,d,Q,求h(或Z);
已知,H(或Z),求d;
已知d,Q。
h(或z),求
管嘴出流
l(3:
4)d
Hv9.0m
已知,d,H(或z),求Q;
已知p,d,Q,求h(或z);
已知p,H(或z),Q,求d;
已知d,Q。
h(或z),求p
闸孔出流
底坎为平顶堰
e
0.65
H
hevt
已知b,e,(H0),0,s,求Q;
已知Q,b,e(0),s,求H已知Q,b,H°
(0),s,求e;
已知Q,Hg,e,0,s,求b;
说明:
已知条件中带括号者与待求量有关,计算中往往先假定该值,用试算法求解
底孔为曲线型堰
0.75
hs>
(一般为自由出流情况)
矩形薄壁堰和无坎宽顶堰公式形成与式(8-7)略有不同;
直角三角形薄壁堰常用Q=1.4H2.5[适
1
用于P>
2H,B>
(3〜4)H];
梯形薄壁堰常用Q=1.86bH1.5[适用于tg-,b3H]。
4
堰流
一>
0.65
薄壁堰
一<
0.67
对矩形、梯形有hs>
0
z/R<
0.7
已知b,(H0),m,(,s),求Q;
已知Q,b,m,(,s),求H;
已知Q,m,(),s,H,求b;
已知Q,b,H,,s,求m
实用堰
0.67<
莎<
2.5
不同剖面形状,判别界限不同,可查有关册克-奥hs>
亠ZZ
剖面<
()k
RR
底坎为曲线型堰
0.75
宽顶堰
2.5<
—<
10
hs
——>
0.8
H。
应该指出的是,由于本章各种系数计算的经验公式较多,在进行水力计算时应特主意其适用条件是否相符,以免出错。
n典型例题
[例8-1]甲、乙两水箱如例8-1图。
甲箱侧壁开有一直径为100mm的圆孔与乙箱相通。
甲箱底部为1.8X1.8m的正方形,水深H为2.5m。
孔口中心距箱壁的最近距离h为0.5m。
当为恒定流时,问:
①乙箱无水时,孔口的泄流量为多少?
②乙箱水深Hb=0.8m时,孔口泄
流量为多少?
③在甲箱外侧装一与孔口等径的35cm长圆柱形短管时,泄流量又为多少?
若
管长为10cm,流量有何变化?
当为管嘴出流时,管嘴内真空高度为若干?
解:
(1)求乙箱无水时孔口的泄流量。
孔口的
|1
1'
I
作用水头为
HH1h2.0m,d/H0100.05<
0.1
2.0
乙箱无水,故为薄壁恒定小孔口自由出流。
孔口边缘距最近的边界距离h=0.5m,故h>
3d=3
x0.1=0.3m,为完全完善收缩,取
0.62,0.06,贝U
0.620.970.60
(2)求当H2=0.8m时孔口的泄流量。
因此时为淹没出流,且Z=H1—H=2.5-0.8=1.7m。
孔口位置、直径、边缘情况均未变,则不变,故
QA2gZ00.60.00785,19.61.70.0272m3/s
(3)求甲箱外侧短管长丨35cm,l10cm的泄流量及管嘴出流时的管内真宽度。
当I35cm时,其长度在(3〜4)d=30〜40cm之间,为管嘴出流,pp0而
0.82,于是自由出流时
pA,2gH00.820.00785.19.62.0
QpA2gZ00.820.0078519.61.70.0372m3/s
当I10cm时,I3d30cm,故仍为孔口出流,泄流量与以上问题
(1)、
(2)中的
结果完全相同。
以箱底为基准面,列1-1、c-c断面的能量方程,
H巳a00
g2g
Pc
g
令H。
2
aoo
,ac
2g
1.0,整理上式得
A
AC
所以
PaPc
(1
2gH。
p._2gHo
——x2gH0
[T(1
hPaPc
0.62,0.06,代入上式,即得真空高度
h■Pa—Pc[°
^(10.06)1]2.01.71m
g0.62
显然,管嘴内形成一定的真空高度,增大了作用水头。
故管嘴出流较孔口出流的流量大。
[例8-2]如例8-2图所示的密闭水箱,已知H=2.5m,h=0.3m,侧壁有孔径d=20mm的
圆形薄壁孔口,流量系数0.60,P。
0.1ato求:
①泄流开始时的泄流量;
②当箱内水
深降至Hi=1.3m时,欲保持泄流量不变,P0应为多少米水柱高?
(1)求泄流开始时的泄流量。
由题意知,水流为薄壁孔口自由出流
■―—0.020.0091v0.1,为小孔口。
HH1h2.50.3
选取过孔口中心的水平面为基准面,对
断面列能量方程
以②代①,
)1]H。
将p0.82,
1-1、C-C
H1
也0
a
取ac1.0o
因A箱?
Ac,故1
c,故取
c
丄0,则
2g(H1h葺)
P0
2g(H1hg)
cAccAA『g(H1h弋)
A(2g(Hih-Pg)
0.60.785O.O22.19.6—(2.5—0.3一1)
33
1.49103m3/s
(2)在孔口尺寸及流量系数一定时,欲使Q不变,其作用水头应不变,由上可知
Po
H1h-3.2m
即得-3.2H1h3.21.30.32.2mH2。
由本例可见,当箱内液面压强不为大气压时,其作用水头将发生变化。
此时不能套用孔
口(或管嘴)出流的计算公式,而应直接根据能量方程式推求其计算式。
[例8-3]某泄洪闸底坎为直角进口的平顶堰,如例8-3图。
P=1.0m,孔宽b=8.0m,共3
孔,闸墩头部半圆形,边墩圆弧形,平板闸门控制,下游尾水渠为矩形断面。
试求:
①
h11.0m,t6.0m,3孔闸门开度均为2m时的泄流量;
②若h7.5m,t5.76m,保持泄
流量不变时,闸门的开度为多少?
③流量和其它和其它条件不变,但为堰流时,其堰顶水头应为若干?
解
(1)因—
0.62,得
hce0.6221.24m
由于闸底板高于渠底且为平顶堰,查表取0.90。
又由于堰前水头较大、开启度较小,
为简化计算,不计行近流速水头,即取H)-H,则有
c.2g(H°
hc)0.9,19.6(101.24)11.79m/s
理(18Frc21)偌(183.3821)
22
hc>
ttP655m,故为闸孔出流。
由底坎及闸门形式,并注意到0.1v—v0.65,采用相应的经验公式求流量系数,有
00.60.180.60.180.20.564
得Q°
Be,2萌;
(2)当h7.5m,t
0.564382,19.610379.00m3/s
5.76m,欲使Q379.00m3/s时其闸门开度e,由式(8-5)即得
Q
因式中0与e有关,
设e=2.9m
U0B2gH0
故应试算求解。
竺竺0.45v0.65
7.516.5
为闸孔出流,由-
0.45
查表得
0.638,算得he
e0.6382.91.85m。
查得
0.90且忽略—
0,则有2g
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水力学 模拟 答案