水力學(xué)習(xí)題(上)
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1-1 已知某水流流速分布為,u的單位為m/s ,y為距壁面的距離,單位為m。(1)求y=0.1、0.5、1.0m處的流速梯度;(2)若水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù),計(jì)算相應(yīng)的切應(yīng)力。 解:(1)依題知 ①當(dāng)y=0.1時(shí), ②當(dāng)y=0.5時(shí), ③當(dāng)y=1.0時(shí), (2)依題知 ①當(dāng)y=0.1時(shí), ②當(dāng)y=0.5時(shí), ③當(dāng)y=1.0時(shí), 1-2 已知溫度20℃時(shí)水的密度,動(dòng)力粘滯系數(shù),求其運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)? 解: 1-3 容器內(nèi)盛有液體,求下述不同情況時(shí)該液體所受單位質(zhì)量力?(1)容器靜止時(shí);(2)容器以等加速度g垂直向上運(yùn)動(dòng);(3)容器以等加速度g垂直向下運(yùn)動(dòng)。 解:(1)依題知 (2) 依題知 mg mg (3)依題知 mg g mg 1-4 根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律,推導(dǎo)動(dòng)力粘滯系數(shù)和運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)的量綱。 1-5 兩個(gè)平行邊壁間距為25mm,中間為粘滯系數(shù)為μ=0.7Pas的油,有一的平板,在距一個(gè)邊壁6mm的距離處以的速度拖行。設(shè)平板與邊壁完全平行,并假設(shè)平板兩邊的流速分布均為線性,求拖行平板的力。 1-6 一底面積為4045cm2的矩形平板,質(zhì)量為5kg,沿涂有潤(rùn)滑油的斜面向下作等速運(yùn)動(dòng),斜面傾角θ=22.62,如圖所示。已知平板運(yùn)動(dòng)速度u=1m/s,油層厚,由平板所帶動(dòng)的油層的運(yùn)動(dòng)速度是直線分布。試求潤(rùn)滑油的動(dòng)力粘滯系數(shù)。 題1-6圖 2-1 一封閉水箱自由面上氣體壓強(qiáng)p0=25kN/m2,h1=5m,h2=2m。求A、B兩點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。 題2-1圖 2-2 已知某點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)為80kN/m2,當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa=98kN/m2。試將該點(diǎn)絕對(duì)壓強(qiáng)、相對(duì)壓強(qiáng)和真空壓強(qiáng)用水柱及水銀柱表示。 2-3 如圖所示為一復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì),已知,,,,。試求水箱液面上的絕對(duì)壓強(qiáng)=? 題2-3圖 2-4 某壓差計(jì)如圖所示,已知HA=HB=1m,ΔH=0.5m。求:。 題2-4圖 2-5 利用三組串聯(lián)的U型水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)量高壓水管中的壓強(qiáng),測(cè)壓計(jì)頂端盛水。當(dāng)點(diǎn)壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí),各支水銀面均位于0-0水平面上。當(dāng)最末一組測(cè)壓計(jì)右支水銀面在0-0平面以上的讀數(shù)為時(shí),求點(diǎn)的壓強(qiáng)? 題2-5圖 2-6 盛同一種液體的兩容器,用兩根U形差壓計(jì)連接。上部差壓計(jì)內(nèi)盛密度為的液體,液面高差為;下部差壓計(jì)內(nèi)盛密度為的液體,液面高差為。求容器內(nèi)液體的密度(用,,,表示)。 題2-6圖 (圖中A、B分別換為、) 2-7 畫出下列圖中各標(biāo)有文字的受壓面上的靜水壓強(qiáng)分布圖 (f) 題2-7圖((f)中左端水面下加,并取掉) 2-8 畫出下列圖中各標(biāo)有文字曲面上的壓力體圖,并標(biāo)出垂直壓力的方向。 題2-8圖(請(qǐng)排兩行,各4個(gè)) 2-9 水閘兩側(cè)都受水的作用,左側(cè)水深3m、右側(cè)水深2m。試求作用在單位寬度閘門上靜水總壓力的大小及作用點(diǎn)位置(用圖解法和解析法分別求解)。 2-10 試求承受兩層液體的斜壁上的液體總壓力(以1m寬計(jì))。已知:,,,,。 2-11 一弧形閘門AB,寬b=4m,圓心角θ=45,半徑r=2m,閘門轉(zhuǎn)軸恰與水面齊平。求作用于閘門的靜水壓力及作用點(diǎn)。 題2-9圖 題2-10圖 題2-11圖 2-12 兩水池隔墻上裝一半球形堵頭,如圖。已知:球形堵頭半徑R=1m,測(cè)壓管讀數(shù)h=200mm。求:(1)水位差ΔH;(2)半球形堵頭的總壓力的大小和方向。 題2-12圖 2-13 求作用在如圖所示寬4m的矩形涵管閘門上的靜水總壓力及壓力中心。 題2-13圖 2-14 圓弧門如圖所示。門長(zhǎng)2m。(1)求作用于閘門的水平總壓力及其作用線位置。(2)求垂直總壓力及其作用線位置。 題2-14圖 2-15 有一直立的矩形自動(dòng)翻板閘門,門高H為3m,如果要求水面超過門頂h為1m時(shí),翻板閘門即可自動(dòng)打開,若忽略門軸摩擦的影響,問該門轉(zhuǎn)動(dòng)軸0-0應(yīng)放在什么位置? 題2-15圖 2-16 如圖所示,涵洞進(jìn)口設(shè)圓形平板閘門,其直徑d=1m,閘門與水平面成傾角并鉸接于B點(diǎn),閘門中心點(diǎn)位于水下4m,門重G=980N。當(dāng)門后無水時(shí),求啟門力T(不計(jì)摩擦力)。 題2-16圖 2-17為校核圖中所示混凝土重力壩的穩(wěn)定性,對(duì)于下游無水和有水兩種情況,分別計(jì)算作用于單位長(zhǎng)度壩體上水平水壓力和鉛直水壓力。 題2-17圖 2-18 一弧形閘門,門前水深為3m,為,半徑為4.24m,試計(jì)算1m寬的門面上所受的靜水總壓力并確定其方向。 題2-18圖 2-19 直徑=3.0m的圓柱堰,長(zhǎng)6m。求作用于圓柱堰的總壓力及其方向。 題2-18圖 3.1 恒定二維流動(dòng)的速度場(chǎng)為 ,其中秒-1。(1)論證流線方程為;(2)繪出C=0、1及4m2的流線;(3)求出質(zhì)點(diǎn)加速度的表達(dá)式。 3.2 試檢驗(yàn)下述不可壓縮流體的運(yùn)動(dòng)是否存在? (1) (2) 3.3 圓管中流速為軸對(duì)稱分布(如圖),,是距管軸中心為處的流速。若已知,,求通過圓管的流量Q及斷面平均流速。 習(xí)題3-3圖 3.4 水流從水箱經(jīng)管徑分別為的管道流出,出口流速,如圖所示。求流量及其它管道的斷面平均流速。 習(xí)題3.4圖 3.5 直徑為150mm的給水管道,輸水管為980.7KN/h,試求斷面平均流速。[1.59m/s] 3.6 如圖鉛直放置的有壓管道,已知d1=200mm,d2=100mm,斷面1-1處的流速v1=1m/s。求(1)輸水流量Q;(2)斷面2-2處的平均流速v2;(3)若此管水平放置,輸水流量Q及斷面2-2處的速度v2是否發(fā)生變化?(4)圖a中若水自下而上流動(dòng),Q及v2是否會(huì)發(fā)生變化? 習(xí)題3.6圖 3.7 已知某流場(chǎng)的流速勢(shì)為,為常數(shù),試求及。 3.8 對(duì)于,的平面流動(dòng),為常數(shù)。試分析判斷該流動(dòng): (1) 是恒定流還是非恒定流?(2) 是均勻流還是非均勻流?(3) 是有旋流還是無旋流? 3.9 已知流速分布為,。試判別流動(dòng)是否有勢(shì)。 3.10 已知,,試求該流動(dòng)的速度勢(shì)函數(shù)和流函數(shù)。 4-1 在一管路上測(cè)得過流斷面1-1的測(cè)壓管高度為1.5m,過流面積A1為0.05m2;過流斷面2-2的面積A2為0.02m2;兩斷面間水頭損失為;管中流量Q為20l/s;z1為2.5m,z2為2.6m。試求斷面2-2的測(cè)壓管高度。(提示:注意流動(dòng)方向)。 題4-1圖 4-2 如圖所示,從水面保持恒定不變的水池中引出一管路,水流在管路末端流入大氣,管路由三段直徑不等的管道組成,其過水面積分別是A1=0.05m2,A2=0.03m3,A3=0.04m2,若水池容積很大,行近流速可以忽略(v0≈0),當(dāng)不計(jì)管路的水頭損失時(shí),試求:(1)出口流速v3及流量Q;(2)繪出管路的測(cè)壓管水頭線及總水頭線。 題4-2圖 4-3 在水塔引出的水管末端連接一個(gè)消防噴水槍,將水槍置于和水塔液面高差H為10m的地方,如圖所示。若水管及噴水槍系統(tǒng)的水頭損失為3m,試問噴水槍所噴出的水最高能達(dá)到的高度h為多少?(不計(jì)在空氣中的能量損失)。 題4-3圖 4-4 如圖一管路,A、B兩點(diǎn)的高差Δz=1m,點(diǎn)A處直徑dA=0.25m,壓強(qiáng)pA=7.84N/cm2,點(diǎn)B處直徑dB=0.5m,壓強(qiáng)pB=4.9N/cm2,斷面平均流速VB=1.2m/s。判斷管中水流方向。 題4-4圖 4-5如圖所示平底渠道,斷面為矩形、寬b=1m,渠底上升的坎高P=0.5m,坎前漸變流斷面處水深H=1.8m,坎后水面跌落△Z=0.3m,坎頂水流為漸變流,忽略水頭損失,求渠中流量Q。 題4-5圖 4-6在水平安裝的文丘里流量計(jì)上,直接用水銀壓差計(jì)測(cè)出水管與喉部壓差Δh為20cm,已知水管直徑為10cm,喉部直徑為10cm,當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí),求通過流量Q。 題4-6圖 4-7為將水庫(kù)中水引至堤外灌溉,安裝了一根直徑d為15cm的虹吸管(如圖),當(dāng)不計(jì)水頭損失時(shí),問通過虹吸管的流量Q為多少?在虹吸管頂部s點(diǎn)處的壓強(qiáng)為多少? 題4-7圖 4-8水流通過如圖所示管路流入大氣,已知:U形測(cè)壓管中水銀柱高差,水柱,管徑,管嘴出口直徑,不計(jì)管中水頭損失,試求:管中流量Q。 題4-8圖 4-9如圖所示分叉管路,已知斷面1-1處的過水?dāng)嗝娣e,高程,流速,壓強(qiáng);2-2斷面處,,3-3斷面處,,,1-1斷面至2-2和3-3斷面的水頭損失分別為3m和5m,試求: ⑴ 2-2斷面和3-3斷面處的流速v2和v3; ⑵ 2-2斷面處的壓強(qiáng)p2。 題4-9圖 4-10 如圖所示為嵌入支座內(nèi)的一段輸水管。管徑d1=1.5m,d2=1m,支座前斷面的相對(duì)壓強(qiáng)p1=400kN/m2,管中通過流量Q=1.8m3/s。若不計(jì)水頭損失,試求支座所受的軸向力? 題4-10圖 4-11 水流由直徑dA為20cm的A管經(jīng)一漸縮的彎管流入直徑dB為15cm的B管,管軸中心線在同一水平面內(nèi),A管與B管之間的夾角θ為60。已知通過的流量Q為0.1m3/s,A端中心處相對(duì)壓強(qiáng)pA為120kN/m2,若不計(jì)水頭損失,求水流對(duì)彎管的作用力? 題4-11圖 4-12 直徑為d1=700mm的管道在支承水平面上分支為d2=500mm的兩支管,A-A斷面壓強(qiáng)為70kN/m2,管道流量Q=0.6m3/s,兩支管流量相等:(1)不計(jì)水頭損失,求支墩所受水平推力。(2)水頭損失為支管流速水頭的5倍,求支墩所受水平推力。不考慮螺栓連接的作用。 題4-12圖 4-13 一四通叉管(如圖),其軸線均位于同一水平面,兩端輸入流量,,相應(yīng)斷面動(dòng)水壓強(qiáng)=20kPa,=15 kPa,兩側(cè)叉管直接噴入大氣,已知各管直徑=0.3m,=0.2m,=0.15m,。試求交叉處水流對(duì)管壁的作用力(忽略摩擦力不計(jì))。 題4-13圖 4-14 一平板閘門寬b為2m,當(dāng)通過流量Q為8m3/s時(shí)閘前水深h為4m,閘孔后收縮斷面水深hC為0.5m,求作用于平板閘門上的動(dòng)水總壓力(不計(jì)摩擦力)。 題4-14圖 4-15 如圖溢流壩,上游斷面水深h1=1.5m,下游斷面水深h2=0.6m,略去水頭損失;求水流對(duì)2m壩寬(垂直紙面)的水平作用力。注:上、下游河床為平底,河床摩擦力不計(jì),為方便計(jì)算取ρ=1000kg/m3,g=10m/s2。 題4-15圖 4-16如圖所示為閘下底板上的消力墩,已知:躍前水深,流速,躍后水深,墩寬,試求:水流對(duì)消力墩的作用力。 題4-16圖 4-17 兩平行板間的層流運(yùn)動(dòng)(圖題4-17),上下兩平行平板間充滿了粘度為的不可壓縮流體,兩平板間距離為。下板固定,上平板以速度相對(duì)于下平板運(yùn)動(dòng),并帶動(dòng)流體流動(dòng);取軸方向與平板運(yùn)動(dòng)方向一致,軸垂直于平板,坐標(biāo)原點(diǎn)位于兩板中間。此時(shí),水流速度只有方向的分量,而且,在其余兩軸上的速度分量為零。試用納維-斯托克斯方程式求兩平行板間的層流運(yùn)動(dòng)的流速表達(dá)式。 圖4-17 兩平行板間的層流 5-1. 圓管直徑,管中水流流速,水溫,(1)試判別其液流型態(tài);(2)若流速與水溫不變,管徑改變?yōu)椋苤兴餍蛻B(tài)又如何?(3)若流速與水溫不變,管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r(shí),管直徑為多大? 5-2.圓管直徑,管中水流流速,水溫,試判別其液流型態(tài),并求液流型態(tài)變化時(shí)的流速。 5-3.?dāng)嗝鏋榫匦蔚呐潘疁?,溝底寬,水深,流速,水溫,試判別其液流型態(tài)? 5-4.某油管輸送流量的中等燃料油,其運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù),試求:保持為層流狀態(tài)的最大管徑? 5-5.有一管道,已知:半徑,層流時(shí)水力坡度,紊流時(shí)水力坡度,試求:(1)管壁處的切應(yīng)力;(2)離管軸處的切應(yīng)力? 5-6.有一圓管,在管內(nèi)通過的水,測(cè)得通過的流量為,在管長(zhǎng)15m的管段上測(cè)得水頭損失為2cm,試求該圓管內(nèi)徑d? 5-7.某管路直徑,流量,水力坡度,試求:該管道的沿程阻力系數(shù)值? 5-8.做沿程水頭損失實(shí)驗(yàn)的管道直徑,量測(cè)段長(zhǎng)度,水溫, 試求:(1)當(dāng)流量時(shí),管中的液流型態(tài); (2)此時(shí)的沿程水頭損失系數(shù); (3)量測(cè)段沿程水頭損失; (4)為保持管中為層流,量測(cè)段的最大測(cè)壓管水頭差? 5-9.有一直徑的新的鑄鐵管,其當(dāng)量粗糙度,水溫,試用公式法求:(1)維持水力光滑管水流的最大流量;(2)維持粗糙管水流的最小流量? 5-10.有一舊的生銹鑄鐵管路,直徑,長(zhǎng)度,流量取當(dāng)量粗糙度,水溫,試分別用公式法和查圖法求沿程水頭損失? 5-11.水從密閉水箱A沿垂直管路壓送到上面的敞口水箱B中,已知,閥門壁面當(dāng)量粗糙度,流動(dòng)在粗糙區(qū)求壓力表讀數(shù)? 習(xí)題5-11 5-12. 明渠中水流為均勻流,水力坡度,明渠底寬為,水深,粗糙系數(shù),計(jì)算明渠中通過的流量(分別用曼寧公式和巴氏公式計(jì)算)? 5-13.油在管路中以v=1m/s的速度流動(dòng),油的密度,,d=25mm,水銀壓差計(jì)測(cè)得h=9cm, 試求:(1)油在管路中的流態(tài);(2)油的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù);(3)若以相同的平均流速反向流動(dòng),壓差計(jì)的讀數(shù)有何變化? 習(xí)題5-13 5-14. 水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知,,,管道的當(dāng)量粗糙度,水溫為。若管道的出口流速,求(1)水位H;(2)繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線? 習(xí)題5-14 5-15.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,用來測(cè)定管路的沿程阻力系數(shù)和當(dāng)量粗糙度。已知管徑,管長(zhǎng),水溫,測(cè)得流量,水銀壓差計(jì)讀數(shù),試求:(1)沿程阻力系數(shù);(2)管壁的當(dāng)量粗糙度? 習(xí)題5-15 5-16. 如圖所示A、B、C三個(gè)水箱,由兩段鋼管相連接,經(jīng)過調(diào)節(jié)使管中產(chǎn)生恒定流動(dòng),已知:A、C箱水面差,, , , , , ,設(shè)流動(dòng)在粗糙區(qū),用計(jì)算,管壁,試求:(1)管中流量;(2)的值? 習(xí)題5-16 5-17.某一水池,通過一根管徑,管長(zhǎng),的管道,恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差,管道上有兩個(gè)彎頭,每個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù),管道進(jìn)口是直角進(jìn)口()管道全長(zhǎng)的沿程阻力系數(shù),試求通過管道的流量? 習(xí)題5-17 5-18.為測(cè)定90彎頭的局部阻力系數(shù),可采用如圖所示的裝置。已知AB段管長(zhǎng),管徑,。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為(1)AB兩斷面測(cè)壓管水頭差;(2)經(jīng)兩分鐘流入量水箱的水量為。求彎頭的局部阻力系數(shù)? 習(xí)題5-18 5-19.一直立的突然擴(kuò)大水管,已知,,,,試確定水銀比壓計(jì)中的水銀液面哪一側(cè)較高?差值為多少? 習(xí)題5-19 6-1 以LMT為基本量綱,推出密度、動(dòng)力粘滯系數(shù)、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)、表面張力系數(shù)、體積壓縮系數(shù)的量綱。 6-2 試分析歐拉平衡微分方程是否符合量綱和諧原理? 6-3 已知通過薄壁矩形堰的流量與堰口寬度,堰上水頭,密度,重力加速度,動(dòng)力粘滯系數(shù),表面張力系數(shù)等有關(guān)。試用定理推求薄壁矩形堰的流量計(jì)算公式。 6-4 已知物體在液體中所受阻力與液體密度,液體動(dòng)力粘滯系數(shù),物體的運(yùn)動(dòng)速度,及物體的大?。ㄓ镁€性長(zhǎng)度)有關(guān)。試用定理推物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力的計(jì)算公式。 6-5 弧形閘門閘下出流,重力為流動(dòng)的主要作用力。今采用長(zhǎng)度比尺為1:20的模型來研究,試求: (1)如原型閘門前水深,模型中相應(yīng)水深為多少? (2)如模型中測(cè)得的收縮斷面平均流速,流量,則原型中的相應(yīng)流速和流量各為多少? (3)模型中水流作用在閘門上的力,原型中作用力是多少? 8.1 有一條養(yǎng)護(hù)良好的土質(zhì)渠道,梯形斷面,有足夠長(zhǎng),底坡不變,底坡=0.001,底寬=0.8m,邊坡系數(shù)=1.5,當(dāng)水深=0.6m時(shí),通過流量是多少?水溫10℃,雷諾數(shù)是多少?該水流是層流還是紊流。 8.2 有一條梯形長(zhǎng)直渠道(土質(zhì)為中壤土),底寬=2m, 邊坡系數(shù)=2.0, 底坡=0.0015,水深=0.8m,粗糙系數(shù)=0.25,通過流量是多少?是否需要襯護(hù)? 8.3 鐵路路基排水溝,用小片石干砌護(hù)面,邊度系數(shù)=1.0, 粗糙系數(shù)=0.020,底坡=0.003,排水溝斷面為梯形,按水力最優(yōu)斷面設(shè)計(jì),通過流量,試確定其斷面尺寸? 8.4 已知一條梯形渠道,通過流量為,底寬=0.5m,渠道正常水流=0.82m,邊坡系數(shù)=1.5,粗糙系數(shù)=0.025,試設(shè)計(jì)該渠道的底坡。 8.5 有一條梯形渠道,用小片石干砌護(hù)面,設(shè)計(jì)流量,粗糙系數(shù),底坡,邊坡系數(shù),設(shè)計(jì)水深,試確定渠道的底寬。(謝齊系數(shù)用曼寧公式計(jì)算) 8.6 已知一條梯形斷面渠道,碎石護(hù)面,,底寬=2.0m,=0.005,邊坡系數(shù),通過流量,求此時(shí)均勻流水深為多少? 8.7 有一條高速公路,路基寬40m,橫跨一條排水渠道,該渠道通過量,初步設(shè)計(jì)用=1.5m,混凝土管鋪設(shè),設(shè)計(jì)充滿度=0.75,底坡=0.001,試校核是否滿足輸水能力的要求? 8.8 有一長(zhǎng)直排水管,有混凝土制作,粗糙系數(shù),管徑,按最大充滿度考慮,通過流量,試確定此排水管道的底坡? 8.9 由混凝土襯護(hù)的長(zhǎng)直矩形渠道,=2.0m,水深0.7m,通過流量1.6,試判斷該水流急流還是緩流? 8.10 有一條人工河道,長(zhǎng)直且平順,過水?dāng)嗝鏋樘菪?,已知底寬,粗糙系?shù),邊坡系數(shù),通過流量。試判斷在恒定流情況下水流流態(tài)? 8.11矩形斷面排水溝,渠寬=4m,粗糙系數(shù)0.02,通過流量,若底坡=0.005,求臨界水深,臨界底坡,并確定N-N線與K-K的相對(duì)位置。 8.12 下面為長(zhǎng)直棱柱形渠道,不變,試定性繪出可能出現(xiàn)的水面曲線型式。 習(xí)題 8.12 8.13 如圖示,有三段底坡不同的棱柱形渠道,三段渠道的斷面形狀尺寸相同,前后兩段渠道均足夠長(zhǎng),,,中間渠道長(zhǎng)度為,試分析,水面曲線可能出現(xiàn)的形式(分析時(shí),中間渠道長(zhǎng)度可長(zhǎng)可短,分不同情況考慮)。 習(xí)題8.13 8.14 如圖所示,平坡渠道與陡坡渠道相接,平坡渠道尾部設(shè)有一平板閘門,其閘孔開度小于渠道的臨界水深,閘門距渠道底坡轉(zhuǎn)折處的長(zhǎng)度為,試分析閘門下游可能出現(xiàn)的水面曲線及銜接形式。 習(xí)題 8.14 8.15 一長(zhǎng)直棱柱體梯形渠道,底寬,邊坡系數(shù)。流量。有水躍發(fā)生,已知躍后水深,求躍前水深 8.16一長(zhǎng)直棱柱體矩形渠道,底寬,流量,底坡,粗糙系數(shù)。已知躍前為特定水深,試計(jì)算躍后水深并判斷水躍形式。 8.17 有兩段矩形斷面渠道相連,通過流量,底寬b=2m,混凝土襯護(hù),粗糙系數(shù), =0.012, =0.0008,這兩段渠道是否為水躍銜接?若是水躍銜接是何種形式水躍?計(jì)算確定水躍發(fā)生的位置,并繪圖。 8.18 如圖所示為一引水陡渠,矩形斷面,混凝土襯護(hù),通過流量,=2m,底坡=0.25,渠長(zhǎng)15m,用分段求和法計(jì)算并繪出水面曲線?(相對(duì)誤差<1%)? 習(xí)題 8.18 8.19 有一條順直小河,過流斷面為梯形,底寬,邊坡系數(shù),底坡,粗糙系數(shù),流量,其下游建有一個(gè)低壩,堰高,堰上水頭,用分段求和法計(jì)算水面曲線并繪圖。(要求:上游水深計(jì)算到,至少分四段) 習(xí)題8.19 習(xí) 題 9.1 待測(cè)流量,堰高=0.6m,下游水深,堰上水頭控制在以下,試設(shè)計(jì)無側(cè)收縮矩形薄壁堰的寬度=? 9.2 一個(gè)矩形斷面水槽末端設(shè)有薄壁堰,水舌下緣通氣,用來量測(cè)流量,,堰高,當(dāng)堰上水頭,求水槽中流量? 9.3 上題,若,其他條件不變,求水槽中流量? 9.4 有一個(gè)三角形薄壁堰,,堰上水頭,自由出流,求通過流量?若流量增加一倍,求堰上水頭? 9.5 一個(gè)矩形直角進(jìn)口無側(cè)收縮寬頂堰,堰寬,堰高 ,堰上游水深,下游水深,求通過的流量? 習(xí)題9.5 9.6 一個(gè)圓角進(jìn)口無側(cè)收縮寬頂堰,堰高,堰上水頭限制在以下,通過流量,求寬頂堰寬度?若不形成淹沒出流,下游水深最大為多少? 9.7 某河中擬修建一單孔溢流壩,壩剖面按WES剖面設(shè)計(jì)。已知:筑壩處河底高程,壩頂高程,上游設(shè)計(jì)水位,下游水位,壩上游河寬,邊墩頭部為半圓形,當(dāng)上游水位為設(shè)計(jì)水位時(shí),通過流量,試設(shè)計(jì)壩頂?shù)膶挾仁嵌嗌伲? 9.8有一平底水閘,采用平板閘門,已知:渠道與閘門同寬,即,閘門開度,閘前水深,為閘孔自由出流,試求通過流量? 9.9某一滾水壩,采用WES剖面設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)水頭,壩頂裝有弧形閘門,門軸高,閘門半徑,閘孔凈寬。試求,當(dāng)壩上游水頭,閘門開度時(shí)的流量? 習(xí)題 9.9 10.1 在實(shí)驗(yàn)室中用達(dá)西實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定某土樣的滲透系數(shù)時(shí),已知圓筒直徑cm,兩測(cè)壓管間距cm,兩測(cè)管的水頭差cm,經(jīng)過一晝夜測(cè)得滲透水量為0.024,試求該土樣的滲透系數(shù)。 10.2 已知漸變滲流浸潤(rùn)線在某一過水?dāng)嗝嫔系钠露葹?.005,滲透系數(shù)為0.004cm/s,試求過水?dāng)嗝嫔系狞c(diǎn)滲流流速及斷面平均流速。 10.3 某鐵路路基為了降低地下水位,在路基側(cè)邊設(shè)置集水廊道(稱為滲溝)以降低地下水位。已知含水層厚度m,滲溝中水深m,兩側(cè)土為亞砂土,滲透系數(shù)為cm/s,試計(jì)算從兩側(cè)流入100m長(zhǎng)滲溝的流量。 10.4 某處地質(zhì)剖面如習(xí)題10-4圖所示。河道左岸為透水層,其滲透系數(shù)為0.002cm/s,不透水層底坡坡度為0.005。距離河道1000m處的地下水深為2.5m。今在該河修建一水庫(kù),修建前河中水深為1m;修建后河中水位抬高了10m,設(shè)距離1000m處的原地下水位仍保持不變。試計(jì)算建庫(kù)前和建庫(kù)后的單寬滲流量。 習(xí)題10-4圖 10.5 某均質(zhì)土壩建于水平不透水地基上,如習(xí)題10-5圖所示。壩高為17m,上游水深m,下游水深m,上游邊坡系數(shù),下游邊坡系數(shù),壩頂寬m,壩身土的滲透系數(shù)cm/s。試計(jì)算壩身的單寬滲流量并繪出浸潤(rùn)線。 習(xí)題10-5圖 10.6 對(duì)承壓井進(jìn)行抽水試驗(yàn)確定土的滲透系數(shù)時(shí),在距離井軸分別為10m和30m處各鉆一觀測(cè)孔,當(dāng)承壓井抽水后,兩個(gè)觀測(cè)孔中水位分別下降了42cm和20cm。承壓井含水層厚度為6m,穩(wěn)定抽水流量為24m3/hr,求土的滲透系數(shù)。 10.7 某工地欲打一完全普通井取水,已測(cè)得不透水層為平底,井的半徑m,含水層厚度為m,土為細(xì)砂,實(shí)測(cè)滲透系數(shù)cm/s。試計(jì)算當(dāng)井中水深不小于2m時(shí)的最大出水量,并算出井中水位與出水量的關(guān)系。 10.8 如習(xí)題10.8圖所示,為降低基坑中的地下水位,在長(zhǎng)方形基坑長(zhǎng)60m,寬40m的周線上布置8眼完全普通井,各井抽水流量相同,井群總抽水量為l/s,含水層厚度m,滲透系cm/s,井群的影響半徑為500m。試求基坑中心點(diǎn)的地下水位下降高度。若將上述8個(gè)井布置在面積為2400m2的圓周上,試求圓周中心點(diǎn)的地下水位下降高度。 習(xí)題10-8圖 10.9 某閘的剖面如習(xí)題圖10-9所示?,F(xiàn)已繪出流網(wǎng),并已知滲透系數(shù)cm/s,各已知高程如圖所注。試求單寬滲流量,并求出B點(diǎn)的壓強(qiáng)水頭。 習(xí)題10-9圖- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 水力學(xué) 習(xí)題
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