【水力學(xué)】-水力學(xué)試題集

因?yàn)橐后w分子間的空隙非常之小理想液體是否可以看作是牛頓流體的一個(gè)特例？不可以，因?yàn)榕ｎD流體是實(shí)際流體，和理想液體是兩大類別。題目：一底面積為4045cm2，高為1cm的木塊，質(zhì)量為5kg，沿著涂有潤滑油的斜面向下作等速運(yùn)動(dòng)，au=1m/sd=1mm，由木塊所帶動(dòng)的油層的運(yùn)動(dòng)速度呈直線分布，求油的粘度。解：∵等速 =0由牛頓定律：∑Fs(a)（呈（呈直線分布）∵=ta-1(5/12)=22.62°(b)問題1：與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)的因素是：A、切應(yīng)力和壓強(qiáng)；B、切應(yīng)力和剪切變形速率；C、切應(yīng)力和剪切變形；D、切應(yīng)力和流速。問題2：理想流體的特征是:：A、粘度是常數(shù)；B、粘度是常數(shù)；C、無粘性；D。若測壓管的讀數(shù)為h1

，毛細(xì)升高為h，則該點(diǎn)的測壓管實(shí)際高度為多少？（測壓管的2工作流體分別為水和水銀——水 h1+h2——水銀判斷：在彎曲斷面上，由于離心慣性力的作用流體動(dòng)壓強(qiáng)不按靜壓強(qiáng)特征分布。 對錯(cuò)判斷在均勻流中任一過水?dāng)嗝嫔系牧黧w動(dòng)壓強(qiáng)呈靜壓強(qiáng)分布特征。 對 錯(cuò)質(zhì)量力只有重力作用的流體系統(tǒng)中，其等壓面的形狀如何？是水平面問題：絕對壓強(qiáng)p 與相對壓強(qiáng)p、真空度p、當(dāng)?shù)卮髿鈮簆之間的關(guān)系是：abs v aA.p

； B.

+p C.p

=p-p+pabs v

abs a

v a abs

abs a問題U,12、3點(diǎn)位于同一水平面上，其壓強(qiáng)關(guān)系為：A.pA.p=p=p；p>p>p；1 2 3p<p<p；1 2 3p<p<p。2 1 3題目：A點(diǎn)的標(biāo)高為：。試確定管中A點(diǎn)的壓強(qiáng)。解：已知斷面1上作用著大氣壓，因此可從1開始，通過等壓面，并利用壓差公式逐點(diǎn)AA點(diǎn)壓強(qiáng)為：a沿水平方向作直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，設(shè)液體的密度為0，求車廂內(nèi)液體中的靜水壓強(qiáng)表達(dá)式。若已知車廂長度l＝2m，車廂內(nèi)靜水水面比頂端低0.4m，問車廂運(yùn)動(dòng)的加速度a為多少時(shí)，水將溢出。解：液體與容器處于相對平衡，整個(gè)慣性系作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)題意有：X＝－a，Y＝0，Z＝－g，代入dpXdxYdyZdz)即dp(adxgdz)積分得p(axgz)C將坐標(biāo)原點(diǎn)定位于小車中點(diǎn)的水面上，由邊界條件

x0,z0,pp0Cp故 0pp(axgz)0

0x0

l,zh如果車廂內(nèi)水溢出，即在坐標(biāo) 2 處，pp2hga代入上式求得， l

3.92m/s2有一直徑D＝0.3m，高H＝0.5m的圓筒，如圖所示，筒內(nèi)盛水的深度h=0.3m，圓筒繞其中心軸作等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。求）水面升至圓筒上緣時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)（）水面的拋物面頂點(diǎn)降至筒底時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)及此時(shí)潑出的水的體積。解：（1）旋轉(zhuǎn)前后的水體積不變1 1 1 1原4轉(zhuǎn)42 4V＝ 1 1 1 1原4轉(zhuǎn)42 4

＝ D2H

D2zV

hHz原 轉(zhuǎn)，得 2z2(Hh)0.4mz2r2拋物線方程： 2g1 2gz 1 2gz1 r D/21D/1D/22g0.5

2g0.418.67rad/s20.87(2） 2

1V D2h1

D2

rad/s.H0.00353m3潑出的水量 4 2 4當(dāng)受壓面是水平面時(shí)，其作用點(diǎn)和形心點(diǎn)的關(guān)系如何？兩者重合h1=1mh2=2mb=1.5m，求總壓力及其作用點(diǎn)。解:應(yīng)用解析法求解靜水總壓力和作用點(diǎn)某干渠進(jìn)口為一底孔引水洞，引水洞進(jìn)口處設(shè)矩形平面閘門，其高度ａ=2.5m,寬度b=2.0mH＝7.0m600。如圖所示。求作用開閘門上的靜水總壓力的大小和作用點(diǎn)。HH解：根據(jù)題意，求作用面形心處的水深hch=H-a/2*sin600=5.92mcA=ab=5.0m2P=rhA=290.08KNcy=y+Ic/yA=6.83+2.6/6.83×5=6.91mD c chsin600＝5.99Ｄ D用圖解法計(jì)算解析法中例1的總壓力大小與壓心位置。解：作出矩形閘門上的壓強(qiáng)分布圖，如圖所示：底為受壓面面積，高度是各點(diǎn)的壓強(qiáng)。備注：梯形形心坐標(biāo):a上底，b下底總壓力為壓強(qiáng)分布圖的體積：作用線通過壓強(qiáng)分布圖的重心：題目：如圖所示，單寬圓柱即b=1m，問在浮力Fz的作用下能否沒完沒了的轉(zhuǎn)動(dòng)？解：一、概念上分析：不能轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)樗芸倝毫Φ淖饔镁€通過軸心。（作用力總是垂直作用面，所以通過圓心）二、計(jì)算證明：垂向力作用點(diǎn)到軸心的距離為:所以不能轉(zhuǎn)動(dòng)。(a)a=1.0mb=3md=2m的圓柱筒將其。求作用于該圓柱筒的靜水總壓力。解:本題圓柱體所受的水平壓強(qiáng)，可把圓柱曲面分為曲面AC和曲面BF、曲面AB和曲面CEF四部分考慮，其水平壓強(qiáng)分布如圖(c)所示。分別繪出隔板兩側(cè)受壓曲面壓力體，兩者之和恰好為圓柱筒體積。因此，靜水總壓力的水平分力：靜水總壓力的鉛直分力：方向向上；于是，作用在圓柱筒上的靜水總壓力：其作用線與水平面的夾角作用點(diǎn)D在水下的深度問題：一元流動(dòng)是：A、均勻流；B、速度分布按直線變化；C、運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；D、限于直線流動(dòng)Euler速和動(dòng)水壓強(qiáng)都不再是時(shí)間的函數(shù)，僅是坐標(biāo)位置的函數(shù)過水?dāng)嗝嫔狭魉俜植记闆r與水流是否均勻有無關(guān)系？無關(guān)題目：某灌溉渠道過河流時(shí)通過渡槽連接。渡槽面積為梯形，底寬b=10m11.5b=8mh=3mv=0.75m/s，2 1 1h=2.7mv2 2。解渠道過水?dāng)嗝婷娣e： ：渡槽過水?dāng)嗝婷娣e：由連續(xù)方程 得d=320mm，d=160mm，流速1 2υ =1.5m/s，υ 為：1 26m/s；9m/s。

題目：如圖所示的虹吸管泄水，已知斷面1,2及2,3的損失分別為h =0.v2/(2和h =0.v2/(2)，試求斷面2的平均壓強(qiáng)。

w1,2w2,3解：取0-0，列斷面1，2的能量方程（取α =α =1）（a）（a）v=vd=d因此可對斷面2 32 1出能量方程（b）可得：代入式（a）中得：可見虹吸管頂部，相對壓強(qiáng)為負(fù)值，即出現(xiàn)真空。為使之不產(chǎn)生空化，應(yīng)控制虹吸管頂高（即吸出高），防止形成過大真空。題目：水深1.5m、水平截面積為3m×3m的水箱，箱底接一直徑為200mm，長為2m的豎直管，在水箱進(jìn)水量等于出水量情況下作恒定出流，略去水頭損失，試求點(diǎn)2的壓強(qiáng)。解:根據(jù)題意和圖示，水流為恒定流；水箱表面，2取漸變流斷面1-1,2-2和3-3因?yàn)?-1斷面為水箱水面，較豎直管大得多，故流速水頭 可近似取取并將基準(zhǔn)面O-O取在管子出口斷3-31-13-3采用相對壓強(qiáng) 。將已知數(shù)據(jù)代入上式，即得由連續(xù)方程，可得 。因此有 。取斷面3-3為基準(zhǔn)面，取 ，寫斷面1-1和2-2的總流能量方程：將已知數(shù)據(jù)代入上式可得：所以有：其真空值為9.8Pa，或絕對值壓強(qiáng)為88.2Pa。 上式說明點(diǎn)2壓強(qiáng)小于大氣壓強(qiáng)，其真空度為1m水柱，或絕對壓強(qiáng)相當(dāng)于10-1=9m水柱。題目：某一水庫的溢流壩，如圖所示。已知壩下游河床高程為105.0m,當(dāng)水庫水位為120.0m時(shí)壩址處收縮過水?dāng)嗝嫣幍乃頷=1.2m設(shè)溢流壩的水頭損失為 ，c及 。求壩址處斷面的平均流速。解1-1c2-2。由于水庫的過水?dāng)嗝婷娣e大，流速水頭。水庫水位和下游河床高程都為已知，基準(zhǔn)面0-0取在下游河床底部。取，寫出總流能量方程因?yàn)闈u變流斷面上各點(diǎn)的單位勢能（ ）等于常數(shù)?？蛇x斷面上任一點(diǎn)求得其z和p值。為了計(jì)算方便，可選水面上一點(diǎn)，故可用相對壓強(qiáng)計(jì)算，該點(diǎn)動(dòng)水壓強(qiáng)為零，即由圖可知:;將以上已知數(shù)據(jù)代入總流量方程，得解得壩址處的流速問題1：水平放置的漸擴(kuò)管如圖所示，如忽略水頭損失，斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng)有以下關(guān)系：A.p>p； B.p=p；1 2 1 2C.p<p； D.不1 2定。問題2： 能量方程中 表示：A.單位重量流體具有的機(jī)械能；A.單位重量流體具有的機(jī)械能；B.單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能；C.單位體積流體具有的機(jī)械能；D.通過過流斷面單位重量流體的總機(jī)械能。題目：一水平放置的噴嘴將一水流射至正前方一光滑壁面后，將水流分為兩股，如圖1所示。已知=40m，=0.02523/，水頭損失不計(jì)，求水流對光滑壁面的作用力。2,3（1）斷面1,2,3及隔離體表面上的動(dòng)P,P,PP均等于零（作用在大氣中）1 2 3（2）重力G，鉛垂向下（3）楔體對水流的反力R，待求。圖12.取坐標(biāo)，列動(dòng)量方程：方程：

3.令β =β =β =α =α =1。列能量1 2 3 1 2 3圖2代入動(dòng)量方程式可得：水流對壁面的作用力大小相等，方向相反。當(dāng)θ=60°時(shí) R=252Nθ=90°時(shí) θ=180°時(shí) R=1008N題目11-11.5m，2-20.6m1m（垂直紙面方向）的水平F。解：在壩前一段距離處，取漸變流斷面1-1；在壩下游水流較平直處，取斷面2-2。以壩基底部為基準(zhǔn)面0-0，設(shè)α=α=1，寫出總流能量方程：1 2圖1利用連續(xù)方程：1m，得代入（1）式：得1m壩寬的單寬流量作用在斷面1-1上的水壓力圖2作用在斷面2-2上的水壓力，取斷面1-12-2（圖b),寫出總流動(dòng)量方程得：則水流對1m壩寬的作用力 ，方向與R相反。(a50mmv18m/s1.2m30（1）流量分配Q1

Q；2（2）才能保持平板的平衡；（3）若B點(diǎn)不鉸接，平板與u=8m/s時(shí)，水流作用在平板上的垂直力的大小。(a)查看答案解：1.選0-0,1-1,2-2斷面間水體為隔離體，如圖所示取x,y直角坐標(biāo)。設(shè)平板作用在水股上的力為R（在y方向，無平板反力，忽略摩阻，沿y軸方向?qū)憚?dòng)量方程寫0-0,1-1斷面的能量方程（沿流線：同理： 又β1=β2=β=1，則式為：∴Qcos30°=Q1－Q2Q=Q1+Q2聯(lián)立3）兩式Q2=Q－Q1=0.067Q （b)2.沿x軸方向?qū)憚?dòng)量方程式，如圖(c)：水對平板在x方向的沖擊力F為8100N，方向與R的方向相反?，F(xiàn)對B點(diǎn)取矩：∑MB=0即：∴P=4050N3.當(dāng)平板以速度u=8m/s沿水流方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間水流沖擊在平板上的質(zhì)量是ρA(-u，圖 示 隔 離 體 的 相 對 速 度v-u：寫x方向的動(dòng)量方程：

(c)當(dāng)平板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水流作用在平板上的垂直作用力是2.5kN，作用方向與R相反。思考題：如果控制體的過水?dāng)嗝媸菨u變流，內(nèi)部是急變流，是否適用動(dòng)量方程？可以，因?yàn)閯?dòng)量方程對內(nèi)部水流型態(tài)沒有要求。理想液體和實(shí)際流體的區(qū)別是什么？與實(shí)際流體相比，理想液體忽略了液體的粘性。題目：某段自來水管，d=100mm，v=1.0m/s。水溫10℃，（1）試判斷管中水流流態(tài)？（2）若要保持層流，最大流速是多少？解:（1）水溫為10℃時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘度，由下式計(jì)算得：則：即：圓管中水流處在紊流狀態(tài)。（2）要保持層流，最大流速是0.03m/s。問題：有兩根管道，一根輸油管，一根輸水管，當(dāng)直徑d,長度l,邊界粗糙度均相等時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度n >n ，若兩管的雷諾數(shù)相等，則沿程水頭損失：油 水A.h =h ；f油 f水B.h >h ；f油 f水C.h <hf油 f水;D.關(guān)系不定。1RecRe<RecRe>Rec＝2300，當(dāng)為明渠流時(shí)。2（層流和紊流）因?yàn)榕R界流速跟流體的粘度、流體的密度和管徑（當(dāng)為圓管流時(shí)）或水力半徑（當(dāng)為明渠流時(shí)）有2302000對于明渠流為57（500，應(yīng)用起來非常方便。紊流附加切應(yīng)力與流體密度和脈動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)。你的判斷正確；錯(cuò)誤層流和紊流的動(dòng)能校正系數(shù)相比較，哪種更大？為什么？層流的動(dòng)能校正系數(shù)較大，因?yàn)閷恿鞯牧魉俜植紱]有紊流的均勻題目：某水管長l=500m，直徑d=200mm，管壁粗糙突起高度Δ=0.1mm，如輸送流量Q=10l/s，水溫t=10℃，計(jì)算沿程水頭損失為多少？解：=10℃ ∴=0.01310c/s故管中水流為紊流。由式（6-33）λ：先假設(shè)λ=0.021，則所以λ=0.021滿足要求（Re=48595λ=0.0208）問題1：水從水箱經(jīng)水平圓管流出，開始為層流。在保持水位不變的條件下，改變水的溫度，當(dāng)水溫由低向高增加時(shí)，出流與水溫的關(guān)系為：C.開始流量隨水溫的增加而顯著增加，當(dāng)水溫增加到某一值后，流量急劇減??；D.開始流量隨水溫的增加而顯著減小，當(dāng)水溫增加到某一值后，流量急劇增加，之后流量變化很小。問題2：判斷謝才公式只能用于水流的粗糙區(qū)。你的回答：對錯(cuò)題目(avv的突然擴(kuò)大管中，如果中間加一中等粗細(xì)管段使1 2形成兩次突然擴(kuò)大，略去局部阻力的相互干擾，即用疊加方法。試求（1）中間管中流速為何值時(shí)，總的局部水頭損失最??；（2）計(jì)算總的局部水頭損失，并與一次擴(kuò)大時(shí)相比較。解（1）兩次突然擴(kuò)大時(shí)的局部水頭損失為 (a)中間管中流速為v，使其總的局部水頭損失最小時(shí)即得（2）總的局部損失為因?yàn)橐淮瓮蝗粩U(kuò)大時(shí)的局部水頭損失總的局部水頭損失為一次突然擴(kuò)大時(shí)的二分之一。

，所以兩次突然擴(kuò)大時(shí)判斷：有兩根管道，一根輸油管，一根輸水管，當(dāng)直徑、長度、邊界粗糙度均相等時(shí)，則沿程水頭損失必然相等。你的判斷：對錯(cuò)造成局部水頭損失的主要原因是什么？主流脫離邊壁，漩渦區(qū)的形成。提出邊界層概念對水力學(xué)研究有何意義？邊界層概念的提出為解決粘性流體繞流問題開辟了新途徑，并使流體繞流運(yùn)動(dòng)中一些復(fù)雜現(xiàn)象得到解釋。問題1：薄壁小孔淹沒出流時(shí)，其流量與 有關(guān)。A.上游行進(jìn)水頭；B.下游水頭；C.孔口上、下游水面差；D.孔口壁厚。Q

Q的流量關(guān)系式

=A。圖< Q

；圖2：Q = Q

1 （填>、<或＝）

1 2 1 21 2圖1 圖2提出邊界層概念對水力學(xué)研究有何意義？二者在形式上完全相同，如動(dòng)能修正系數(shù)與1.0補(bǔ)充說明§計(jì)算水頭問題1)自由出流時(shí)，水頭H值系水面至孔口形心的深度；2)淹沒出流時(shí)，水頭H值系孔口上、下游水面高差。流速、流量與孔口在水面下的深度無關(guān)，所以也無“大”，“小”孔口區(qū)別?！齑罂卓谟?jì)算公式的相關(guān)說明1）大孔口的收縮系數(shù)較小孔口大，故流量系數(shù)亦較小孔口大。但在工程中，仍采用m=0.62。2）小孔口出流的流量計(jì)算公式仍可用于估算大孔口出流的流量，式中H應(yīng)為大孔口形心C處的水頭Hc。3）大孔口淹沒出流時(shí)流量計(jì)算公式同小孔口淹沒出流流量計(jì)算公式。題目d=60mm=30l/s，通過該兩孔流出；為了調(diào)節(jié)兩孔的出流量，池內(nèi)設(shè)有隔板，隔板上開與池壁孔徑相等的圓孔。求池內(nèi)水位恒定情況下，池壁兩孔的出流量各為多少？解:池壁厚δ=(3~4)d，所以池壁兩側(cè)孔口出流均實(shí)為圓柱形外管嘴出流。按孔口、管嘴出流的流量公式(1)(2)和連續(xù)性方程

(3) a(4),Q（Q孔）,HH

(5)可解，將式（1）和式（2）代入式（4）得:

1 2 1 2（6）將式（2）和式（3）代入式（5）得:將上式寫成：（7）將式（7）代入式（6）得解出：代入式（7）得H1H2、式得1d相同時(shí)，下列那些是正確的：A.Q孔<Q嘴，u孔<u嘴；B.Q孔<Q嘴，u孔>u嘴；C.Q>Q嘴，u孔>u嘴；D.Q>Q嘴，u孔<u嘴。判斷：增加管嘴的作用水頭，能提高真空度，所以對于管嘴的出流能力，作用水頭越大越好。你的判斷：正確錯(cuò)誤題目dazz=2.510m1 2的1-1斷面及2-2Δ=4c。解：以管軸水平面為基準(zhǔn)面，寫1-1，2-2斷面的能量方程，得由壓差計(jì)原理知圖a所以 ,全管路沿程水頭損失再由水箱斷面與管道出口斷面的能量方程題目：路基上設(shè)置的鋼筋混凝土倒虹管，如圖a所示。管長l=60m,l=80m,l=60m,α=20°。AB BC CD試求：（1）如上、下游水位差為27.4m-19.4m=8m，管徑d=2m，計(jì)算其泄流能力Q；（）如泄流量'=25.143/s，若管徑與下游水位維持不變，由上游水位怎樣變化？（）如流量'=25.142/s，上、下游水位保持原狀不變（即=8m），問管徑應(yīng)如何變化？圖a解:（1）取基準(zhǔn)面0-0及計(jì)算斷面1-1、2-2，寫能量方程（1）用滿寧公式其中水力半徑謝才系數(shù)沿程阻力系數(shù)局部阻力系數(shù)解得管內(nèi)流速管內(nèi)流量（2）據(jù)題意，水頭損失為此加大成 隨之大于故上游水位壅高。因?yàn)楣荛L、管徑、管材及管道布置未變，則各項(xiàng)阻力系數(shù)不變，故故上游水位壅高至 30.06m。（3）據(jù)題意，管徑改變?yōu)閐'>d，則管內(nèi)流速改變?yōu)関2，由式（1）得或整理得:用試算法解此一元五次方程，得d'的管徑的管道。由于管徑的改變，d，此處不作贅述。01LAQ；淹沒出流時(shí)1B，QQQ的關(guān)系為：2 1 2A.Q=Q； B.Q>Q；1 2 1 2C.Q<Q； D.關(guān)系不定。1 2問題2：短管在自由出流時(shí)的流量系數(shù)等于在淹沒出流時(shí)的流量系數(shù)。你的判斷： 對錯(cuò)題目：用虹吸管自鉆井輸水至集水池。圖a中，虹吸管長l=l+lAB

=30+40=70m，d=200mm。BC鉆井至集水池間的恒定水位高差H=1.60m。又已知λ=0.03，管路進(jìn)口120彎頭90°彎頭及出口處的局部阻力系數(shù)分別為ζ=0.5，ζ=0.2，ζ=0.5，ζ=1.0。1 2 3 4試求:（1）流經(jīng)虹吸管的流量；（2）Bh=4.5mB圖a解：（1）1-1，3-3v=002-2B點(diǎn)高度相當(dāng)，離管路進(jìn)口距離與B所以虹吸管可正常工作。為什么要考慮水泵和虹吸管的安裝高度？虹吸管和水泵的吸水管內(nèi)都存在負(fù)壓。當(dāng)安裝高度較高時(shí)，虹吸管的最高處和水泵的進(jìn)口的壓強(qiáng)可能小于水的汽化壓強(qiáng)，在那里水將變成蒸汽，破壞了水流的連續(xù)性，導(dǎo)致水流運(yùn)動(dòng)中斷。因此在進(jìn)行虹吸管和水泵的設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮它們的安裝高度比阻a與沿程阻力系數(shù)有何聯(lián)系？對于管徑確定的同一管道，兩者成正比關(guān)系。例 圖8-10中，水由封閉容器A沿垂直變直徑管道流入下面的水池，容器內(nèi)p=2N/cm2且液0d=50mm，d=75mmH=1m（只計(jì)局部水頭損失）。1 2求：（1）管道的流量Q；（2）B點(diǎn)的壓強(qiáng)。解：（1）p>p2.04m，所以作用水頭為0 a1+2.04=3.04m管道流量為 （1）局部水頭損失系數(shù)：進(jìn)口ζ=0.5，出口ζ=1，突然擴(kuò)大1 2突然縮小圖8-10將各有關(guān)數(shù)值代入（1）式，得（2）以C-C為基準(zhǔn)面，寫B(tài)-B斷面和C-C斷面的能量方程問題1：串聯(lián)管道各串聯(lián)管段的：A.水頭損失相等； B.總能量損失相等；C.水力坡度相等； D.所通過的流量相等。問題2：如圖所示，在校核虹吸管頂部最高點(diǎn)的真空度時(shí)應(yīng)選用下列哪個(gè)斷面的能量方程：A.1-1斷面； B.2-2斷面；C.3-3斷面； D.4-4斷面。例1 采用內(nèi)壁涂水泥砂漿的鑄鐵管供水，作用水頭H=10m，管長l=1000m，管徑如圖8-12所示）。求：（1）校驗(yàn)管道能否輸水Q=50l/s。（2）如管道輸水能力不足，為通過上述流量，在管道中加接部分并聯(lián)管，取并聯(lián)管l=l，1 2d=d=d，l,l。1 2 1 2（S,0

,一般情況下可查水利計(jì)算手冊。）解（1）Q作簡單管道計(jì)，查表得l=l=d，所以并聯(lián)管段的流量相同，即

1 2 1 2可寫出解得：l=l=660m

圖8-121 2問題1：并聯(lián)長管1、2，兩管的直徑、沿程阻力系數(shù)均相同，長度L=3L，則通過的流量為：2 1A.Q=Q； B.Q=1.5Q；1 2 1 2C.Q=1.73Q D.Q=3Q。1 2 1 22H，用兩根等徑等長、沿程阻力系數(shù)均相同的管道連接，按長管考慮，則：A.Q>Q； B.Q=Q；1 2 1 2C.Q<Q； D.Q=0。1 2 2例圖8-15l=500md=200mm，1 1l=150m，d=150mm，l=200m，d=125mm，節(jié)點(diǎn)B分出流量=0.01m/s，途泄流量Q=0.015m/s，傳輸流2 2 3 3 tQ=0.02m3/s，求需要的水塔高度（作用水頭）。z解：首先將途泄流量轉(zhuǎn)換為傳輸流量：各管段的流量為：圖8-15整個(gè)管路由三管段串聯(lián)而成，因而作用水頭等于各管段水頭損失之和。其中比阻抗 ，從舊鑄鐵管比阻抗表中查得。問題在環(huán)狀管網(wǎng)的任一閉合環(huán)路中以順時(shí)針方向的水流所引起的水頭損逆時(shí)針方向的水流所引起的水頭損失。A.小于；B.等于；C.大于。12水力坡度是否一定為正值？是的判斷：恒定流是圓管均勻流和明渠均勻流共同的必要條件。否題目0.5m3m0.8m，邊坡系數(shù)1.5n=0.032K、Q。解：i=0.5/1000=0.0005A=(b+mh)h=(3+1.5×0.8)×0.8=3.36m2∴=A=0.80×6.38=5.103/s例題：某梯形斷面土渠中發(fā)生均勻流動(dòng)，已知：底寬b=2m，i=0.0004，n=0.0225υQ。解：一般渠道中流動(dòng)均為紊流，可應(yīng)用謝才公式：

，水深h=1.5m，∴=A=0.80×6.38=5.103/s問題1：在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時(shí)，隨底坡的增大，正常水深將：BA、增大；A、增大；B、減小；C、不變。問題2：在流量一定，渠道斷面的形狀、尺寸和壁面粗糙一定時(shí)，隨底坡的增大，臨界水深將：cA、增大；A、增大；B、減?。籆、不變；水力最優(yōu)矩形斷面，寬深比是： A.0.5； B.2； C.1.0； D.4。B題目：有一梯形渠道，在土層中開挖，邊坡系數(shù)m=1.5，粗糙系數(shù)n=0.025，底坡=0.000，設(shè)計(jì)流量=1.53/s。按水力最優(yōu)條件設(shè)計(jì)渠道斷面尺寸。解：水力最優(yōu)寬深比為：則b=0.606hA=(b+mh)h=(0.606h+1.5h)h=2.106h2R=0.5hRb=0.606×1.092=0.66m問題：水力最優(yōu)斷面是：DA.造價(jià)最低的渠道斷面；A.造價(jià)最低的渠道斷面；B.壁面粗糙系數(shù)最小的斷面；C.對一定流量具有最大斷面面積的斷面；D.對一定的面積具有最小濕周的斷面。題目：有一梯形斷面中壤土渠道，已知：渠中通過的流量=53/s，邊坡系數(shù)=1.0，n=0.020i=0.0002。試求：（1）若b=2解：（1）水力最優(yōu)=+)（0.8+h=1.83h2又水力最優(yōu)R=h/2h=1.98m；b=1.98×0.83m=1.64mm m（2）∴h=1.55mni>i

條件下，1 2肯定有兩渠道的正常水深h<h。對錯(cuò) 對01 02題目：如圖a所示的復(fù)式斷面，已知渠底坡，求：通過該復(fù)式斷面的流量。解：將此渠道分成三部分，其面積分別為A、A、A 。可得：1 2 3 a=763.83/s13動(dòng)能和勢能相等時(shí)，水流的流態(tài)是急流；緩流 Fr=根號2>1,急流斷面單位能量的基準(zhǔn)面選在過水?dāng)嗝孀畹忘c(diǎn)，且dEs/dsdEs/ds<0。在同一渠底坡度上，是否只可能出現(xiàn)一種流態(tài)？為什么？不是。如果形成均勻流，則只對應(yīng)一種流態(tài)；如果是非均勻流，可能是急流也可能是緩流，具體的流態(tài)和來流以及斷面情況有關(guān)。當(dāng)明渠流量及斷面的形狀和尺寸一定時(shí)，躍前水深越小則躍后水深越大；反之，躍前水深越大則躍后水深越小。對錯(cuò) 對明渠水流由急流過渡到緩流時(shí)發(fā)生：D.都有可能 水躍14

A.水躍； B.水跌； C.連續(xù)過渡；明渠均勻流與明渠非均勻流的水力特點(diǎn)有何不同?（1）明渠均勻流的J=Jp=i,而明渠非均（2）明渠均勻流的斷面平均流速、流量和水深沿程不變，而明渠非均勻流的斷面平均流速、流量和水深沿程變化。由緩坡向陡坡過渡時(shí)控制斷面的銜接水深必是臨界水深。你的回答： 對 錯(cuò)對題目：一等坡直線收縮矩形斷面陡槽，如圖a所示，邊墻收縮角

i=0.15=0.014hb=35m10m1 1h。2圖a解：以收縮開始斷面為控制斷面，其收縮水深h=2.7m，水流進(jìn)陡槽后，由于陡墻收縮1角 很小，水深h可能沿程減小，為降水曲線。距起始斷面為10m處的陡槽底寬：對矩形過水?dāng)嗝嬗校嚎刂茢嗝妫涸O(shè)： 有計(jì)算：由重新計(jì)算，設(shè)： 有：計(jì)算：由重新計(jì)算，設(shè)： 有：計(jì)算：由計(jì)算符合要求得：題目：有一寬矩形渠道，單寬流量=2.9m/s，在渠中設(shè)置一溢流堰（見圖9-39），堰h(yuǎn)=3.0mn=0.0214i=0.0012h=1.8ml。1解h=1.5mh=0.95mh>h>h，水面線為M1

0 c 0 c 0 c型壅水曲線。堰前水深h2

=3.0mhh2

開始，每段水深差值取 ，分六段計(jì)算。由：h=3.0m，h=1.8m，2 1得：a重復(fù)以上步驟，所得數(shù)據(jù)如下表所示：根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得：環(huán)境水力學(xué)水庫的污染指標(biāo)：化學(xué)需氧量、總磷和五日生化需氧量。海域的污染指標(biāo)：無機(jī)氮和活性磷酸鹽。有哪些為特為河口區(qū)“避” 能舉例。三種凈化：物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉積化學(xué)凈化：氧化分解、凝聚（懸浮物沉淀，淤泥吸附）生物凈化：微生物的氧化分解相互關(guān)系：交織在一起。外來物質(zhì)；對環(huán)境造成非預(yù)期的影響，或影響資源的質(zhì)量外來物質(zhì)進(jìn)入水體、且造成了水質(zhì)的破壞污染分類： Pointsource(點(diǎn)源)；Nonpointsource 瞬時(shí)源、持續(xù)源（恒定、非恒定） III 毒？有機(jī)？金屬？放射性？細(xì)菌？熱?污染物分類：無毒有機(jī)物 (降解消耗溶解氧 水體富營養(yǎng)化)無毒無機(jī)物 (鹽水入侵)有毒有機(jī)物 (農(nóng)藥/化工產(chǎn)品 難分解 在生物體累計(jì))有毒無機(jī)物 (劇毒無機(jī)鹽，氧化分解)重金屬(微量即有毒)放射性物質(zhì)(各種射線，危害顯然)細(xì)菌(動(dòng)物排泄物)熱污染(熱廢水-破壞水生生物生態(tài)環(huán)境)濃度（描述水體污染程度的指標(biāo)）定義為：在單位體積的水中含有的污染物質(zhì)量常用單位（mg/l、ppm）S稀釋度樣品總體積與樣品中所含污水體積之比、相對濃度：P=1/S，樣品內(nèi)的污水體積率分子擴(kuò)散、隨流輸運(yùn)、紊動(dòng)擴(kuò)散、剪切擴(kuò)散的定義與區(qū)別。分子擴(kuò)散：分子的布朗運(yùn)動(dòng)引起的物質(zhì)遷移。污染物由于分子擴(kuò)散作用，在單位時(shí)間內(nèi)按一定方向通過一定面積的污染物質(zhì)量與該方向的濃度梯度成正比。條件：物質(zhì)有濃度梯度，從濃度高向濃度低的地方移動(dòng)。特點(diǎn)：分子擴(kuò)散與溫度和壓力也有一定的關(guān)系；分子擴(kuò)散不可逆隨流輸運(yùn)：含有物質(zhì)隨水流質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)而產(chǎn)生的遷移。條件：紊態(tài)水流特點(diǎn)：紊動(dòng)擴(kuò)散強(qiáng)弱與水流旋渦運(yùn)動(dòng)有關(guān)。紊動(dòng)能夠傳遞物質(zhì)與其能夠傳遞能量和動(dòng)量的原理類似。剪切分散：由于流速在空間分布的不均勻，導(dǎo)致污染物質(zhì)點(diǎn)之間相對位置的變化，從而導(dǎo)致的污染物在空間的重新分配！剪切分散本質(zhì)上是一種隨流輸運(yùn)!c分子擴(kuò)散系數(shù)的估算：12、矩法單位m

2/s

qDxEyy *Eyy *uh如果能求得k和e能求解，從而知道我們的紊動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)。縱向紊動(dòng)擴(kuò)散系數(shù)K=5.86u*h剪切離散系數(shù)的估算：理解下面這段話：1：理論推導(dǎo)2K=5.93hu*（hu*為剪切流速）方法3；矩法v2221K 2tt2t t12 1 （時(shí)間二次矩，第一種矩法是空間二次矩）對圓管層流的縱向分散系數(shù)（4.24-2-3）的理解—單純記憶無效，只有理解才能正確答題！方程4-2-1中：瞬時(shí)值u，c等于時(shí)均值—層流；無紊動(dòng)擴(kuò)散；D為分子擴(kuò)散系數(shù)。4-2-1c=cb+Cm;u=ub+V4-2-1經(jīng)過一番推導(dǎo)到了4-2-5。對方程4-2-5的理解極為重要。請看，該方程有左右兩項(xiàng)。b00右端：分子擴(kuò)散導(dǎo)致的在橫截面上的污染物通量度=0；位置保持不變；污染物柱體向圓管下游整體保持移動(dòng)。（即剪切分散。由于縱向剪切分散，橫截面上出現(xiàn)污染物梯度出4-2-524-2-5cb向上的解析表達(dá)式。cbK幸運(yùn)的是，對于圓管層流，我們知道其速度在橫向分布，即方程4-2-9。于是，通過推導(dǎo)，能最終得到方程4-2-13，即圓管層流條件下縱向分散系數(shù)K的理論表達(dá)式。c

uc

Dx

c

Dy

c

Dz

cSt x y z x

x

y

y

z

z的證明推導(dǎo)過程。各項(xiàng)物理意義。各個(gè)局部的物理意義。適應(yīng)范圍：