2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 =0 v0 总 水 头 线 测 压 管 水 头 线 v0=0
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)
i.1>ik i2 v0=0 6 总水头线 测压管水头 v0=0 v0=0 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。 AB 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) KKi < ik1i >ik2 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 Px=pc×Ax=74.48kN 铅垂分力 Py=γ×V=85.65kN, 静水总压力 P2= Px2+ Py2, P=113.50kN, H O R R A tan?= Py/Px=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 。 B 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，求通过倒虹吸管的流量Q 。 7 解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 H?hw?(?l4R?v2??)2g 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 AR??d/4?0.2m , ???0.2?2?0.5?1.0?1.9 ? 将参数代入上式计算，可以求解得到 ? v?4.16m/s , Q?vA?2.091m/s 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m/s 。 3 33、某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN?m，管路内流速v1=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) 2 d1 v1 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： mQ?v1A1?0.003143s 1 R P2 2 1 x v2?QA2?9.9ms 对于喷嘴建立x方向的动量方程 p1A1?R???Q(v2x?v1x) R?p3A3??Q(v2?v3)?187.8N 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=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。 解： i=（Z1-Z2）/L =0.001 A?bh?2.55m2 x?b?2h?4.9m 8 R? C?0.5 Ax1n?0.52m R16 ?64.06m12/s v=C(Ri)＝1.46m/s Q= vA=3.72m3/s。 5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=0.014)，底宽b＝1.5m,槽长L＝116.5m。进口处槽底高程Z1=52.06m，当通过设计流量Q＝7.65m3/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 2？ 6、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0.2倍，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度z。 7、求图中矩形面板所受静水总压力的大小及作用点位置，已知水深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 δ1=0.2，δ2=0.5，δ3=1.0，沿程水头损失系数 λ=0.024，已知通过流量 Q=2.662m3/s。若上下游的行进流速水头忽略不计，求上下游水位差H 。 9、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。 9 试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH。 10、测定90°弯管的局部水头损失系数的试验装置如 题图所示。已知试验段 AB 长10 m ，管径d＝0.05m，弯 管曲率半径R＝d，管段沿程水力摩擦系数λ＝0.0264，实 测AB两端测压管水头差△h＝0.63cm，100秒钟流入量水箱的水体体积为0.028m，试求弯管局部水头损失系数。 11、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。 12、某溢流坝下收缩断面处水深hc=1.1m，已知单宽流量q＝14.72m2/s，当坝下游水深ht=4.7m时，1）求对应收缩断面处水深hc的跃后水深hc2 2）坝下游发生何种形式的水跃？是否需要修建消能工？ 解：1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态， hk?3水 A Δh 3B ?qg2?314.729.82?2.81m 因为收缩断面水深 hc =1.1 m ? hk 为急流，下游水深ht=4.7m ? hk 为缓流， 所以溢流坝下游必定发生水跃。 2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc2 ?1) 3hc2＝2(1?8ghc1.114.722hcq2＝2?(1?8?9.8?1.13?1) ＝5.81m 因为 hc2 ? ht ，该水跃为远驱水跃。 3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。 13、 矩形断面渠道中有一平板闸门，渠宽b＝3m。 闸前水深H＝4m，闸下收缩断面水深hc=0.8m， 已知渠道流量Q=18m3/s。取动能和动量校正系数 均为1。求水流作用于闸门上的作用力。 p1γd1Hhc 14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计， 122hvd21 10