水力學重點題要點

1、(注意：題目前面打星號的是老師點的題!)7計算題第1章緒論P14 1.12有一底面積為60cm x 40cm的平板，質量為 5kg，沿一與水平面成 20°角的斜面下滑，平板與斜面之間的油層 厚度為0.6mm，若下滑速度0.84m/s，求油的動力黏度“ 解： t -A巴=-型,dyAdu式中 T 二 Fs 二sin20 G =1676N , A = 60 40 二 2400cm = 0.24m , dy = 0.6 10"m, du 二 0.84m. s,TdyAdu16.76 0.6 10"0.24 0.84=0.05Pa s0.8mm;涂料的黏度尸0.02Pas

2、, 1.13為了進行絕緣處理，將導線從充滿絕緣涂料的模具中間拉過。已知導線直徑為 模具的直徑為0.9mm,長度為20mm，導線的牽拉速度為 50m/s，試求所需牽拉力。解： T,dy式中=0.02Pas ,du=50m,s, dy = d2 ?d1 = 0.05mm = 5 10m ,A= ©1=3.14 0.8 20 = 50.24 10m2650 T =0.02 50.24 105 =1.0N5"01.14 一圓錐體繞其中心軸作等角速度旋轉3 =16rad/s，錐體與固定壁面間的距離S =1mm ,用 尸0.1Pa 的潤滑油充滿間隙，錐底半徑 R=0.3m，高H=0.5

3、m。求作用于圓錐體的阻力矩。Rdy = 1mm 二 10m995cm3。試求液體的體加,du , w2R R0.3.解：2, M= A ，式中' - 0.1 Pa s, du=w =16沁=2.4m s,dy dy2221.15活塞加壓，缸體內液體的壓強為 0.1MPa時，體積為1000cm3，壓強為10MPa時，體積為 積彈性模量。解:dV /Vdp(995 -1000) /1000(10-0.1) 106 Pa0.505 10/Pa1由此得該液體的體積彈性模量為：=1.98 109Pa =1.98 109 N m2第2章流體靜力學P40 2.13密閉容器，測壓管液面高于容器內液面h

4、=1.8m，液體的密度為 850kg/m3,求液面壓強。解：p0 = ：'gh=850 9.8 1.8Pa =14994Pa 2.14密閉容器，壓力表的示值為4900N/m2,壓力表中心比 A點高0.4m, A點在水面下1.5m，求水面壓強。解：由已知，過A點作等壓面AB,P0'水ghA=P表'水ghB， P0 =P表'水ghB-'水ghA=4900 1000 9.8 (0.4-1.5)乂-5880Pa2.16盛滿水的容器，頂口裝有活塞A，直徑d=0.4m,容器底的直徑 D=1.0m ,高h=1.8m，如活塞上加力 2520N (包括活塞自重)，求容器底

5、的壓強和總壓力。解：依題意，作等壓面 MN , Pmn=0,則當活塞上加力 2520N時： p = 2 20064 PaAA 兀(d/2)2 3.14匯(0.4/2)2由帕斯卡原理，此時：p底=：水 ghp =1000 9.8 1.8Pa 20064Pa = 37704PaD 22則總壓應力：F總=p底A底 = p底二(一)=37704 3.14 0.5 N = 29597.6N22.17用多管水銀測壓計測壓，圖中標高的單位為m，試求水面的壓強 P0和絕對壓強P0, abs。解：對 1-1 等壓面 p0 '水g(3.0T.4) p2'hgg(2.51.4);對 3-3 等壓面

6、p2匚 g(2.5-1.2) = pa ，hgg(2.3-1.2)將兩式相加后整理得：p°lgg(2.3-1.2)-訃g(2.5-1.2) Jgg(2.5-1.4)-訂g(3.0-1.4)= 1.1：hgg T.3：水g 1.1；gg -1.6 水(2.2；2.9?水)g= (2.2 13.6 1000 -2.9 1000) 9.8Pa = 264.796kPa絕對壓強：p0,abs = p0 + pa =264.796+98 =362.796kPa2.21繪制題圖中AB面上的壓強分布圖。 2.24矩形平板閘門 AB，一側擋水，已知長 l=2m，寬b=1m，形心點水深h（=2m，傾角

7、a =45 °，閘門上緣 A處設有 轉軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟閘門所需拉力T。解：P rpcAi gh bl =1000 9.8 2 1 2 = 39.2kN，IyJcA 上l2 sin :-blsin :12hc25.0.1178m12 2l cos：11178二 39.230.989kN1.414 T l cos】二p e），對 A 點取矩,2（2） 2.25矩形閘門高h=3m ,寬b=2m ,上游水深g=6m ,下游水深h2=4.5m ,試求：（1）作用在閘門上的靜水總壓力; 壓力中心的位置。解：（1） pc = Egg-h2） =1000 9.8 （6-4.5）

8、 =14700Pa，則 P = pcA = pchb =14700 3 2=88.2kN（2）壓力中心的位置在 h處，即yD =h=3h.5m2 2 2 2.26矩形平板閘門一側擋水，門高h=1m，寬b=0.8m，要求擋水深 超過2m時，閘門即可自動開啟，試求轉軸應設的位置y。1 bh3解:新心12bh20-h h24-11211.56m,（h£）bh26（2h-h）26（4"）則轉軸應設的位置：y = h - y° = 2 -1.56 二 0.44m2.27折板ABC 一側擋水，板寬 b=1m，高度h1=h2=2m，傾角a =45 °,試求作用在折板上

9、的靜水總壓力。解：水平分力 巳=巾（仏 理）2 =8勺，垂直分力 已=gV =6為，則總壓力為P = 花 P； =10 -98kN。 22.29 一弧形閘門，寬 2m，圓心角a =30 °，半徑R=3m，閘門轉軸與水面齊平，求作用在閘門上的靜水總壓力的大小 與方向。解：Px = pcAx =卜ghxAx = g - 2h = - gh2，式中 h= Rsin 30 =1.5m，則 2巳=ph2=1000 9.8 1.52=22050N ,PZ=gV=9800（戲二R22-15、3 1.5 丄27967.4 N ,3602則總壓力為 p = . P2 pz2 = 23445.3 N ,

10、- arctan 7967.4 =19.67。7220502.33密閉盛水容器，水深 h1=60cm、h2=100cm，水銀測壓計讀值 h=25cm，試求半徑 R=0.5m的半球形蓋 AB所受總 壓力的水平分力和鉛垂分力。解：容器內液面壓強p0=，Hgg'h-'gh,=27.44kPa ；半球形蓋AB形心處壓強pp0:"gbt= 37.24kPa水平分力 Px = pcA 二 pc 二 R2 二 37.24 二 0.52 二 29.23kN2 323鉛垂分力 PzgV = - g R =98000.5 =2.56kN3 3第3章流體動力學P653.7 已知速度場 Ux

11、=2t+2x+2y , u-=t-y+z , Uz=t+x-z。試求點(2,2,1)在 t=3 時的加速度。tUxtxaxUxU-t xjy=2(2t2x2y)2(t.:uy；uy.:uy-Ux -Uy-Uz.：Ux解:ayUz-；z-y z) 2 (t x - z) 0 = 2 6t 4x 2y 2z：Uy-t:x；y：z=1 (2t 2x 2y) 0 (t-y z) (-1) (t x-z) 1=1 y-2z xU；:uz；:uzazz Uxu-z Uz-t x yz=1 (2t2x 2y) 1 (t y z) 0 (t x z)(1)=1tx2yz以 t =3,x=2 , y=2 , z

12、=1，代入上式得：ax=34 ms2,ay= 3m.s2, az=11m.s2,則 a = ax a- az - 342 32 112 =35.86 m s2。3.8已知速度場Ux=xy2, U-= - y3/3, Uz=xy，試求：(1)點(1,2,3)的加速度；(2)是幾元流動；(3)是恒定流還是非恒定 流；解:ayaz(4)是均勻流還是非均勻流。-：Ux：UxUx-.t；x-：Uy：Uy j y:X邑x -:X.Uyy u.:t-：uzz u.:t:Ux y -CUyI-%_rvy:zcUzcUzUy z Uz;y ；z16.6. 2m s3 和XUy Uz -&1 -32 3=

13、-xy31416. 2xy m s33I 532. 2ym. s316 . 2m s3aax ay az此流動為二元流動；-：U：Ux Uy .：U7 I-i - j - k = 0，此流動為恒疋流;.:t；:t；:t說(葩)U 二(Uxu- j Uzk) - - Iex(2)(3)(4)k )(UxiUy jUzk)y-z$d§* d d'UyUz )(Uxi Uy j Uzk)x:y:z。丄O丄C丄。丄CC丄O丄。丄C= (UxUyUz )Uxi(UxUyUz )Uy j(U xUyUz)Uzk玫® 塗excyczexcycz2 3 一j xy k = 0，此流

14、動為非均勻流。3= (Ux:z-_ 14 1 5= axi ay j azk =3xy i - y j33下面的運動能否出現(xiàn)(是否滿足連續(xù)性條件)？= 2x2 y2 ； Uy x3 _x(y2 _2y)2二 xt 2y ； Uy 二 xtyt3.13不可壓縮流體,(1) Ux2(2)Ux(3)22=y 2xz ； uy = -2yz x yz ； uz解：(1)：:xUx由不可壓縮流體連續(xù)性微分方程式計算:此流動為不可壓縮流體二維流動，恒定流動，;22-Uy 32(2x2 y2)=4x ,x3-x(y2-2y)x(2y-2)，-x:y:ycu則一y = 4x - x(2 y - 2) =6x

15、- 2xy = 0，此流動不滿足連續(xù)性條件。:x：:y(2)同理,1: Uy：2'(xt 2y) =t，- = 一(xt - yt) - -t，:x；y；y則巴巴二t -t =0，此流動滿足連續(xù)性條件。:x:y(3)同理，Ux；：-：Ux_=x2Uy22；：Uz(y 2xz) =2z，(-2yz x yz) = -2z x z，-:x；:x；:y .y；:z則且巴 巴 =2z _2z x2z x2z = 0，此流動不滿足連續(xù)性條件。:x.z3.14已知不可壓縮流體平面流動，在=(x2z2x'y4) = x2z.:z2解：此流動為不可壓縮流體二維流動:由不可壓縮流體連續(xù)性微分方程

16、式得:y方向的速度分量為uy=y -2x+2y。試求速度在x方向的分量.：Uy:y；x一 2(yy：:Uy2x 2y) = 2y 2 ,一 2y-2，積分上式得：ux = -2xy-2x f (y)，f (y)是y的任意函數(shù)，滿足連續(xù)性微分方程的 3.15在送風道的壁上有一面積為o.4m2的風口，解：由流入和流出送風道的流量相等，即Q1 Q2 Q3，Ux。Ux可有無數(shù)個。最簡單的情況取f (y) = 0，即山二試求風口出流量的平均速度-2x。則 4 =Q2 2.5二 Q2 =1.5m s，又 Q?二 vA = vA孔口 sin30所以 vQ2= 1.5, =7.5 m sA孔口 sin30”0

17、4 J23.17下列兩個流動，哪個是有旋？哪個是無旋？哪個有角變形？哪個無角變形？cycy(2) ux 二 _2 ， uy 二 22x + yx + y(1) ux 二-ay， uy 二 ax， uz = 0 ；山=0，式中a、c是常數(shù)。解：兩個流動都為平面流動，只需判別wz是否為零即可，其中 wx =wy =0。(1) wz =(巴毀)=一(a a) = a = 0，是有旋流動。2 釵£y21 CUy CUx1xy(") (a-a) =0， ；xy；zx，是無角變形。2 exby2 wz(凹-豈)J。2 y2)c22cx2(X2 y2)c；2cy22 excy2(x2+y

18、2)2(x2+y2)22 2 2 2 2 2J(x y)c-2cx (：2 y )c-2cy 胡，是無旋流動。2(x2 y2)2T (凹為弓警浮cxg>0，是有角變形。2 ：x:y 2 (x y )(x y )第四章流體動力學基礎 P105ryr 4.7 一變直徑的管段 AB，直徑 dA=0.2m , dB=0.4m，高差 h=1.5m。今測得 pA=30kN/m , PB=40kN/m 均流速VB=1.5m/s。試判斷水在管中的流動方向。由連續(xù)性方程得vA =VB(dB)2 =1 5工(0.4)2dA0.2pA vA3062=zA- =04.90m,:g 2g9.8 19.6xy解:H

19、aHb2 2、22 (x y )/ 22、2(x y )B處斷面平=6 ms，H =z_pBH B - zB pg 2g-HA，水由 B流向 A，水頭損失為= Hb -Ha =5.69-4.90 = 0.79m。 1.5 坐空=5.69m，9.8 19.6 4.8利用皮托管原理，測量水管中的點流速u。如讀值 h=60mm ,求該點流速。解：如圖：Pb :7水guh =PaTHgg.ih=pB pA= %g.；h-水g h（Hg- -水） g h對A、B列伯努利方程:Pb PbPa2g 様g '水g2g二水 g2g( ”Hg - :水)則=，貝寸 U =VA =2zBPb並，式中 zA

20、=zB =0 , vB =0 ,則，水 g 2gPb - PaHg -' °水)g = hHg -' "水)=h'水g2g（，Hg - J水）Bk4.11為了測量石油管道的流量, =850kg/m3，流量計流量系數(shù)解：方法一：由伯努利方程得:Y卩水安裝文丘里流量計，管道直徑 尸0.95?，F(xiàn)測得水銀壓差計讀數(shù)2p v_g 2g9.8(13600 一1000)°.06=3.85ms1000Zid1=200mm，流量計喉管直徑 d2=100mm，石油密度php=150m m,問此時管中流量 Q是多少？2V2 h1匚（Z1為山鳶）盞h',（

21、Z1 衛(wèi)） -（Z2 k） =（）hp=15hp2g 、才 ?g油p p由連續(xù)性方程得：v2 = v/Q1)2 = 4v<i = V,d22QvA =0.95 1.715(°.°2)0.051 m3 s41/4 二d12、.2g19.6x15x0.15 ,J=1.715ms15= 0.036= Q -K , ：h =51.2 L s= 0.051m3 s方法二：K二 如血）2 14.12水箱中的水從一擴散短管流到大氣中，直徑d1=100mm ,該處絕對壓強p1=0.5大氣壓，直徑d2=150mm,求水頭H ,水頭損失忽略不計。題3-1。圖解:：以OP截面為基準面，列2

22、 2、3-3 M面的怕努利方程0 + 0 + - = / +0 + 0 得叮二如 2茗列1-K 2-2戲面的連續(xù)方程片中得宀分胡列2-2截面的fFl芳利方程0 +壘+圧"+邑+咗 PS 2S PS胳冋丁卩產(chǎn)凡險式和式代人I式屮?/+Rl+/PK 1N0.5x98000 O.154 98000+ l H =+ 981KJ OJ卿X)5+5,06-10+ H n H =l23m114.13離心式通風機用集流器 A從大氣中吸入空氣，直徑d=200mm處接一根細玻璃管，已知管中的水上升H=150mm ,求進氣流量（空氣的密度p =1.29kg/m3）。解：取激流器外斷面1-1與玻璃管處斷面2

23、-2列伯努利方程：Pl 號('a)g(Z2Zl)=P20 0 -0.15 103 9.8 I 吃 0= v =47.74 m 's，Q=1.5m s2d=0.1m，水頭損失不計，求水流作用在噴 4.17水由噴嘴射出，已知流量Q=0.4m3/s，主管直徑D=0.4m/s，噴口直徑嘴上的力。解：根據(jù)流量Q =vA由伯努利方程得:g 2g 2g由動量方程得：0.4f0.4 3.14： I122p1v11- =z2P 2g2二 _Pl 亠2 v1Q-=3.18m s，V2 卡 d 22p2 v22 -g 2g22v2 -v-ig 2g 2g 2g0.4(O.23.14 iI 2式中乙=

24、Z2 =0， P2=0，則二 50.96m. s，2 2v -v1= 1000 50.96 -3.18 二 1293.4kRaR -F2 - F ' = PQ(v2 -vj ；式中 £=0 ,則2水流作用在噴嘴上的力：2F n-F'n143.34kN，大小為143.34kN，方向水平向右。- "Q(V2 -'W )D 230 4 2綜上得 F' = p匸：()2 - g(v2 -vj =1293.4 103 3.14 ()2 -1000 0.4 (50.96 - 3.18) =143.34kN 4.18閘下出流，平板閘門寬 b=2m，閘前水深

25、m=4m，閘后水深h2=0.5m，出流量Q=8m3/s，不計摩擦阻力，試求水 流對閘門的作用力，并與按靜水壓強分布規(guī)律計算的結果相比較。 q 8q 8解：（1）根據(jù)流量 Q 二vA= w1 m s， v28ms，A 2 匯 4A2 0.5汽 2215 十(0.675v2)19.62=1.35 -v =19.6v2 2.32m s,v1 1.57 m s= Q = v24 = 2.32 1.35 2.7 8.46m3 s。R -FrA -F' = 5兀(少-F'=PQ(v2-w)= F' = 5謁)列動量方程：R 巳R' = PQ（v2 _vj其中 R二 Tghd

26、bh1 =9.8 4 2 4 =156.8kN， P2 = P2A2 二 Sebh? =9.8 0.5 2 0.5=2.45kN，2 2則 R' = R 巳PQ(v2 vj =98.35kN閘門所受推力 R R' 98.35kN，大小為98.35kN，方向水平向右。1 2 1 2（2）按靜水壓算得壓力大小為：R gh b 1000 9.8 （4 -0.5）2 =120.05kN2 2結果相比得：R R，這是因為在流動過程中存在能量損失。 4.19矩形斷面的平底渠道，其寬度B為2.7m，渠底在某斷面處抬高 0.5m，該斷面上游的水深為2m，下游水面降低0.15m，如忽略邊壁和渠底

27、阻力，試求：（1）渠道的流量；（2）水流對底坎的沖力。解：（1）對 1、2 斷面，乙=20.5=1.5m，Z2 =20.5 0.15 = 1.35m，p p2 = 0，由伯努利方程和連續(xù)性方程得：22f22 f22z,十-十生=乙2 十生 1.5+仝=1.35十生 15=1 35“Pg 2gPg 2g » 2g2g»19.619.6v1A1 =v2A2M（2B） =v2（1.35B）m=0.675v2(2)由動量方程得：Pq(v2 vj = R P2 F沖二 中=R F2 PQ(v2 M)2式中 R 二 PcA 八'ghdA =1000 9.82 2.7 = 52.

28、92kN ；1 35F2 二 pc2A2 二 $ghc2A2 =1000 9.81.35 2.7 ： 24.11 kN ；2Q(v2 -v1) =1000 8.46 (2.32 -1.57)6.35kN ；則 £中=戸中=P F2 PQ(v2 )=52.92 24.116.35 = 22.46kN。 6.12水管直徑d=10cm，管中流速v=1m/s，水溫為10C，試判別流態(tài)；又流速為多少時，流態(tài)將發(fā)生變化?vd 1x01解：(1) Re6 = 76336 Rec = 2300，流動是紊流。v 1.31燈0上（2）要使流態(tài)改變，則八亙=230031 10 0.03m s。 6.13通

29、風管道直徑為 其流態(tài)是層流還是紊流?d0.1250mm，輸送的空氣溫度為 20C，試求保持層流的最大流量；若輸送空氣的質量流量為200kg/h ,60.25解：(1 )要求保持層流的最大流量，則Re =四=Rec =2300 v = R = 2300 15.7 100.144 m s ,vdd 20 25233 /則 Q =vA =v二(一)2 =0.144 3.14 ()2 =7.07 10 m. s ；2 2(2)v v 他,Re 少,PAvReQmdQmd亠（2）215469 - Rec =2300,流動是紊流。 3600 1.83 10，3.14 ()22 6.14有一矩形斷面的小排水

30、溝，水深15cm，底寬20cm,流速0.15m/s，水溫10C，試判別流態(tài)。解： r = a bh 20 15 6cm=0.06m , d=4R=4 0.06 = 0.24m , 工 b+2h 20+2 漢 150.15 0.241.31 10上:-27481 Rec =2300，流動是紊流。4.（車小題W分）在矩形斷面河道上有_單孔的與渠逍暮賈的泄氷閘*已知閘朋水深W =.閘門開疫疋=2.陥閘下游水ht= 4.5m閘門寬=f閘門垂向收縮系數(shù) 0.625 «堰流的流垢系數(shù)也=0.34閘孔出流的就量系L/i- 0.600,1/ ）»不計fj進 流速*試求；<1）通過水閘

31、的ifefti判新閘下游的水流銜接莽式并判斷M下是舌要建消能工<H 匚 * h(（10 分）tO由于e/H-2,5/8-OJ125<0.65.折以為閘孔出ift門分）假定為自由出流（1分）盤=砂J頑f =OJxOJI25）x«x2.5xVi7ir><j< = 13聆加 f2 好）ffr = t ,c - 0.625 x 2.5 = 1,563曲<7 = C /? = 1smh： = T<!pJ-'»寧（JB 臣囲吆 8”；如-l） = 5.如由于卻沁 所嘆閘孔為自由出汛 鍛設正臨12分）（2）九-治咯=1小一苗疥 =3,09

32、也 （1分由丁血<如所以出剛水就為急流.乂加A%*折以下游河道為緩流 門分） 則卜游水流銜接形式為述聊武水脈（I要設消能工+（1»）6. f本小題U好】在矩形斯麗河逆匕 有一單扎啊與渠道等寬的刑水閘.匕加閘訕水瓜 H=n 閘門卄廢mA舸卜游水傑加=3綁閘門寛度心=4執(zhí)I剛門垂向收縮農數(shù) £2 = 0.625堰說的流量系數(shù)m=0.J4閘孔出嶽的St量蔡救* = 0®-h不計行進 流速*試求，通過朮閘的at量（自由出sth<2）判斷閘'卜游的水流衍接形式井判斷閘卜是件耍建消能2H 三 hte276解：(1 )= 0.60-O.ieeZW =0,60

33、-0.10x2/6 = 0.54 CT)Q =卜加JH = 0.54x4x2x196x6 = 46.85m5 is (43<2J h, = 0.625x2 = 1.25ift(1*)q - Qib- 46,85.'4=1 |P7|jn 1)jf tn(4)由于 AJ 4,15m 3r/r所以處遠驅式水躍削接 （2需設賈泊能工（2J6- 本小題14分)在業(yè)形斷面河道上.有一單孔的與乗道警寛的擢水閘.已知啊剛水探 H = 4心 閘門開復尸=1型閘下游水深此=2叩*閘門蚩區(qū)4=2用* (閘門的說連系數(shù) p = 0.98，艱瀝的流於系數(shù)川=0.34閘孔出流的流繪系數(shù)A = 0.60-0.

34、lfc/W )，不計行遴 流逑.試求：(1)通過術閘的溉熟 并判別閘卜是14山出逍還是淹沒卅淋列斯閘下游的水流布按形式.井判斷閘下是習要建消能工.6解:e/H = 1/4 = 0.25 <0.65 所以是閘孔岀注 <T)p = 0.0-0.1 Se/H = 0.60-O.ISx0.25 = 0.555 山于盟略廳近沆速.科H訴、假足自由川流 (T)Q =妙打2莒H = 0.555x 2 x I x Ji 9.6x4 = 9厲滬 /s (2')單寬流量cj = Q/b = 9.8372 =(I)收縮水沫公丈:(T)4.9(1.283LT - «. + 19.6 耳

35、0.9A 町h：迭代公式:1.283f 1.283ffl：由他 0 t hilh = 0.566/n t 九 0.61 m t hliVf = 0.615m -勺=0.616fli取化=0.616m張4,91"9.8X0.6161-1) = 2,576?n由 J h： = 2,576m < hf 2m<r)所以楚遠馳式水躍曲按 (r)+也驗證了是自由出流,所以假設正確 (P) 需設置涓能工 (V)6. f本小題14)在矩形斷面河道上*有一單孔的打靈道鶴賣的曲統(tǒng)唇實用堰，上下漸堰 高均為野=P2 = 7?«堰上水頭為甘=l.5m堰寬ft = 10m.下游水深&am

36、p; =2m i叢流的 流益聚數(shù)m = 4502沆速系數(shù)護= 095),不計和進流速.試求(1) 通過堰的流甌 并判刖閘F是自由出淤還是淹沒出甌(2) 判斷堰下游的水壷衞接形兀.并判斷閘卜是沓耍鋌消能匚p 7 h韜因為滬訂門且訂。刪是自由出“JQ =2 = 0.502x 10x7196 xl.51J = 40.8m3 Is (3 )(2)單寬流用q = Qib = 40.8M0 = 4.08wj /s/tn ()')收絢水深處右a*4倆19.6 x 0.952/ij0.941 + 送代公式:0.941HU0941& 5 /i.得】Af(Qj = 0 > At = 0333

37、m htQ) - 0339/w >- 0,340m > Ar(4) = 0,340m取 h = 034/w-I)0347Kx4.O89,8x034-l) = 2.996/n由于 h： = 2,996m < hs 2m (I')所以是遠驅式水umU)右設宣消能I.(P)(12 »<1分)(4)某矩形斷而逼道中筑有一溢流壩。已知渠克片1811*酒爪4臨亦丁斗壩下收編 斷面處水潔月二hm.專壩下游氷深血-L滄時問；1壩卜游是件發(fā)住水躍？2如發(fā)主朮躍悟于何種形式的水躍？3)是否需要修建消能工？若需要修建消能工怙算消力池搐 解* Hit弾臨弄術滋力判斷收編斷面和

38、下游水流濂態(tài).q 工 Q/B =2&5/1« -11 72 m7sni兇沖收縮斷血木深 h =1. 1 m A.為證說*下游水深力產(chǎn)匚怖 h* 所以樹遼壩下游嘮定發(fā)"冰躍，2)計尊收蜿斷向處水溪也的共厘水紀x(Jl + 8x 14 ?2 -1) _52 V 9.8xLr因為 h h謹水甌対遠膽水脈*3溢流壩下游發(fā)生遲驅水Sb需要修程泊丿J池“ttJZifi力池淤尿取水抵淹沒系數(shù).=L05則地深均為 d -| h h, =LQ5 5. til - 4.7 = l.Q iit (IO分)某水閘地基的滲流流網(wǎng)如圖14 2-4所示.已知Hi=10 mA-2 m閘底板厚度古工

39、05 m.地基滲透系= 10*sm/se 求:123<1)閘底A點滲流壓強加；(2)網(wǎng)格£的平均滲流流速VCAj1. 5 m)(3)測壓管1.2.3中的水位值(以下游河底為基準面兒1.(1)加/(加)=10+053乂仃02)7陽回*5中,仙 = 73575 Pa(2) 卩尸爾戶 Gl桿X4(FE"(3) Vi = (102) m=8 mVt = (102) m=8 m嚴(106) m=4 m16,31 一條宜瞠川 J 1K- a=15.3 m7«均勻說水探 Aa - 3.25 m«(1求粘界水探F(2) 求輜界Si連，(3) 求徹波波速*4)判別均

40、勻艇的流態(tài).W 過水騎面積A*理周趴水探乩水而寬度H與摩墻日和半 栓R的餐矗分別為A 號si ntf)JT 4 ARh R (】-cos 尋)B ZRblci 號Cl)琥牯潯水探札.惟界穗的弗勞穗數(shù)斤=1,于是Q*2fiiin4 ' 1 0此方WH/i 一個耒知數(shù)久梅方程衣示為sin y“心小E務廠】"式中怡減顯計#由于 r(2.6) = 0.2702-/(2. 7 = 一0. 0075,因 此，方程的第宵星2+6V0V2.匸囲內擴法+得到臨界淤的矗角和 臨界水探：小皆 + 0,2702Y0?0075(2' ?-2-5)d 2- 697 說爲 士尺(】1匕“ # )

41、L 559 rn(2)求臨養(yǎng)施建叫.因A 號"新皿 * 4 534 mf敵vr 3. 375 m/s(3壊黴披誡達-上 M 3. 375 m/s(4)劌別灣為.由于札 札.因就幣斷面期集滝豪援黑7.2 水跌產(chǎn)生于蝮柱體矩形篩面水平聚道中、已知；黑道 邏度 *= 54 tn.iftl Q4= 50 mVsfflJzKfi! A, = 0, 5 m.試判開 肚躍的形式并廉宦跌際水輙ht.M集駅前朋直的弗勞補數(shù)打門百F" = -= 9, 035曲于Fr, >氛用此這卜水欣為強水砥.紙后水棵為& - +加f JTTT-I) * 6. 144 mU31 某電站農供il擬

42、采用曲戢贈實用埸今已知】潘鍛壩 上聃設計水也高枠為囲譏貓m設計流錦W兄你下傭永 位ffiSA 210.5 m,筑壩牡何底烏段為U0 nu上游河追斷面蚯徵 為三外聖、水面奧:度日=200 已確定鎰滝壩件底三禮幕孔凈 寬占-16半園形*邊墩夾部為厲豪形<D ftitta的制面聒狀.確定堰定髙程*<2）哥上游朮悝髙遅分別je267.0m269.0 mfl.所設汁的 堆剖咖通過的（ft*各為霧少（下酹水位低于堰頂腳（3）當週過挺豪Q= tOOO m'/sffh計算所需的上游水位高稈*M閘戰(zhàn)和邊墩頭部均為御形憫收編噩數(shù)推嫌驗公式計算側有c = -O.OO58H式屮H為堆頂作用水頭.W

43、ES壩的502流讀公 式為Q 乂 砂 °推 QJjW 此式貝右一牛未知戰(zhàn)"代人已知牧據(jù).匾it計冀式可耳成如尸 力程：|f（H） = 10.68（1 -0.OOS&HJH1 - 6B40疑試算+得 /（17> - 99.70t/<l7.2> = I0,6b.M此 7 < H <1T.2 用內摘洙,得方稈近骰無為99M8&5? 7S 1 foTefi可見堰頂忤用忒也=17t IS ru 由于上游設卄慮位高程為267.85 m因此，堰H髙裡為為06T壩高度p = M"7 m.堪頂三段圖弧的半徑RN水平坐標工分別為Rt 0.

44、 5 "d 8. 59 m,= 0,175Hj 3. 01 mRi = 0, 2 兒=3. 44 mr 0. 276/一 4. 74 m局 o* 04 H4 " 0, 69 m* xf =« 0. 262114 乂一 4* 84 m 堰頂最驀點下辭的曲線方程為(2) 當上游水悅為267,0 m時堰頂水去H冃I亂33環(huán) H/lh = 0.95,遵圖出鬣數(shù)叩=0.99叫=0*497,此時離量 為Q = (l-Q* QO58H>mnA' ' = 6309 m'/s當 fc.游水位為 2640 mflhH - 18. 33 nuH/H, LO

45、67>ft 圖得 m 1*01 叫 0. 507.Mt為Qg (1 0. 0058 H)mnfr v 2gH當下冊水位17.75 m肘，増頂以土的下游水深九= 5.75 m.由于hjlh = 0* 956.因此堰頂水直為淹沒出淹疊得淹 沒系斂爲- 0,686.派為Q ffrtmb /2gHoJi 4fil. 8 m*/s 當下游水位為16,70 m時堰頂以上的下游水探札- 4.7 m/JH, = 6恥.因覽.堰流為自由出rtbjftit為 7 = 7356 m1/*(3) 當Q = 600Q m'/t 滝鬣系數(shù)近個地取值為m二 0.502.Q = (1 -0,005aH)mjn6

46、此式可寫成/(H) 105+68<l-0. 0058H)HV, -6000 = 0由于/(15.6) -21.65./(1547> = 32.09,因就用內檣法得到 水頭H 15. 64 m.上辭木位高程266.31 m.【乩4】進術割為三孔'每孔竟度$ - lom.rnm頭部為半岡形閘敬E度d = 3 rru邊嫩頭部為01孤形邊堰計算厚度 山-2 m.閘前籽近流連3 -0.5 m/s*H它效撫如翱民4圖所示. 試確定相應于不同下游水位時的過制說量：(1)下游水也島程為17*75 no(2)下辭水位高程為16.70 m,fl H巒7)2根據(jù)已知數(shù)據(jù)算耕下列參數(shù)堰頂水頭H &

47、#171; 6 m上游堆高Pj q 6 E行近總水頭比 H+ 妙 6,013 m舉適總寛度B =+ 21 + M 40 m堰口總寛度A 36' * 30 m收蝠系散3 - 77流就蔡敷 m 0.36 + 0.01- 0. 3667L2 + 1.SQ = mb 702* 3 m*/sIK.4J 9DM 14- +閔拚示.熹列朋土摟歷孫牛理朋地鼻上 壩高H « 17 nv上辭水踝H, = 15 m.T»#S! H, - 2陽上游 邊堆羸數(shù)m -氛下博邊城慕豪冊 =2壩頂寛廈占 6 m壩身 土的透果1H - 10 ru*.試計算壩身的單賣矗滙IL1 *14,4 0境身上、

48、下誨盛的單克裁分別為缶 W 2tL + 肌札一HJ仁韓(1 + 1"/式中，L f«i (HHi) + fr4- iflj Ht 46 mAL “ I 再 Hj 6. 42$ m1.十 £M設工氐，優(yōu)人數(shù)據(jù)悌缶豆 52, 429 - 2x 言人3聊N號（工7屮 i土邁）寺f心）225-x152.429-2x/i(j> (i2)(1+1“丁_2)上下（fr股的瀕應擁尊卸/l（.t - /z（x）t由就可求出解 斗人5> 片(工)則方SHj)-0的解巧由試算祛求出.F(5. 1) - 0.069F熄 2)0,044i-S. 1 匕J 2乩 1) = 5.

49、lfilW + 44/(Cx) - f心-4+711aU -/i (jf) = 2. 35& X 10-5 mVs19- J 棘瞎9. 5 Ifl加愿"來禾葉驛班一T & fl番H増，毋孔 凈覽日= 7W1.閘曦庠丘二？!.當各孔啊門全開時.邇過gtjtifc的 水it為Q “ 1400 m7s.已知壩頂水頭H - 7.4 mt«< P = S5 mT下游阿道水襯& - 10 m.ii判斷下fl?水荻侖接形式若需 累，請設計一荊屣坎冊儒池計算就高t和清龍池的任度L.第為了計算壩It處就小斷面的水禪對上游斷面和量小韜面，應用伯勢利方稈，有水海的單

50、寛瀝 S上時畝連軸星小詬面瀛速井別為q = 5(B + fr)=314 11 m*/(s * m)就速廉數(shù)朝"0.站.將已知數(shù)辦優(yōu)人伯黔利方禪井沒工此，剛有,/Cl) = j + -62.4l»O I hg加Zh用試算法求解方程Pj) - 0的權J(6 94) - 6 45肺J(S »5)=-0.8284, g 此r -= 0. 94 +_ 45師1555+8284<0+95-0+94)0*9436小斷面水(W札二0.9436 nu用術躍公式汁算札的共W*S*EP黑二訊GA+日樂T卜園y故岀現(xiàn)遠驅狀毆有必要悔建精能坎 稍儀坎為折蟻形AL其淹廉探M -O.42

51、.H由出流的“為q * m /2gHlft單已知，因此新張涉H的行近總水頭為Ht = 6+542 m膚能池內應岀現(xiàn)柏舟淹盛的水趺因此淆勰池的水琛用為 打-1.05< = L4.7 m按定文狛龍燃HOI的行近水頭應為由手怙諒申已懷閥此昇肓龍坎高度力用輕釜公式廿界水區(qū)艮虞理卩1 = 10 &九"嘰一】嚴w e林mL - D,陸L, - 64.1 m4J 汕範氏；圉聽耶;.甲扎淄源壩，H滬鬼霓與魁耀相I心 L. KI ； c# - H m ;<s * m>«HD = Z» 4 m、F = 7 m汕3h 5 tn*護= 0.%觀諧計一個障低護坦式

52、俏龍池求灌極乳«4.< ffi解設消腿池能窿為山建立上騎斷面和F游收髓斷廝的能It 方朗H, + P + d =虬十0. 95設 H九、耕 H, 盒 4 m* P 7 m»<7 8 mV< * 恫）沖= ItA到能方稈為/<j）二 x+ 11® - 9,4 -= 0如豐d已知，用牛無選憂柚就可以求出工的值"進代式為 工工” fl工小亍1工0、心十警算出竝小讖血的水探札之看*就可以由水朕公式計算躍后水探按設n要寧水萩稍舟淹沒+因此，浦能他內的木琛應為打 LO5A：從水探孫變?yōu)橄掠魏哟驳牧T九.要繪過一個髙度為出即池謀) 的坎口由能方程.有族十券十十+磊式中，訕是啟口的瀝遽系數(shù)取対» 0,95 A已知丄丁吐算出+閡 麗流連飾e"t，u 和九也町且算出因此、炊口上、下游斷面的能It方桎町以吋砒本何尊有4牛未知數(shù)氐九上:川“方程式也因此何趣是可以求解的JH直接束解十分困用現(xiàn)采用城算祛求出日的個方堆如下.(D假超一亍£的on利用水m_tm斷面和小斷面的 能方桂計算最小新面的水棵水川用送優(yōu)法>(2) 由水紙公式求出峽后水謀町*進而霧岀悄能灌的水課 聯(lián)«