五、作图题(在题图上绘出正确答案)

1.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) (5分)

2、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

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)

4、定性绘出图示曲面AＢＣ上水平方向的分力

和铅垂方向压力体。　(5分)

5、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线向。

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。

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)

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=

铅垂分力 Py=γ×V=,

静水总压力 P2= Px2+ Py2,

P=,

tan = Py/Px= ∴　　 =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。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=，ζ2=，ζ3=，沿程水头损失系数λ=，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 。

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

计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

将参数代入上式计算，可以求解得到

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s 。

3、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 m2，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) 　　　　

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：

对于喷嘴建立x方向的动量方程

N

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=，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 =

m2

m

m

v=C(Ri)＝1.46m/s

Q= vA=3.72m3/s。

5、有一矩形断面混凝土渡槽(n=，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 ζ1=，ζ2=，ζ3=，沿程水头损失系数 λ=，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。

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＝，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0.028m3，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=，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，

m

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

hc2＝

＝ ＝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。

14、已知如图所示水平安装的文丘里流量计，

已测得压强=0.5m，=-0.2m，水管的横

断面积A1=0.002m2，A2=0.001m2, 不计水头损失，求通过文丘里流量计的流量 Q为多少

15、管道直径 d = 10 mm，通过流量 Q = 20 cm3/s，运动粘度 = 0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还是紊流若将直径改为 d = 30 mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态

16、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。

试判断水击类型；并求管中水击压强水头ΔH。

17、某矩形断面河道中建筑有一座WES堰型溢流坝，溢流堰宽b＝10m，在设计水头

Hd=2.50m时的流量系数为md=，堰高P1=16m。问：

（1）不考虑侧收缩和淹没影响，求通过堰型溢流的流量Q。

（2）若坝下收缩断面处水深hc=0.8m，当坝下游水深h t=3.5m时，坝下游是否发生水跃如发生水跃，属于何种形式的水跃是否需要修建消能工

18、有一矩形断面渠道底宽b＝1.5m，底坡i＝，糙率n＝，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q 。

19、图示一水平放置的弯管，直径D=0.2 m，转角α=90°，1－1断面管轴处的动水压强为p1=40kN/m2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q＝0.1m3/s，求水流通过弯管时对管壁的作用力。（取动能校正系数和动量修正系数均为1）

20、求图中圆弧形闸门AB所受静水总压力的大小及方向。已知水深H=4 m，板宽B＝2m。

21、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = ，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。

22、某矩形断面渠道，通过的流量为Q=30m3/s，底宽为b=5m，水深为h=1m，判断渠内水流是急流还是缓流如果是急流，试计算发生水跃的跃后水深是多少。

23、某矩形断面渠道中建有单孔平板闸门，已知平板闸门的宽度b＝6 m，闸前水深为 H=4m，闸孔流量系数μ=，闸门开度e=0.5m，闸底板与渠底齐平。

（1） 不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。

（2） 若闸下收缩水深hc＝0.4m，下游水深ht=2.5m，判断闸下水跃衔接的形式，并确定是否需要修建消力池。

h c

24、如图所示矩形平板闸门AB宽b=3m，

门重G=9800N，α=60°，h1 =1m，h2=1.73m。

试求：下游有水时启门力T，

25、有一水平放置的管道(如图)。管径d1=10 cm，d2=5 cm。管中流量Qv=10 L/s。断面1处测管高度H=2 m。不计管道收缩段的水头损失。取动能与动量校正系数均为1。求水流作用于收缩段管壁上的力。

26、有一浆砌块石的矩形断面渠道，糙率n = ，宽b = 5m，当Q = 15.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m，试判断渠道中的明渠水流流态。

27、有一单孔水闸，平板闸门孔宽＝3.0 m，闸门开度e = 0.5m，闸前水深H＝6.0 m，闸孔流量系数μ=，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。

28、水温 10。C时水流的运动粘滞系数为 = 0.0131 cm2/s，水管的直径为 10 cm，管中流速为 100 cm/s，试判别水流流态。

29、有一矩形断面渠道均匀流，底宽 b =10 m，水深 h = 3 m，糙率 n = ，底坡i= 。如流动在紊流粗糙区，求谢才系数C和流量Q，并判别是急流还是缓流。

30、有一虹吸管(如图)。已知管径d=10 cm，h1=1.5 m，h2=3 m，不计水头损失，取动能校正系数α＝1。求断面c－c中心处的压强pc。

32、有一单孔水闸，平板闸门孔宽b＝3.0 m，闸门开度e=0.5 m，闸前水深H＝6.0 m，闸孔流量系数μ=，闸底板与渠底齐平。不计闸前行进流速水头，按自由出流求过闸流量Q。

33、某单孔WES型实用堰，孔净宽=18.0 m，上游堰高P=35m，堰顶水头H=3.2m，已知实用堰的流量系数m= ，不考虑侧收缩系数影响。堰下游收缩断面的水深hc=0.5m，收缩断面的宽为54m，下游水位低于堰顶，下游水深ht=3.5m。

（1） 求通过实用堰的流量Q

（2） 确定堰下游水跃衔接形式，说明堰下游是否需要修建消能设施

（3） 如采用底流式消能，消能池中的水跃应达到什么要求

34、图示直径为 20mm，长 450m 的管道自水库取水并泄入大气中，出口比水库水面低 13 m，已知沿程水头损失系数λ=，进口局部水头损失系数ζ=，求泄流量 Q 。(按短管计算)

35、图示左边为一封闭容器，盛有密度 1＝ 2＝1000kg/m3 的水，深度 h1 = 3 m 。容器侧壁装有一测压管，H= 0.5 m。右边为敞口盛水容器，水深 h2=2.2 m。求中间隔板 A、B、C 三点的压强。 ( 10分)

36 、已知如图所示的文丘里管，管路中通过流量Q = 10 l/s，d1 =5 cm， p1 = Pa，如果使断面产生真空压强为，问d2应为多少（不计水头损失） （ 10分)

37、有一矩形断面渠道，底宽b＝1.5m，底坡i＝，糙率n＝，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求通过的流量Q , 并判别是急流还是缓流。

38、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽 b =18 m ，流量 Q =265 m3/s ，坝下收缩断面处水深 h c = 1.1m 当坝下游水深 h t =4.7 m 时，问：

（1）、坝下游发生何种形式的水跃

（2）、是否需要修建消能工

水力学画图与计算