发布时间 : 星期六 文章水力学历年试卷及答案更新完毕开始阅读c46ec12e0066f5335a8121b2
其中z表示单位重量流体所具有的位能。
p?表示单位重量流体所具有的压强势能
u22g表示单位重量流体所具有的动能，，z?p?表示单位重量流体所具有的总势能
z?p??u22g表示单位重量流体所具有的机械能。
13.简述明渠均匀流发生的条件和特征。
答：明渠均匀流发生的条件：明渠均匀流只能出现在底坡不变，断面形状，尺寸，壁面粗糙系数都不变的长直顺坡渠道中。
明渠均匀流的流线是相互平行的直线，因此具有以下特征： （1）过水断面的形状，尺寸及水深沿程不变。
（2）过水断面上的流速分布，断面平均流速沿程不变。
（3）总水头线、水面线及渠底线相互平行。所以，总水头线坡度（水力坡度）J，水面线坡度（测压管水头线坡度）Jp 和渠道底坡i彼此相等，即 J= Jp=i。
14.解释渗流模型，并写处均匀渗流和渐变渗流的基本计算公式。
答：渗流模型即为：在保持渗流区原有边界条件和渗透流量不变的条件下，把渗流看成是
由液体质点充满全部渗流区的连续总流流动。
均匀渗流基本公式：Q?vA?Aki v?u?k i渐变渗流的基本公式：Q?Av?bhk(i?15.举例说明量纲分析方法。
答 本题见参考书79页，例5-1. （本题出题很不严谨，注意?定理的应用下次可能会考） 三．计算题
16.如图所示混凝土海堤，靠海一侧为抛物线曲面z?0.2x.。水深密度??1025kg/m 试求作用在单位长度海堤上的静水总压力。 解：
23dhds)，v?kJ?k(i?dhds)
设曲面海堤围成的压力体为OAB如图所示，压力体所受的水平压力Px，垂直压力Py 则有：Px?rhcAx?r..h.1?2h12?5?1.025?9.8?125.6KN
2 Py?rV?167.4KN（压力体体积根据面积积分公式求）
由于作用在海提上的力于作用在压力体上的力互为作用力与反作用力，故其所受的力 F?
17.如图所示，水在变径竖管中从下往上流动，已知 z=0处的直径d(0)?0.5m，通过的流量Q?0.9m3/s，不计粘性作用，为使管流中个断面的压力相同，即p(z)?p(0)，试求竖管的直径d(z)于z的 关系。 解：
P?P2x2y?209.3KN ,与水平方向夹角??arctanppyx?53.1
?
设Z=0 断面为0-0断面，Z=z断面为1-1断面，则对0-0断面与1-1断面列伯努利方程 v?vp(0)v0p(z)v??z??,即z=0 z0? ………………（1） r2gr2g2g2222?d?22由连续性方程得d(0)v0?dv即v0???v ………………（2）
44d(0)??
??2又 Q??4d即v2v?4Q?d12 ………………（3） 1d8?0.922由（1）（2）（3）联立得 z?8Qg?22(d(0)4?)?49.8?3.14(10.54?1d4)
即 z?0.067(?164
d1)
18.梯形断面渠道，边坡系数m?1.5，底坡i?0.0005，粗糙系数n?0.025，设计流量
3Q?1.5m/s。按水里最优条件设计渠道断面的尺寸。
解：设矩形断面宽为b高为h 根据水力最有条件设计有
bh?2(1?m?m)?0.61
2即 b=0.61h ……………………（1） 又 Q?CAR?iiA3n?523 ……………………（2）
而A?(b?mh)h,??b?21?m2h ……………………（3） 联立（1）（2）（3）得 b=0.61m, h=1.04m
mmd,B?19 水流通过变截面弯管，若已知弯管的直径dA?20015mm0，流量
Q?0.1m3/s。断面A-A的相对压强PA?18kN/m，管中心线均在同一水平面上，求固
2定此管所需的力（不计水头损失）。解：
列A-A断面与B-B断面伯努利方程 zA?pAr?vA2g2222
?zB?pBr2A?vB2g,即pAr2B?vA2g?pBr?vB2g …………（1）
由连续性方程得 vA?4d?vB?2?dB?d?Q即??2? …………（2） 4VB?dA?vA联立{1}（2）可求出vA，vB及pB 所选的控制体如图所示，
列X轴方程 pAAA?RX?pBABcos? …………（3） 列Y轴方程 RX?pBABsi?n …………（4）
求出 RX，Ry
由作用力与反作用力原理得所需力 F?所以不能给出具体答案）
20 矩形断面棱柱渠道底宽b?3m，糙率n?0.013，底坡由i1?0.015突变为i2?0.0025，因而出现非均匀流段。已知流量Q?27m3/s，试分析非均匀流段的水面曲线。 解
：
2x2R?R,??arctanyRyRx（由于夹角?没给出，
由hk?3222?Qgb2?3279.8?3?2.022m?Bk?b?3mxk?b?2hk?7.044mCk??ik?1n1111Rk61b?hk613?2.0226?()?()?75.03(m2/s)nxk0.0137.044?9.8?7.04475.03?32gxk
?CkBk?0.0041?i1?ik,i2?ik?h01?hk,h02?hk