问答题有一虹吸管输水管道如图6—19所示,虹吸管的长度、管径、沿程水头损失系数分别为:l1=10m,l2=5m,l3=15m,d=0.20m,λ=0.04,进口的局部损失系数为0.6,折管处的局部损失系数为0.20。当虹吸管的最大安装高度为5.5m,上游水面与管道出口中心点高差为z=4.0m时,试计算:(1)虹吸管的输水流量为多少?(2)虹吸管中的最大真空压强为多少?(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。
问答题某水库溢流坝为单孔,坝面按WES型曲线设计,坝末端设有挑角θ为35°的挑坎。其他已知数据:(1)下泄流量Q为450m3/s;(2)上游水位高程为1688.65m;(3)下游水位高程为1661.96m;(4)下游河床高程为1657.30m;(5)溢流宽度与挑坎宽度相同,即b为30m;(6)坝下游河床岩基属Ⅲ类。其余尺寸如图9—14所示。试计算下泄水流的射程和冲刷坑深度。
问答题在如图2-13所示的挡水斜壁面上装有一半径R=0.5m的半球形盖。半球形盖中心O点在水面下的深度H=1m。斜壁与液面的夹角α=30°。求螺栓a、b上的拉力与切力。
问答题如图8—9所示,有一水库的平底四孔溢洪道,每孔宽b=13.0m,墩厚d=3.0m,边墩头为半径r=6.0m的1/4圆弧,弧与上游引渠垂直挡土墙连接。中墩头为尖圆形,通过最大流量时,闸门全开,已知溢洪道底坎高程为272.0m,溢洪道闸室末端接陡槽。问通过特大洪水流量Q=6000m3/s时,库内洪水位将为多少?
问答题图3—18所示为一抽水装置。利用喷射水流在喉道断面上造成的负压,可将容器M中的积水抽出。已知H、b、h,如不计水头损失,喉道断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么条件才能使抽水装置开始工作?
问答题底宽与水深均为a的矩形断面明渠和边长为a的正方形管道中通过水流时,假定水力坡度相同,试求它们的边壁切应力之比τ
1
/τ
2
;再假定沿程水头损失系数λ亦相同,求它们的流量之比Q
1
/Q
2
。
问答题试证明与水跃函数的极小值Jmin相应的水深满足条件
问答题图7—36所示为一矩形断面平底明渠中的水跃,水跃底部有一低坎。已知单宽流量q=6m2/s。跃前水深h1=0.5m,水流作用在单宽低坎上的总压力R’=(ρgh12)/2。取动量校正系数为1。(1)求跃后水深h2;(2)求无低坎时的跃后水深?
问答题由两段不同底坡i
1
和i
2
相连接的棱柱形明渠,渠道断面为矩形,宽度b=3m。当通过流量Q=15m
3
/s时,已知i
1
和i
2
渠段的正常水深分别为h
01
=0.7m,h
02
=2m。要求:(1)判别上、下游渠道各为何种底坡;(2)确定水跃发生在哪一渠段上;(3)定性绘出渠道的水面曲线,并注明曲线的名称。
问答题某矩形断面平坡渠道,底宽b=4m,流量Q=16m
2
/s,设跃前水深h’=0.6m,求跃后水深h”和水跃长度。
问答题一水力机械,Q=2.51/s,从轴中心流入,从4个转臂流出,每个转臂喷嘴的射流直径d=1cm,射流方向与圆周切线成30°角,转轮半径为0.3m,如图3-84所示,试求:(1)保持臂固定的转矩;(2)若忽略机械摩擦,求最大转速,以r/min计(每分钟转数计);(3)如转速为120r/min,求水力机械发出的功率。
问答题图7—35所示为4种过水断面形状不同的明渠,但其过水断面面积、糙率、底坡均相同,试论证并比较各明渠通过流量的大小。
问答题设液体的流速场为u
x
=6x,u
y
=6y,u
z
=一7t,t为时间,求:(1)当地加速度;(2)迁移加速度;(3)加速度的矢量表达式。
问答题如图11—8所示,一渠道与一河道相互平行。长l=300m,不透水层的底坡i=0.025,透水层的渗透系数k=2×10-3cm/s。当渠中水深h1=2m,河中水深h2=4m时,求渠道向河道渗流的单宽渗流量,并计算浸润线。
问答题在石油库斜壁的圆孔上装有一直径D=1.2m的半球形盖(图2-52)。半球形盖中心O点在液面下的深度H=4m。斜壁与液面的夹角α=30°,石油的密度ρ=900kg/m3。求螺栓a、b上的总拉力。
问答题有一长管道系统如图6—14所示,A、C两管上接水池,下接B管,C管连有水泵。已知各管段的长度均为l=800m,各管段的直径均为d=600mm,沿程阻力系数λ=0.025,水池水面高程z=100m,水泵扬程Hm=10.0m,C管流速为vc=3.0m/s。试计算各管段流量及B管出口高程。
问答题有一直径为15cm的输油管,管长10m,通过流量为0.04m
3
/s的油。现用水来做实验,选模型管径和原型相等,原型中油的运动黏度v=0.13cm
2
/s,模型中的实验水温为t=10℃。(1)求模型中的流量为多少才能达到与原型相似?(2)若在模型中测得10m长管段的压差为0.35cm,反算原型输油管10m长管段上的压强差为多少(用油柱高表示)?
问答题图3—59所示为铅直放置的一文丘里管。已知d1=20cm,d2=10cm,△z=0.5m,水银压差计读数△h=2cm。若不计水头损失,求流量Q(取动能校正系数为1)。
问答题嵌入支座内的一段输水管,其直径由d1为1.5m变化到d2为1m(图3—23),当支座前的压强p=4个大气压(相对压强),流量Q为1.8m3/s时,试确定渐变段支座所受的轴向力R。不计水头损失。
问答题有一并联管道,由3支旧钢管组成(图6—17),各管段的长度、管径分别为:l1=1000m,l2=600m,l3=1500m,d1=d2=147mm,d3=198mm,3支管道的总流量为Q=0.1m3/s。试求3支管道的流量及水头损失。
