水力学计算题.doc

'四、计算题(本大题共3小题，每小题10分，共30分)44.两水池水位恒定，已知管道直径d=10cm，管长l=20m，沿程阻力系数λ=0.032，局部水头损失系数：进口ζ1=0.5，单个90度弯头ζ2=0.6，阀门ζ3=0.26，出口ζ4=1.0，通过流量Q=0.02m3/s。试求水池水面高差H。45.管路中有一段水平放置的等径弯管，如图示，管径d=500mm，弯管的转角为45°，起始断面1-1的平均流速v1=3m/s，断面中心点的相对压强p1=50kN/m2，若不计水头损失，求水流对弯管产生的作用力。46.(1)已知某流域的流域面积为685km2，1990年年平均流量为40.5m3/s，该年平均年降雨量为2557.2mm，试求该流域1990年的径流总量、径流深度、径流模数和径流系数。(2)在某一山区峡谷段，拟建一桥梁，设计水位Hp=55.80m，桥位断面图中深槽底部高程HZ=43.2m，建桥后，桥下冲刷后断面容许比建桥前的河床断面扩大1.1倍。用包尔达可夫公式计算桥下一般冲刷深度。1.一抽水机管系（如图），要求把下水池的水输送到高池，两池高差15m，流量Q=30l/s，水管内径d=150mm。泵的效率ηp=0.76。设已知管路损失（泵损除外）为10v2/(2g)，试求轴功率。 2.有一圆滚门，长度L=10m，直径D=4m，上游水深H1=4m，下游水深H2=2m，求作用在圆滚门上的水平和铅直分压力。3.（1）某桥位枯水位的设计频率P(X≥Xi)=0.8，求相应的重现期、安全率、破坏率。（2）已知流域面积F=41700km2，年42．某梯形断面棱柱体密实粘土渠道，底坡i=0.0002，边坡系数m=2.0，河床粗糙系数n=0.023，设计渠底宽b=14m，水深2.5m，不冲允许流速v′=0.85R0.25，R为水力半径，不淤允许流速v"=0.4~0.6m/s。试求（1）渠道的设计流量Q；（2）校核渠道是否满足不冲不淤要求。43．如图所示，左边为水箱，其上压力表的读数为-0.147×105Pa，右边为油箱，油的ρg=7350N/m3，用宽为1.2m的闸门隔开，闸门在A点铰接。为使闸门AB处于平衡，必须在B点施加多大的水平力F′。44.对应于百年一遇的设计洪水位工程，其设计频率及重现期各为多少？若工程设计使用年限为30年，则其安全率和破坏率各为多少？40.半圆筒形曲面AB，半径R=1.5m，垂直于纸面的长度L=1.0m，上下游水位如图所示。求作用于曲面AB的静水总压力的大小和方向。41.为了收集某渠道糙率n的资料，今测得流量Q=9.45m3/s，水深h0=1.20m。在长为L=200m的渠段内水面降落Δz=0.16m，已知渠道断面尺寸为:b=7.0m，m=1.5。求n值。 42.已知某流域面积F=41700km2，该流域年降水量X=1685mm，年径流总量W=382×108m3,试计算年径流量，年径流深，年径流模数，年径流系数。41.由水箱经变直径管道输水，H=16m，直径d1=d3=50mm，d2=70mm，各管段长度见图，沿程阻力系数λ=0.03，突然缩小局部阻力系数ζ缩（对应细管流速），其他局部阻力系数自定。试求通过的流量。42．某竖直隔板上开有矩形孔口：高a=1.0m、宽b=3m。直径D=2m的圆柱筒将其堵塞。隔板两侧充水，h=2m，z=0.6m。求作用于该圆柱筒的静水总压力。43.（1）某桥位将通过设计频率为P=5%的洪水流量，试求相应的安全率、破坏率。（2）某桥位处要求在枯水期有P=99%的通航安全率，其设计频率、破坏率及相应的重现期43．如图为一个二向曲面AB，其半径R为2m，曲面宽为3m，求作用于曲面AB上的静水总压力。44．水从水箱流入一管径不同的管道，管道连接情况如图所示。已知：d1=150mm，l1=30m，λ1=0.037；d2=125mm，l2=15m，λ2=0.039；局部水头损失系数：进口ζ1=0.5，突然收缩ζ2=0.15，阀门ζ3=1.54，（此处ζ值相应的流速均采用发生局部水头损失后的流速）。 求：要保持输送流量Q=0.025m3/s所需要的水头H。45．(1)已知某流域的流域面积为797km2，1985年年平均流量为47.8m3/s，该年平均年降雨量为2566.6mm，试求该流域1985年的径流总量、径流深度、径流模数和径流系数。(2)对应于百年一遇的设计洪水位工程，其设计频率及重现期各为多少？若工程设计使用期限为50年，则其安全率与破坏率各为多少？30．杯式水银压力计如图。若杯上接大气时，测压管中的液面在0——0处。已知杯的直径d1=60mm，测压管直径d2=6mm，测压时，测压管中液面下降h=300mm，求此时杯上的压强p。（水银的密度为13600kg/m3，图中Pa为大气压）　　　　31．一水平放置的突然扩大水管，直径由d1=50mm扩大到d2=100mm，比压计下部为的四氯化碳，当Q＝16m3/h时，比压计读数Δh＝173mm，求突然扩大的局部阻力系数。　　　32．如图所示射流冲击弯曲叶片。已知射流流量为Q，流速为v0，叶片弯曲角为β ，不计水头损失，不计重力作用，试求水流对叶片的作用力。　　　　33．水箱侧壁开一圆形薄壁孔口，直径d=5cm，水面恒定，孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数φ=0.98，收缩系数ε=0.62，求孔口出流收缩断面的流速vc、流量Q和水头损失hj。'