第十章有压管道和明槽非恒定流10-1直接水击是指有压管道末端阀门处的最大水击压强( )(1) 不受来自上游水库反射波的影响; (2) 受来自上游水库反射波的影响 (3) 受阀门反射波的影响(4) 不受管道长度的影响 10-2 发生间接水击的条件是( )(1) C L T a /< (2) C L T a /> (3) C L T a /2< (4) C L T a /2> 式中 T a 为阀门关闭时间,L 为管道长度,C 为水击波速。
10-3 在水击研究中,必须认为( )(1)液体是可压缩的,管道是刚体 (2)液体是不可压缩的,管道是弹性体 (3)液体和管道都是弹性体 (4)液体是不可压缩的,管道是刚体10-4 当阀门突然关闭时,水击波传播的第二阶段(即L/C<t<2L/C)中,压强的变化为._________,波的传播方向为__________________,液体处于_____________状态。
10-5 减小水击压强的措施有:_______________________;_____________________________。
10-6 某水电站的压力钢管 ,管长 L =328 m ,直径 D =800 mm ,管壁厚度 δ=6 mm 。
水轮 机的 静水头 H 0=100 m 。
管道末端阀门全开时,通过钢管的流量 q v =2 m 3/s 。
求阀门 完全 关闭时间 T s =0.6 s 时 的水击压强。
(钢管弹性系数 E=19.6×1010 N/m 2,水的弹性系数 E=19.6×108 N/m 2) ( 3738.8Kpa )10-7 当管道条件(材料、直径、管长等)、水头、流速相同时,为什么间接水击压强小于直接水击压强? 10-8 圣维南方程对明渠非恒定渐变流和急变流均适用。
( )10-9 明渠非恒定流必是非均匀流。
( ) 10-10 水坝瞬时溃决时,坝的上游将发生( )( 1 ) 顺涨波 ( 2 ) 顺落波 ( 3 ) 逆涨波 ( 4 ) 逆落波 10-11明渠非恒定渐变流的连续方程为 __________________________________________________________,式中各项的意义是_______________________________________________________________________________________。
10-12 当水位相同时,明渠非恒定流涨水过程中的流量_________(填写大于、等于或小于)落水过程中的流量。
10-13 明渠非恒定流通常以波的形式出现。
按波的传播方向可分为____________波和____________波;按水位变化可分为__________波和_____________波。
10-14 对于图示的简单管道系统,试绘制阀门突然开启过程中,水击波传播4个阶段的示意图。
10-15 某水电站压力钢管,管长m L 800=,管径cm D 100=,管壁厚度mm e 20=,水头m H 1000=,水头损失忽略不计。
管道末端装有一节流阀门,用以控制水轮机的运转。
阀门全开时,管中流速s m v /2max =。
若假定阀门的启闭s T s 1=,试计算(1)初始开度10=τ,终止开度5.0=e τ;(2)初始开度10=τ,终止开度0=e τ,这两种情况下阀门断面的水头。
( 189.2m; 339.12m)10-16 一水电站压力钢管的直径m D 5.2=,管壁厚度mm e 25=,若钢管从水库引水到水电站管道长度m L 2000=,管道末端阀门关闭时间s T s 3=,问将产生直接水击或间接水击?若关闭时间为6s ,则将产生什么水击?如在距水电站m L 5001=处设置调压室,阀门关闭时间仍为3s ,这时将产生什么水击?如果阀门关闭前管道通过流量为10m 3/s ,相应水头H 0=90m ,关闭后将产生最大水击压强的增量是多少?计算时不考虑水头损失。
(直接水击 ,间接水击, 间接水击。
第二相末的水击压强为最大,其值为42.4m)10-17 某电站引水钢管的长度m L 950=,水头m H 3000=,阀门全开时管道流速s m v /40=,钢管直径m D 3=,厚度mm e 25=,已知最大水击压强值产生在第一相末。
如果求最大水击压强水头不超过1.25H 0,则阀门关闭时间应为相长r T 的多少倍?设阀门关闭为线性规律。
(T s 至少应为相长的T r 的3.64倍)10-18 一水平放置的电站引水管道,管径m D 9.0=,管长m L 1296=,上游端与水库相连接,其水头m H 900=,流量s m Q /7.03=,沿程损失系数02.0=λ,波速s m c 1000=,阀门关闭规律()vs T -=1τ,阀门关闭时间s T s 6=。
要求计算在关闭指数2,1=y 种情况下,总时间s T e 16=内,管道水击压强沿程的变化情况。
计算时可将管道分为5=N 段。
10-19 试以恒定流与非恒定流流量公式作对比,并引入附加水面坡度概念,说明洪水期水位~流量关系曲线呈现绳套形的原因。
10-20 试证棱柱体渠道非恒定流中的水力坡度J 可以下式表示:()tQgA t A gA Q J i F J J p r p ∂∂-∂∂+-+=1222式中,p J 为水面坡度;r F 为佛汝德数。
10-21 证明Bi s AsA hz+∂∂=∂∂,其中A 为面积,B 为水面宽,i 为底坡。
10-22 在洪水期一般首先出现水面坡度最大值max p J ,然后出现流速最大值max v ,再出现流量最大值max Q ,最后出现水位最大值max z ,请从理论上加以说明。
10-23 某梯形断面渠道,下游与一溢流坝相接,已知:渠道长度L=4km ,底宽b=8m ,边坡系数m=1.5,粗糙系数n=0.025,底坡I=0.0009。
初始时假定为均匀流,此时流量s m Q 315=,渠中各断面相应水深h 0=1.26m 。
末端断面的流量d Q 按下式变化236056.10d d h Q =式中d h 为末端断面水深。
由于渠道的上游流域下了一场大雨,在上游端断面测得洪水水位过程如下表所示: t(s)60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 z(m) 1.26 1.421.641.832.002.152.222.212.122.051.901.771.661.551.471.30试用特征线法、差分法计算各时刻各断面的水深、流量。
10-24 有一梯形断面渠道,下游与一水塘相接,渠道数据与上题一样。
末端断面的水位d h 按下式变化d d d Q Q h 0008.0056.06.0-+= 式中d Q 为末端断面流量。
由于渠道的上游流域下了一场大雨,在上游端断面测得洪水过程如下表所示。
t(s)60 120 180 240 300 360 420 480 540 600 660 720 780 840 900 Q(m 3/s) 15 171921232525242322212019181716试用特征线法、差分法计算各时刻各断面的水深、流量。
第十一章 渗流1、( )2、( )3、( )4、( )5、( )6、(2 )7、(4)8、(2)9、v kJ =;一。
10、完全井井底到达不透水层、否则为非完全井。
12、1、day m 278.0q 2= 2、m 21.10h 1= A 处水位抬高 p g c =-⨯=-ρ138413565.. 13、1、2A mkN 5.73p = 2、sm 107.6u 6B -⨯=3、m 8H 2H H H 1)2((1)=∆-==m 4H 6H H 1)3(=∆-= 14、m 5H H B A ==;m 2H c =;2A mkN2.88p =;2B mkN8.107p =;2c m kN6.68p =15、 0v 202r r lg q k 733.0h z =-; 16、 0v 0r rln kt 2q h z π=- ; 17、s cm 0467.0k =18、sm1045.5q 34v -⨯=;s /cm 107.25-⨯=υ;11-1 q=2.63 m 2/d(米2/日)11-2 q=9.434×10-3cm 2/s11-3(1)q=2.64×10-3cm 2/s ; (2)q=4.3×10-3cm 2/s 11-4 h=10.98 m11-5 Q=7.4×10-4cm 3/s ,h=7.63m 11-6 k=3.66×10-3 cm/s 11-10 q ≈4.8×10-6m 3/(s m) F=508.16KN/m11-11 q=36.7×10-6m 3/(s m)F=3255KN/m11-12 k=4×10-2m/s。