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)6AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

AB7、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)KKi < i 1k i >i 2k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 P x =p c ×A x = 铅垂分力 P y =γ×V=, 静水总压力 P 2= P x2+ P y2, P=,tan = P y /P x = ∴=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 。

HROBR测压管水头总水头线v 0=0v 0=0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gv R l h H w 2)4(2∑+==ξλ计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数9.10.15.022.0, m 2.04/=++⨯====∑ξχd AR将参数代入上式计算，可以求解得到/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴vA Q v即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。

3、某水平管路直径d 1=7.5cm ，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d 2=2.0cm 。

用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p =49kN m 2，管路内流速v 1=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：sm00314.0311==A v Qs m9.922==A Qv对于喷嘴建立x 方向的动量方程)(1211x x v v Q R A p -=-ρβ 8.187)(3233=--=v v Q A p R ρN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Z 1=52.16m ，出口槽底高程Z 2＝52.04m ，当槽中均匀流水深h 0=1.7m 时，试求渡槽底坡i 和通过的流量Q 。

解： i=（Z 1-Z 2）/L =55.2==bh A m 2d 1v 1Px22 1 1R9.42=+=h b xm52.0==xAR ms /m 06.6412161==R nCv=C (Ri )＝1.46m/s Q= vA=3.72m 3/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Z 1=52.06m ，当通过设计流量Q ＝7.65m 3/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 =2.662m 3/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。

10、测定90题图所示。

已知试验段 AB 管曲率半径R ＝d 测AB 两端测压管水头差△h 体体积为0.028m 311、＝120m 。

进口处槽底高程Z 1槽中均匀流水深h 0=1.7m 12、某溢流坝下收缩断面处水深h c =1.1m ，已知单宽流量q ＝14.72m 2/s ，当坝下游水深h t =4.7m 时，1）求对应收缩断面处水深h c 的跃后水深h c22）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h k ，判断收缩断面和下游水流流态， 81.28.972.143232===g q h kαm 因为收缩断面水深 h c =1.1 m h k 为急流，下游水深h t =4.7m h k 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h c 的共軛水深h c2h c2＝)181(232-+cc gh q h＝)11.18.972.1481(21.132-⨯⨯+⨯＝5.81m 因为 h c2 h t ，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h c =0.8m ， 已知渠道流量Q =18m 3/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γ1p =0.5m ，γ2p =-0.2m ，水管的横断面积A 1=0.002m 2，A 2=0.001m 2, 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 cm 3/s ，运动粘度= 0.0101 cm 2/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H d =2.50m 时的流量系数为m d =，堰高P 1=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h c =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h 0=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p 1=40kN/m 2，2－2断面与大气连通，管中流量为Q ＝0.1m 3/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 。

HAB1122D21、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h c＝0.4m，下游水深h t=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？。

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Q v=10 L/s。

断面1处测管高度H=2 m1。

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 cm 2/s ，水管的直径为 10 cm ，管中流速为 100cm/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 ，h 1=1.5 m ，h 2=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p c 。

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h c =0.5m ，收缩断面的宽为54m ，下游水位低于堰顶，下游水深h t =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？Hh ch te34、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Q 。