给排水水力学复习资料解答

A=18.375XA=18.375X=15.41=1.19m，v=Q=旦A18.375=1.25m/s给排水水力学复习资料1.已知流量Q=3m3/s,i二0.002,m二1.5,n二0.025试按水力最佳断面设计梯形渠道断面尺寸。/ \ / \解：0二b二2、1+m2-m'=2、1+1.52-1屛0.61，b=0.61hhA=(b+mh')h=(0.61h+1.5h=2.11h2，R=0.5hQ=AC〈Ri=—AR3i2,n3=花XZ2Q=AC〈Ri=—AR3i2,nh=1.09m,b=0.66m2.拟建矩形渠道，水在其中作为均匀流动，Q=1m3/s，i=0.0021，n=0.03最大允许不冲流速v =0.8m/s，试根据v 设计断面尺寸。maxmax解：A=Q=1=1.25m/s,v=CjR=1R3i2=1A3x-3i2v0.8 n n12210.8=莎=b+2h\/1+m2=10+2x1.5..1+1.5=b+2h\/1+m2=10+2x1.5..1+1.52=15.41m而x=b+2h=3.30，联立A=bh=1.25得h=1.06m，b=1.18m；h=0.59m，b=2.12m。两组都符合题意。11223.一梯形渠道Q=23m3/s，h=1.5m，b=10m，m=1.5，i=0.0005。试求粗糙系数n及流速v。解：A=(b+mh)h=(10+1.5x1.5)x1.5=18.375m2121 1 2 丄n=R3i2=x1.193x0.00052=0.02v 1.254.底宽b=4m的矩形渠道(n=0.017)上，通过的流量Q=50m3/s。渠道水流作均匀

流时，h二4m。试用渠道底坡i与i比较的办法，判别渠中水流的流态。0k解：A=4.0x4=16m2,咒=4+2x4=12mA16111 1R=-- =1.33m，C=—R6=x1.336—61.69X12n0.0171(Q)21(50 12i=—= x=0.00193R〔ACJ1.33〔16x61.69J"aQ2 ]5O2h=]丄=3 二2.52m，A二4x2.52二10.08m2k\gb2 9.8x42 k10.08X=4+2x2.52=9.04m，R= =1.12mk k9.04C=-R6= -x1.126=59.95解：Fr=1跃后水深跃后流速16 =9.339.8解：Fr=1跃后水深跃后流速16 =9.339.8x0.3\o"CurrentDocument"”( )03( )h〃=- 1+8Fr2-1= 1+8x9.332-1=3.81m2' 1 2=hv=x16=1.26m/sh〃1 3.81v[Q<ik水流为缓流5.发生在矩形渠道上水跃的跃前水深h=0.30m，v=16m/s。试计算跃后水深和流速,并计算经过水跃的比能损失。21—( 50 1〔ACJ1.12〔10.08x59.95丿12=0.00611Rkk比能损失(h〃-(3.81-0.3》门“比能损失4h'h"=9.46m44h'h"6.在渠宽b=2m的矩形渠道上发生水跃。今测得跃前水深-=0.2m，跃后水深h〃=1.4m,试求渠中流量Q。

解:“二+8代2-1)1・4晋V1+8Fr2-1)1解:“二+8代2-1)1・4晋V1+8Fr2-1)1Fr1=5・29Q二h'bv=0.2x2x7.41二2.96m3/s17•某弧形闸门下有水出流’今以比例尺入i二10做模型试验。试求:已知原型上游水深H=5m，求H。pm已知原型上游流量Q=30m3/s，求Q。pm在模型上测得水流对闸门的作用力F=400N，计算原型上水流对闸门的作用力F。mp(4)在模型上测得水跃中损失的功率N=0.2kW，计算原型中损失的功率N。mp解：Hm解：Hm―p= =0.5m九10l按佛罗德准则Fr=Frpm，2=102=3.16l九=X•九2=3.16x102=316QVLQ=p= =0.095m3/smX316QX=X2X2=3.162x102=1000FVLF=F•X=400x1000=400kNp mFX=X•X=1000x3.16=3160N Fv

N二N•九二0.2x3160二632kWp mN8.为了设计汽油控制系统，现用25°C的水V=1000kg/m3丿来做模型试验，取九=2,ml已知汽油的v=0.6x10-6m2/s，p=670kg/m3两者满足雷诺准则，当汽油的流量ppQ=0.9m3/s时，求水的流量Q。如果在模型中测得压力差为2.5kN/m2，求在原型中pm的压力差Ap。p解：t二25°Cnu二0.897x10-6m2/smu 0.6x10-6 p九=—p= =0.67，九二一puu 0.897x10-6 ppmm按雷诺准则Re=Repm1九二九九-1二0.67x—二0.335vul 2九=九九2=0.335x22=1.34QvlQ—Q—p九Q二0.67m3/s1.34k •九2=0.67x0.3352=0.075ppvAp=kAp=0.075x2500二187.5Pappm9.船舶模型的几何比例尺九=50,速度时v=1.33m/s，拖力F=9N。求原型船舶l m m的速度及其相应的阻力，，设主要作用力分别为：（1）重力；（2）粘性力。解：按佛罗德准则Fr二Frpm11九二九2，九二九•九二1.33x502二9.40m/svlpmv九二九2九2二九3，F=F•九=9x503=1125kNFvllpmF按雷诺准则Re=Repm九二九-1，v=v•九=1.33x50-1=0.0266m/svlpmv九=九2九2=1，F=F•九=9x1=9NFvl pmF

假如螺旋桨推进器的牵引力取决于它的直径d,前进速度V,液体密度P,粘性系数卩,- ” ,(und)螺旋桨转速n。证明牵引力可用下式表示：F=pd解：由于h=H-S解：由于h=H-S，h=H-SIpvdv丿解：在基本量纲L,T,M。在F,d,v,p，“，n6个量中，取基本因次d，v,p。其余6-3=3个即F,p,n为导出因次。 Cd]=L,L]=LT-1,LLML-3k=Fdx1v01py1，k=udx21v02py2，k=Fd1 2 3k]=(mlt—2LhCt—1\Cl—3》1L：x+0—3y+1=0111T：—0—2=01x=—2，0=—2，y=—1111k]=Cl—1T—1LhCt—1>2Cl—3>2L：x+0—3y—1=0222，丫2x=—1，0=—1，y，丫2222L]=「—1bhCt—1LCl—3)33L：ex+0—3y=03 3 3T：—0—1=03M：y=03以=1, 0 =-1,y=03 3 3F兀=Fd—F兀=Fd—2v—2p—1=1 pd2v2兀=ud—1v—1p—1=2updvnd=ndv—1p0= -vFPd2V2'上,竺],F=pFPd2V2.pvdv丿顶角。二90°的三角堰，堰上水头H二0.2m，求通过此堰的流量，若流量增加一倍,问水头如何变化？5解：当H=0.2，选用公式Q=1.4H25此时Q=1.4x0.22=0.025m3/s若流量增加一倍，如选用公式Q=1.4H2(005\0.4—二0.26m不符合此公式条件H=0.05m〜0.25m选用公式Q=1.343H2.47fQ「-12.47=f0.05)〔1.343丿〔1.343丿则H=2.47=0.26m符合此公式条件H=0.25m〜0.55m参考图11-8，潜水完整井在厚为14m之含水层中取水，抽水稳定时水位降深4m，管井直径为30.4m，已知k=10m/d，求管井涌水量。解：R=3000S/k=3000x4 ,10十24十3600=129.1mQ=1.36kGQ=1.36kG2-h20-lgR-lgr0=1.36x10x142—102lg129.1-lg15.2=1405m3/d=0.016m3/s21Qr从h-h21Qr从h-h= ln2，得2 1 2兀kM r10.0110.76—0.44=2x3.14x7.5k-Sln246Q]r=ln亠2兀kMr1k=0.001m/s13.参考图11-9，对自流完整井进行抽水试验，测得M=7.5m，r=6m，r=24m，12S=0.76m，S=0.44m，Q=0.011m3/s求渗透系数k。12*11有一潜水完整井群由6个井组成，井的布置如图所示，已知a=50m，b=20m井群的总流量Q=3L/s，各井抽水流量相同，井的半径r=0.2m，蓄水层厚度H二12m,00土壤为粗沙，渗透系数k二0.01cm/s，影响半径R二700m。试计算井群中井点G处的地下水面降低了多少。解.r=r=r=r=\252+102解.r=r=r=r=\252+102=26.93m，AZ2=H2Z2=122—0.730.0030.0001r=r=10mBElg700—jlg'26.934x102*=109.87,Z=10.48m地下水面降低了12—10.48=1.52m—离心泵流量Q=186L/s，扬程H=36m，设水泵效率为84%，传动效率为100%，配用电机效率为85%，试计算.（1） 水泵的有效功率；（2） 水泵的轴功率；（3） 电机从电网输入的功率；（4） 该水泵每天运转16小时，电动机每年消耗的电量多少度？解：①有效功率N=丫QH=9800x0.186x36=65620.8Wu②轴功率N=Nu=65620.8=78120W耳0.84N78120电机从电网输入的功率N= = =91906We耳耳1x0.8412每度耗电365x16x91906十1000=536731度16.有一台离心泵，已知吸水管末端1-1断面流速v=1.27m/s，压水管起始断面2-2流速1v=3.54m/s，真空表读数V=0.3个大气压，压力表读数M=1.28个大气压，两表的位置2

高度Az二0.20m，求水泵的扬程H。v2 v2H=M+V+-^一—+Az解：2g 2g解：1.28x98000 0.3x98000 3.542-1.272= + + +0.2=16.56m9800 9800 2x9.817．台离心泵，进出口表读数分别为17．台离心泵，进出口表读数分别为M1=24.5kpa,M2=318・5kPav=1.27m/s，1v=3.54m/sv=3.54m/s，z=z，求水泵扬程。212解：v2 v2H=M+M+—-—1 2 2g2g24500 318500 3.542一1.272= + + =35.56m9800 9800 2x9.818．试核算水泵的比转数：（1），6Sh-9已知额定数据为Q=47.2L/s，H=47.6m，n=2900r/min；(2)3BA-13已知额定数据为Q=45m3/h，H=18.8m，n=2900r/mins=— (0.0472、解：n—3.65 —3.65x2900s 3H4=3・65普=3・65x29004蠡12z=131H4第三次作业学号姓名壤为粗沙，渗透系数k第三次作业学号姓名壤为粗沙，渗透系数k=0.01cm/s，影响半径R=700m。试计算井群中井点G处的地下水面降低了多少。1.底宽b二4m的矩形渠道（n二0.017）上，通过的流量Q二50m3/s。渠道水流作均匀流时，h二4m。试用渠道底坡i与i比较的办法，判别渠中水流的流态。0k解：A=4.0x4=16m2，咒=4+2x4=12mA161丄11R=--= =1.33m，C=R6=x1.336=61.69X12n0.0171(Q)21(50 12i=—= x=0.00193R〔ACJ1.33〔16x61.69J'aQ2 ,502h= 二3 二2.52m，A二4x2.52二10.08m2k3gb2 9.8x42 k10.08X二4+2x2.52二9.04m，R二 二1.12mk ，k9.04C=Vl水流为缓流2.有一潜水完整井群由6个井组成，井的布置如图所示，已知a二50mVl水流为缓流2.有一潜水完整井群由6个井组成，井的布置如图所示，已知a二50m，b=20m井群的总流量Q=3L/s，各井抽水流量相同，井的半径r=0.2m，蓄水层厚度H=12m，土00knk0.017[Q121— x( 50 1〔ACJ1.12〔10.08x59.95丿12二0.00611Rkk解：r=r=r=r=252+102=26.93m，r=r=10mACDF BEZ