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水力学计算题型
计算题类型
点压强计算
一封闭水箱自由液面上的绝对气体压强, ,求A、B 两点的相对压强?
涉及到的概念:等压面、等压面是水平面的条件、静压强基本方程。
(2) 解题思路:① 找等压面② 找已知点压强 ③利用静压强基本方程推求。
静水总压力计算
1. 如图示,一平板闸门,两侧有水,左侧水深为3 m ,右侧水深为2 m,求作用在单宽闸门上的静水总压力及作用点。
涉及到的概念:相对压强分布图、总压力:
压心:
解题思路:① 求出各分力 ② 合成求总压力作用点 ③ 注意,是力的平衡还是力矩平衡
4. 如图示,一弧形闸门,其宽度 b=6m ,圆心角,半径,闸门轴与水面齐平。求水对闸门的总压力及总压力对轴的力矩?
涉及到的概念:水平分力
垂直分力 ,压立体图。
解题思路:
画压力体图
② 画投影面压强分布图
求解水平分力、垂直分力、总压力 、
总压力作用线
三、运动学
1 . 已知平面流动,,为常数,试判断该液流是
(1)是恒定流还是非恒定流?
(2)是否满足不可压缩流体连续性微分方程,(流动是否存在)?
(3)是均匀流还是非均匀流?
(4)是有旋流还是无旋流?
(一)涉及到的概念:
质点加速度表达式:
恒定流()非恒定流 ()
恒定流 ,
不可压缩流体连续性微分方程:
有旋流、无旋流判别式:
管道水力计算
1. 水泵系统如图,管径,流量为,吸水管与压水管的总长为30m,沿程阻力系数;吸水管设有带阀门的莲蓬头,所有弯头,两水面高差,求水泵扬程。
短管水力计算:(1)涉及到的概念:长管、短管的定义;能量方程;
水泵扬程
(2)解题思路:选基准面、过流断面、计算点,列能量方程求解。
2. 有一虹吸管,作用水头,管长管径 ,沿程损失系数,进口设栏污栅,进口局部损失系数,弯管局部损失系数。求该虹吸管的过流量、管中最大真空值,并定性绘出其测压管水头线。
短管水力计算:
(1)涉及到的概念:长管、短管的定义;能量方程;管中最大真空值发生在何处。
(2)解题思路:选基准面、过流断面、计算点,列能量方程求解。
五、能量方程、动量方程
1.一矩形断面平坡棱柱形渠道,渠宽B=2.7m ,河床在某处抬高d=0.3m ,坎前水深 h1=1.8m,而后水面又降落0.12m(如图所示),若局部水头损失为尾渠流速水头的二分之一,求(1)通过流量 (2)
能量方程应用:
(1)涉及到的概念:能量方程应用注意事项(三选)选基准面、过流断面、计算点。
列能量方程求解。
列动量方程求解。
2. 如图所示,嵌入支座内的一输水管,管径 当支座前的压强 个大气压时(相对压强),流量为1.8,管轴线为水平,不计水头损失,求渐变段的支座所受的轴向力?
动量方程应用:
(1)涉及到的概念:动量方程应用注意事项,
① 选控制面(脱离体) ② 全面分析外力 ③ 动量方程为失量方程式
(2)列动量方程求解。
一般写为分量形式:
六、三大方程应用
1.一平板闸门,门宽b=2m,闸前水深4.0米,闸孔后收缩水深0.5米,局部损失为0.5,不计摩擦力,求作用在闸门上的动水总压力?
涉及到的概念:连续方程、能量方程、动量方程应用及注意事项,
解题思路:
① 分析:求力,要用动量方程,选取控制面,画出压强分布图,全面分析外力。
② 应用能量方程,水力要素有: 从已知条件中可知, 未知。
③ 用能量方程求出
④ 一个能量方程,有两个未知数,要用到连续方程。
七、明渠水流
1.矩形断面明渠,渠宽,水深,通过流量,判断该水流是急流还是缓流?
涉及到的概念:急流、缓流、临界流概念及其判别标准
用干扰波波速
临界流 , 缓流 , 急流
用弗劳德数
临界流 缓流 急流
③ 用临界水深 (矩形渠道)
临界流、缓流、急流
④ 用临界底坡
临界流、缓流、急流
七、定理
1.绕流阻力计算公式建立
已知条件:
2.沿程水头损失计算公式的建立
已知条件:
3.孔口出流(闸孔出流)计算公式的建立:
5
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