第八章孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和闸孔出流.doc
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第八章 孔口(管嘴)出流、堰顶溢流和闸孔出流
1、当H=2m,δ=0.6m,如图所示的的建筑物为实用堰。
()
2、当水头及其它条件相同时,薄壁堰的流量大于实用堰的流量。
()
3、只要下游水位超过宽顶堰堰顶,一定是淹没出流。
()
4、两个WES型实用堰,堰高大于三倍水头,它们的设计水头不等,即,但泄水时,,则它们的流量系数m1=m2。
()
5、无侧收缩与收缩的实用堰,当水头、堰型及其它条件相同时,后者通过的流量比前者大。
()
6、锐缘平面闸门的垂向收综系数随相对开度的增大而()
(1)增大
(2)减小(3)不变(4)不定
7、当实用堰水头H大于设计水头Hd时,其流量系数m与设计流量系数md的关系是()
(1)m=md
(2)m>md(3)m 8、平底渠道中弧形闸门的闸孔出流,其闸下收缩断面水深hc0小于下游水跃的跃前水深h1,则下游水跃的型式为() (1)远离式水跃 (2)临界式水跃(3)淹没式水跃(4)无法判断 9、有两个WES型实用堰(高堰),它们的设计水头分别为H1=Hd1,H2=Hd2,则它们的流量系数m1与m2之间的关系为() (1)m1>m2 (2)m1 10、WES型实用堰(高堰),当水头等于设计水头Hd时,其流量系数m等于() (1)0.385 (2)0.49(3)0.502(4)0.65 11、闸孔自由出流的流量公式为() (1) (2) (3)(4) 12、宽顶堰的总水头H0=2m,下游水位超过堰高度ha=1.0m,此种堰流为_______________出流。 13、图示4种管嘴出流中,出口流速最大的是________,流量系数最大的是_______。 14、影响宽顶堰流量系数m值的主要因素为_________________________和________________________。 15、当堰的溢流宽度与上游渠道宽度相等时,称为_______________的堰流,当堰的溢流宽度小于上游渠道宽度时,称为________________的堰流。 16、对于宽顶堰式闸孔出流,当下游水深t ___________水跃;当t=hc02时,发生_________________水跃。 17、闸孔出流和堰流的水流特征的不同点是 ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 18、在下图中绘出宽顶堰淹没出流时的水面曲线示意图。 19、薄壁堰的水流阻力小于实用堰的水流阻力,为何其流量系数却小于后者? 20、某溢流坝,共4孔,每孔宽度b=8m,各部分高程如图所示。 上游设计水位为210.0m,下游水位为168.0m。 当闸门开启高度e=5m时,求通过溢流坝的流量。 (968.18m3/s) 21、某宽顶堰式水闸闸门全部开启时,上游水位为0.6m,闸底坂高程为0.4m,河底高程为0,下游水位为0.5m,流量系数m=0.35。 不计侧收缩影响。 求水闸的单宽流量q。 (0.141m3/sm) 22、某水库的溢洪道断面为WES实用剖面。 溢洪道共五孔,每孔净宽b=10m。 堰顶高程为343m。 上游水位 为358.7m,下游水位为303.1m。 流量系数m=0.45,侧收缩系数。 忽略行近流速v0。 求通过溢洪道 的流量qv。 (5886.9m3/s) 23、在宽度B=1m的矩形明渠中,前后各装设一矩形薄壁堰(堰高a1=1m)和三角形薄壁堰(堰高a2=0.5m),如图所示。 水流为恒定流时,测得矩形薄壁堰前水头H1=0.13m,下游水深t=0.4m。 试求: (1)通过明渠的流量qv; (2)三角堰前水头H2。 (0.0861m3/s;0.328m) 24、有一溢流堰,堰顶厚度δ=2m,堰上水头H=2m,下游水位在堰顶以下,如图所示。 如上、下游水位及堰高、堰宽均不变、堰宽均不变,当δ分别增大至4m及8m时,堰的过水能力有无变化? 为什么? 25、在堰上水头H相同的条件下,为何实用堰的流量系数大于宽顶堰的流量系数? 26、图示的三个溢流坝,作用水头不同,而其其它条件完全相同,试比较其流系数m的大小,并说明理由。 27、简述堰流淹没和水跃淹没的概念,并说明堰流淹没系数和水跃淹没系数的物理意义。 28、某矩形断面渠道中,设一弧形闸门,如图所示。 已知闸前水深H=14m,闸门开度e=1m,闸孔净宽与渠道宽度b相等,且b=3m,闸孔垂向收缩系数0.72。 流量系数0.732。 通过设计流量时,渠中正常水深h0=3m。 不计闸前行近流速。 要求: (1)计算闸孔的流量qv; (2)判别闸下游水流衔接形式;(3)定性绘出闸上、下的水面曲线,并标明曲线类型。 (36.38m3/s;) 29、某WES剖面溢流坝位于宽顶矩形渠道中,如图所示。 坝高a=15m,坝顶水头H=2.5m,流量系数m=0.502。 不计侧收缩影响。 坝下游收缩水深hc0=0.5m,下游渠道底坡i=0.02,糙率n=0.014,下游水深t为均匀流水深。 要求: (1)计算溢流坝的单宽流量q; (2)分析坝下游是否发生水跃,说明其水流是缓流还是急流;(3)定性绘出坝下游水面曲线,标明曲线类型。 (8.79m3/sm;) 30、图示为矩形断面棱柱体渠道中设一平面闸门,已知闸门开度e=0.3m,闸孔流量系数m=0.98,垂向收缩系数0.615,渠道宽度b=4m,糙率n=0.02,底坡i1=0,i2=0.02,i3=0.001。 长度l1很短,l2、l3充分长。 临界水深hc=0.6m。 不计闸前行近流速。 要求: (1)判别渠道底坡类型,定性绘出渠中的水面曲线,注明曲线类型; (2)计算闸前水深H。 () 31、图示为一无侧收缩的薄壁堰,其水头为H其水舌下缘曲线最高点高出薄壁堰顶0.112H。 若有一实用堰其堰顶曲线与薄壁堰水下缘完全吻合。 若不计行近流速的影响,试证明实用堰流量系数m1与薄壁堰流量系数m2之间的关系为m1=1.195m2。 32、如下图,在矩形明槽中安装一与槽宽相同的矩形薄壁堰,为防止水舌下面形成局部真空,你认为应采取怎样的措施。 33、有一薄壁圆形孔口,其直径,水头。 现测得射流收缩断面的直径,在32.8s时间内,经孔口流出的水量为0.01m3,试求该孔口的收缩系数、流量系数、流速系数及孔口局部阻力系数。 (ε=0.64,μ=0.62,φ=0.97,ζ=0.0655) 34、薄壁孔口出流如图所示,直径,水箱水位恒定。 试求: (1)孔口流量Q; (2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量;(3)管嘴收缩断面的真空度。 ( (1)Q=1.22l/s, (2)Q=1.61l/s,(3)hv=1.5m) 35、水箱用隔板分A、B两室如图所示,隔板上开一孔口,其直径;在B室底部装有圆柱形外管嘴,其直径,已知,水流恒定出流,试求: (1); (2)流出水箱的流量。 ( (1)h1=1.07m,h2=1.43m; (2)Q=4l/s) 36、如管路的锐缘进口也发生水流收缩现象。 如,水池至收缩断面的局部阻力系数,试证明锐缘进口的局部阻力系数约为0.5。 37、有一平底空船(见图示),其水平面积,船舷高,船自重。 现船底有一直径为10cm的破孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多少时间后船将沉没。 (T=393.6s=6.56min) 38、为了使水均匀地进入水平沉淀池,在沉淀池进口处设置穿孔墙如图所示,穿孔墙上开有边长为10cm的方形孔14个,所通过的总流量为122(l/s),试求穿孔墙前后的水位差(墙厚及孔间相互影响不计)。 (H=0.826m) 39、沉淀池长,宽,孔口形心处水深,孔口直径(见图示),试问放空(水面降至孔口顶)所需时间。 提示: 可按小孔口出流计算。 (T=8.83min=530.3s) 40、油槽车(见图示)的油槽长度为,直径为D。 油槽底部设有卸油孔,孔口面积为,流量系数为。 试求该车充满油后卸空所需的卸空时间。 () 41、如图左面为恒定水位的大水池,问右面水池水位上升2m需多长时间? 已知。 (T=213.35s=3.56min) 42、在混凝土坝中设置一泄水管如图所示,管长,管轴处的水头,现需通过流量,若流量系数,试确定所需管径,并求管中水流收缩断面处的真空度。 (d=1.2m,hv=4.5m) 43、试用孔口出流的基本公式,推导堰流的基本公式。 44、已知顶角为直角的三角形薄壁堰顶的水头为,试绘制水头流量关系曲线。 45、已知矩形薄壁堰的水头,堰高,使用雷伯克公式绘制水头流量关系曲线。 46、已知WES堰的流量系数,式中Q以计,B和H以计;试用量纲和谐原则,将换算为国际单位制时的数值,并求出流量系数的值。 47、已知矩形薄壁堰建在的矩形水槽中,堰高,堰宽,堰顶水头,下游水深,求过堰的流量。 (Q=0.76m3/s) 48、有一种建在岩石河床上的桩板坝,由埋入河床的钢筋混凝土桩柱和固定于两桩柱之间的松木面板构成,桩柱之间跨度不超过3m,每米坝宽通过流量不超过。 已知上下游坝区河段两岸是直立的块石浆砌挡土墙,河床上游宽,坝宽,通过流量,坝高, (1)当下游水深,试求坝上水头H; (2)若洪水期上下游水位差,下游水深,求通过流量为若干? ( (1)H=1.941m,m0=0.418; (2)m0=0.4256,Q=243.9m3/s) 49、WES堰型高坝,坝高,最大水头,设计水头取,下游坝面直线段坡度。 决定采用垂直的上游坝面。 试绘制堰顶曲线及坝的全部剖面,并求出曲线长度及直线段长度。 50、采用上题中的有关数据,若通过的最大流量,堰孔总净宽B为多少? 若每孔定为,应设多少孔? 已知闸门为弧形,闸墩和边墩头部都是圆形,墩厚,上游引渠宽。 (B=37.5m,5孔) 51、卧虎山水闸溢洪道,采用低WES堰。 上下游堰高相同,,堰顶高程21.0m,设计水头,在正常库水位时,采用宽的弧形闸门控制泄洪,墩厚,边墩和中墩的的头部都是圆形的,要求保坝洪水流量时,库内非常洪水位不超过37.5m。 设溢洪道上游引水渠与溢洪道同样宽。 溢洪道低WES堰下游接矩形陡槽。 问此闸应设几孔? (B=63m,5孔) 52、已知堰高,上游堰面垂直,设计水头,堰面下游直线段坡,若最大工作水头为10m,孔闸有12孔,每孔净宽,闸墩和边墩的头部为尖圆形,堰上游的引水渠总宽,闸墩厚,采用WES堰型,求通过流量应为多少? (Q=12606m3/s) 53、水库的正常高水位为72.0m,非常洪水位为75.6m,溢洪道为无闸控制的宽顶堰进口,下接陡槽和消能池。 宽顶堰宽60m,堰坎高,坎顶高程70.6m,坎顶进口修圆。 若堰与上游的引水渠同宽,问上述两种水位时,通过的流量为多少? (Q1=160.6m3/s,Q2=1110.7m3/s) 54、水库的平底闸溢洪道,底板高程为122.0m,要求在水库非常水位为130.4m时下泄洪峰流量。 设溢洪道总宽与上游引水渠一样,每孔净宽b不超过6.0m,墩厚不超过1.5m,边墩和闸墩头部为圆形,闸室后接一陡槽,问此闸应设几孔? (n=5) 55、有一水库的平底溢洪道,有四孔,每孔宽,墩厚,边墩头为半径的1/4圆弧,弧与下游引渠垂直挡土墙联接。 中墩头为尖圆形,通过最大流量时,闸门全开,已知溢洪道底坎高程为272.0m,溢洪道闸室末端接陡槽。 问通过特大洪水流量时,库内洪水位将为多少? (库内洪水位=287.8m) 56、矩形宽顶堰底坎进口边缘为直角,堰壁厚,堰高,堰宽,上下游渠道渠底同高,上游引渠宽,下游水深。 试求通过流量时堰顶水头H。 (H=0.956m) 57、平底闸闸底高程为8.5m,闸前水位为32.5m,闸门开度时,闸下游渠水位为30.0m,下游渠底与闸上游渠底同高。 闸宽,流速系数。 求通过平板闸门的流量。 (Q=24.6m3/s) 58、同上题,如闸门开度,下游水位为31.5m,其它条件不变,过闸流量应为多少? (Q=29.9m3/s) 59、弧形闸门四孔,每孔宽,弧半径,闸门转动轴高。 闸前水头,闸门开度,弧形闸门的底坎为平底,底坎末端紧接跌坎,求通过的流量。 (Q=2925m3/s) 60、弧形闸门位于有坎宽顶堰上,闸前水头,闸门开度时,为自由出流,闸门净宽,闸门弧面半径,闸门转动轴位于堰顶以上,,求通过的流量。 (Q=137.2m3/s) 61、岳庄坝泄洪闸,共9孔,孔宽,闸墩厚,墩头圆形,上游引水渠宽约,与边墩以的圆弧相接,闸底板与上游渠底同高,高程为45.50m,通过最大洪水流量时,闸前水位为50.59m,闸下游水位为48.79m,下游渠底高程为44.40m。 试求最大洪水流量为多少? (Q=1016.5m3/s) 62、梯形渠道流量,边坡,正常水深,底宽,因要穿过公路底下,拟建一矩形涵洞,洞底宽,洞长,洞高为1.40m,涵洞进口平顺,采用八字翼墙,求涵洞进口前渠道水深H为多少? (H=1.39m) 63、泄洪闸采用低WES堰,堰前河床高程26.5m,堰顶高程29.0m,堰下游河床高程27.0m,宣泄最大洪水流量时,上游水位33.59m,下游水位32.55m,设计水头,堰顶装有弧形闸门,每孔宽,闸墩头为圆形,墩厚,闸前行进流速,边墩。 试确定闸孔总宽及孔数。 (B=202.5m,取18孔) 64、有一双孔平底闸,孔宽,闸前水深,下游水深,,求闸前开启时的流量。 (Q=7.41m3/s) 65、有一3孔节制闸,闸前水深,使用3孔一起开启。 闸墩厚,孔宽,上游渠宽和闸室同宽,上下游渠底高程和闸底同样,当通过流量时,闸下游水深,流速系数,求闸门开启高度e。 (e=0.6m) 66、矩形平底渠道中有一闸门,闸前水头,闸门开启高度,假定,问闸下游水深,及1.98m时,过闸单宽流量为若干? ( (1)Q=3.98m3/s, (2)Q=4.98m3/s)
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