大学课件-水力学题库-第十章有压管道和明槽非恒定流

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)CLTa/(2)CLTa/(3)CLTa/2(4)CLTa/2式中Ta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/Ct2L/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=328m，直径D=800mm，管壁厚度δ=6mm。水轮机的静水头H0=100m。管道末端阀门全开时，通过钢管的流量qv=2m3/s。求阀门完全关闭时间Ts=0.6s时的水击压强。(钢管弹性系数E=19.6×1010N/m2，水的弹性系数E=19.6×108N/m2)(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mL800，管径cmD100，管壁厚度mme20，水头mH1000，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smv/2max。若假定阀门的启闭sTs1，试计算（1）初始开度10，终止开度5.0e；（2）初始开度10，终止开度0e，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mD5.2，管壁厚度mme25，若钢管从水库引水到水电站管道长度mL2000，管道末端阀门关闭时间sTs3，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mL5001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10m3/s，相应水头H0=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mL950，水头mH3000，阀门全开时管道流速smv/40，钢管直径mD3，厚度mme25，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1.25H0，则阀门关闭时间应为相长rT的多少倍？设阀门关闭为线性规律。(Ts至少应为相长的Tr的3.64倍)10-18一水平放置的电站引水管道，管径mD9.0，管长mL1296，上游端与水库相连接，其水头mH900，流量smQ/7.03，沿程损失系数02.0，波速smc1000，阀门关闭规律vsTT1，阀门关闭时间sTs6。要求计算在关闭指数2,1y种情况下，总时间sTe16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：tQgAtAgAQJiFJJprp1222式中，pJ为水面坡度；rF为佛汝德数。10-21证明BisAsAhz，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maxpJ，然后出现流速最大值maxv，再出现流量最大值maxQ，最后出现水位最大值maxz，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smQ315，渠中各断面相应水深h0=1.26m。末端断面的流量dQ按下式变化236056.10ddhQ式中dh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)060120180240300360420480540600660720780840900z(m)1.261.421.641.832.002.152.222.212.122.051.901.771.661.551.471.30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dh按下式变化dddQQh0008.0056.06.0式中dQ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)060120180240300360420480540600660720780840900Q(m3/s)15171921232525242322212019181716试用特征线法、差分法计算各时刻各断面的水深、流量。