1.若输水管径为20cm,流量为8.0m3/s,试确定管中水流的流态（提示：水温自定）；2.当水库水位为230.0m时,引水渠道溢_物理解答

1.若输水管径为20cm,流量为8.0m3/s,试确定管中水流的流态（提示：水温自定）；
2.当水库水位为230.0m时,引水渠道溢流坝坝址处过水断面的平均流速为1.5m/s.设溢流坝的水头损失系数为0.2,试求过水断面的水深（坝址处高程为220.0m）；
3.引水渠道为土质的矩形断面,土质为沙壤土,底坡为0.06,当流量为5.2m3/s时,试分析水流的流态,并校核是否满足不冲刷条件；（提示：粗糙系数自定一个合理值）
4.灌水管道拟采用有一个弯头的铸铁（n=0.011）虹吸管,若上下游水位差为15.0m,弯头两边的管长均为8.0m,管径为20cm,虹吸管顶部中心线与上游水面高差为6.0m,局部水头损失系数为：弯头为0.25,进口为3.0,出口为1.5,试判断安装高度是否合理（允许真空压强为7.5m水柱）；
5.若溢流坝上建有一高为2.0m（等腰梯）形闸门铅直放置,底宽为2.0m,边坡系数为1.8,试求闸门顶水深为0.5m时,作用在闸门上静水总压力大小、作用点位置.

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解答

流速 V=4Q/（3.14*D^2)=4*8/（3.14*0.20^2)=254.78 m/s,(实用上不能用这么大流速,不然水头损失太大!恐题有误.）
雷诺数 Re=VD/v=254.78*0.20/[1.011*10^(-6)]=50401582.59 紊流
流量为改为 Q=0.08m3/s V=4Q/（3.14*D^2)=2.55 m/s
雷诺数 Re=VD/v=2.55*0.20/[1.011*10^(-6)]=504451>2300,仍为紊流
230 = 220 + h + V^2/2/9.8 + 0.2*V^2/2/9.8
h =10-1.2*V^2/2/9.8=10-1.2*1.5^2/2/9.8=9.86 m
坝址处过水断面的水深为9.86 m .本题目数据也存在不合理之处.
3、矩形断面宽多少?不能计算.
虹吸管安装高度是有限制的,题目数据不合理!安装高度不合适.
5、解题要点：受压面形心处的压强乘以受压面积就是作用在闸门上的总压力,作用点的位置可以分为两个直角三角形和一个矩形受水压力,先求分块水压力和作用点,再用合力矩定理求合压力作用点.