水力学课程设计
《水泵与水泵站》
课程设计任务书与指导书
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2013年 1 月 10 日
水泵与水泵站课程设计任务书
20 —20 学年第学期
1 设计题目
某市第二水厂取水泵房设计
2 设计时间
自 2013年1月4日至 2013年1月11日，共 1 周
3 设计任务
根据提供资料在指定时间内完成取水泵站或给水泵站的初步设计工作。设计资料附后。
4 工程概况
某市因发展需要，原有的第一水厂已不能满足居民的用水要求，因此，规划设计日产水能力为15万ｍ３的第二水厂，给水管线设计已经完成，现需设计该水厂取水泵房。
5 已知数据
设计水量为100000m3/d，要求远期发展到150000m3/d，采用固定取水泵房用两条直径为800mm的自流管从江中取水。水源洪水位标高为39.65m，枯水位标高为35.80m。净水构筑物前配水井的水面标高为46.80m，自流取水管全长100m，泵站到净化场的输水干管全长1900m。自用水系数α=1.05~1.1，取水头部到泵房吸水间的全部水头损失为10kPa，泵房底板高度取1~1.5m。
6 课程设计内容
1.泵站方案确定
⑴确定设计流量和估算设计扬程
⑵初选水泵和电机
⑶查阅水泵和电机样本
2.工艺和选型计算
⑴计算吸水管路和压水管路直径
⑵布置机组和管道
⑶管道附件及附属设备选型计算
⑷确定泵房的建筑高度
⑸确定泵房的平面尺寸
3.计算吸水管路和压水管路的水头损失
4.绘图(略)
（1）泵房的平面布置图
（2）泵房的剖面布置图
设计
<一>、泵站方案的确定
（1）确定设计流量和估算设计扬程
为了减小取水构筑物、输水管道各净水构筑物的尺寸，节约基建投资，在这种情况下，我们要求一级泵站中的泵昼夜不均匀工作。因此，泵站的设计流量应为：
式中 Qr ——一级泵站中水泵所供给的流量(m 3／h)；
Qd ——供水对象最高日用水量(m 3／d)；
α——为计及输水管漏损和净水构筑物自身用水而加的系数，一般取
α=1.05 - 1.1
T ——为一级泵站在一昼夜内工作小时数。
考虑到输水干管漏损和净化厂本身用水，取水自用系数α=1.05 所以
近期设计流量为 Q=1.05×100000/24=1.215m 3/s 远期设计流量为 Q=1.05×150000/24=1.823m 3/s (2)设计扬程H ST ①静扬程H ST 的计算
洪水位时，H ST =46.8-39.65=7.15m 枯水位时，H ST =46.8-35.8=11.0m ②输水干管中的水头损失∑h 假设通过75%的设计流量
设采用两条DN900的铸铁管并联作为原水输水干管
Q=0.75×5250m 3/h=1.0935m 3/s
查水力计算表得管内流速 v=1.73m/s,i=3.67‰所以
输水管路水头损失：∑h =1.1×0.00363×1900=7.6703m (式中1.1包括局部损失而加大的系数)
③泵站内管路中的水头损失∑h
粗估2m ，安全水头2m ， 则泵设计扬程为：
枯水位时：H max =35.8+2.0+2+2=41.8m 洪水位时：H min =39.65+2.0+2+2=45.65m
T
Q Q d r α
=
<二>、初选泵和电机
(1)水泵选择
选泵的主要依据：流量、扬程以及其变化规律
①大小兼顾，调配灵活
②型号整齐，互为备用
③合理地用尽各水泵的高效段
④要近远期相结合。―小泵大基础‖
⑤大中型泵站需作选泵方案比较。
根据上述选泵要点以及离心泵性能曲线型谱图和选泵参考书综合考虑初步拟定以下：
近期选择4台350S44型单级双吸离心泵（Q=270m3/h,H=50m，N=164kW，Hs=6.3m）。远期增加2台350S44型泵，三台工作两台备用。
根据500S35A型泵的要求选用Y355M-4型异步电动机（220kW，2450Kg）。
(2)机组基础尺寸的确定
查泵与电机样本，计算出350S44型泵机组基础平面尺寸为(1570+2807.5)mm ×(845+630)mm,即4377.5mm×1475mm机组总重量W = 1910+2450kg=4360kg 基础深度H可按下使计算
H=3.0W/L×B×γ
式中 L ——基础长度， L=4.3775m
B ——基础宽度， B=1.475m
γ——基础所用材料的容重，对于混泥土基础，γ=23520N/m3 故
H=3.0×4360/4.3775×1.475×23520=1.26m
基础实际深度连同泵房底板在内，泵房底板高度取1.24（便于计算），应为2.5m。
<三>、吸水管路与压水管路计算
流量Q
Q1=4167/3= 1389m3/h = 0.386m3/s
(1) 吸水管路的要求
①管材及接逢不漏气
②管路安装不积气
③吸水管进口位置不吸气
④设计流速：管径小于250㎜时，V取1.0～1.2 m/s
管径等于或大于250㎜时，V取1.2～1.6 m/s
（2）压水管路要求
①要求坚固而不漏水,通常采用钢管,并尽量焊接口,为便于拆装与检修,在适当
地点可为法兰接口。为了防止不倒流，应在泵压水管路上设置止回阀。 ②压水管的设计流速：管径小于250㎜时，为1.5～2.0 m/s 管径等于或大于250㎜时，为2.0～2.5 m/s (2) 吸水管路直径
采用DN700钢管，则v=1.26/s ，1000i=2.76 压水管的选取
采用DN600钢管，则V=1.66m/s ，1000i=5.41
<四>、机组与管道布置
<1> 基础布置
基础布置情况见取水泵站祥图。
泵机组布置原则：在不妨碍操作和维修的需要下，尽量减少泵房建筑面积的
大小，以节约成本。 <2>机组的排列方式
采用机组横向排列方式，这种布置的优点是：布置紧凑，泵房跨度小，适用于双吸式泵，不仅管路布置简单，且水力条件好。同时因各机组轴线在同一直线上，便于选择起重设备。
本取水泵房采用圆形钢筋混凝土结构，此类泵房平面面积相对较小，可以减少工程造价。每台泵有单独的吸水管、压水管引出泵房后连接起来。泵出水管上设有液压蝶阀（（c ）HDZs41X-10）和手动蝶阀（D 2241X-10），吸水管上设手动闸板闸阀（Z545T-6）。为了减少泵房建设面积，闸阀切换井设在泵房外面，两条DN900的输水干管用每条输水管上各设有切换用的蝶阀（GD371 Xp-1）一个。
<五>、吸水管路与压水管路的水头损失的计算
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图 （1）吸水管路中水头损失∑h s :
s h ∑ =fs h ∑ +1s h ∑ 1、吸水管路沿程水头损失:
31 2.76
38.25101000
fs s h l i m -=?=
?=?∑ 2、局部水头损失:
22
211123()22s v v h g g ζζζ=++∑
式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75
ζ2 ———DN700钢管闸阀局部阻力系数，按开启度
d
a
=0.125考虑，ζ2=0.12
ζ3 ———偏心渐缩管DN800×670 ,ζ3=0.18
则 1s h ∑ =（0.75+0.12）×1.262/2g 错误！未指定书签。+0.18×
1.372/2g=0.088m
所以吸水管路总水头损失为:
s
h
∑ =fs h ∑ +1s h ∑ =0.00825+0.088=0.1m
（2）压水管路水头损失∑h d :
d
h
∑ =df h ∑ +ld h ∑
1、压水管路沿程水头损失:
23456172()ld
d d h
l l l l l i l i =++++?+?∑
则：
df
h
∑ =(0.5+4.0+0.6+0.5+4.1)×14.6‰+2×2.2‰=0.14m
2、局部水头损失:
∑h ld =ζ4V 32/2g+(ζ5+ζ6+ζ7+ζ8+2ζ9+ζ10）V 42/2g+(ζ11+ζ12+ζ13) V 52/2g
式中：ζ4——DN500×600渐放管，ζ4=0.18
ζ5——DN600钢制900
弯头, ζ5=0.67 ζ6——DN600液控蝶阀, ζ6=0.3 ζ7——DN600伸缩接头, ζ7=0.21 ζ8——DN600手动蝶阀, ζ8=0.15 ζ10——DN600×900渐放管, ζ
10=0.21 ζ
12——DN900
钢制正四通, ζ
12=1.5
则
∑h
ld
=0.33×5.242/2g+(0.54+0.15+0.21+0.15+2×1.08+0.41)×2.062/2g
+(1.10+1.5+0.15)×1.83/2g=0.496+0.405+0.660=2.26m
所以压水管路总水头损失为∑h
d =∑h
fd
+∑h
ld
=0.18+2.26=2.44m
则泵站内水头损失:∑h=∑
s +∑
d
=0.14+2.44=2.58m，符合假设的实际水头损失。
<六>泵安装高度和泵房筒体高度确定
为了便于用沉井法施工，将泵房机器间底板放在与吸水间底板同一标高，因而泵为自灌式工作，所以泵的安装高度小于其允许吸上真空高度，无需计算。
已知吸水间最低动水位标高为46.80m，为保证吸水管的正常吸水，取吸水管的中心标高为46.80 m。取吸水管下缘距吸水间底板0.7m，则吸水间底板标高为46.8-（D/2+0.7）=45.7m。洪水位标高为39.65m，考虑1.0m的浪高，则操作平台标高为
39.65+1.0=40.65m。故泵房筒体高度为：
H=45.7-40.65=5.05m
<七>辅助设备设计
(1)引水设备
泵系自灌式工作，不需要引水设备。
(2)起重设备的选择
①选型由前面设计可知，选用Y355M-4型电动机。
(3)排水设备
由于泵房较深，故采用电动泵排水。沿泵房内壁设排水沟，将水汇集到集水坑内，然后用泵抽回到吸水间去。
取水泵房的排水量一般按20～40 m3/h考虑，排水泵的静扬程按10m计，水头损失大约5m，故总扬程在10.0+5=15.0m左右，可选用IS65–50–125型离心泵（Q=15～30m3/h, H=21.8～18.5m, N=3kW, n=2900 r/min）两台，一台工作一台备用，配套电机为802–2。
(4)通风设备
由于与泵配套的电机为水冷式，无需专用通风设备进行空气冷却，但由于泵房筒体较深，仍选用风机进行换气通风。选用两台T35–11型轴流风机（叶轮直径700㎜，转速960 r/min，叶片角度15°，风量10127m3/h，风压90Pa，配套电机YSF–8026,
N=0.37 kW）。
(5)计量设备
由于在净化场的送水泵站内安装电磁流量计统一计量，故本泵站内不再设计量设备。
<八>泵房建筑高度的确定
假设泵房筒体高度已知为11.39m，操作平台以上的建筑高度，根据起重设备及起吊高度、电梯机房的高度、采光及通风的要求，吊车梁底板到操作平台楼板的距离为6. 0m，从平台楼板到房顶底板净高为8.5m。
泵房平面尺寸的确定
根据泵机组、吸水与压水管道的布置条件以及排水泵机组和通风机等附属设备的
情况，从给水排水设计手册中查出有关设备和管道配件尺寸，通过计算，求得泵
房内径为18m。
送水泵站初步设计
一、设计说明书
1.设计任务及基本设计资料
某一新建水厂，原水经水厂处理后，由二级泵站送入市政给水管网。水泵从
吸水井取水，清水池最高水位64米，最低水位60米，吸水井距清水池22.6米，
水厂地面标高64米，输配水管网最大用水时水头损失为3.86米，用水最不利点
地面标高67.00米，服务水头按28米考虑，城市最高日最高时用水量为2083.34L/s，消防水量按两个消防节点、每个消防节点45L/s考虑。试进行该二
级泵站的工艺设计。
2.设计技术要求
设计要求达到扩初设计程度，设计成果包括:
（1）泵站平面布置图.（1～2张）
（2）泵站剖面图. （1张）
（3）主要设备及材料表.
（4）设计计算及说明书.
二．设计基本资料
泵站的设计流量Q ：2083.34×1.1=2291.67L/s
吸水井到清水池的水头损失为0.18m，吸水井最高水位63.82m，最低水位59.82m
水泵的扬程：H= H1+ H2+ + ∑h 1 +∑h2 +h1 ；
式中：
H----水泵扬程（m）
H1--管网控制点的地面标高与吸水井的最低水位的高程差，为67-59.82=7.18m；
H2---- 管网控制点要求的自由水头（m），取28m；
∑h1---- 管网中最高用水时的水头损失（m），取3m；
∑h2 ----初步假定用水量最大时泵站内管路水头损失（m），取2m；
h1----安全供水水头（m），取2m
则二级泵站的设计扬程：
H= H1+ H2+ ∑h1+ ∑h2+h1 = 7.18+28+3.86+2+2= 43.04m
三、水泵选型选泵时应遵循以下原则
1、先要满足最高供水工况的流量和扬程要求，并使所选水泵特性曲线的高效率范围尽量平缓，对特殊工况，必要时另设专用水泵来满足其要求；
2、尽可能选用同型号水泵；或扬程相近、流量大小搭配的泵；
3、应考虑近远期结合，一般考虑远期增加水泵台数或换装大泵；根据本设计，近期选择12SH-9B(Q=190L/s，H=43m，H S=4.5)型离心泵四台，两用两备，20SH-00-54-6 型电动机(400KW,10KV)。
四、水泵机主基础设计
基础计算：
1、L=1637.5mm
2、B=1640mm
3、H=3×（W泵+ W电机）/B·L·ρ=3×(3670+4100)/1.64×1.64×2400=1.20m
所以500S59A型水泵混凝土块式基础尺寸为L×B×H=1.64×1.64×1.2m。
五、泵轴安装高度确定及水泵吸水管和压水管的计算
500S59A型水泵最大工作流量为603L/S为水泵吸水管路和压水管路所通过的最大流量，初步选定吸水管管径DN=800mm，压水管管径DN=600mm。当吸水管DN=800mm 时，L=流速v=1.21m/s，1000i=2.11 。当压水管DN=600mm
时，流速 v=2.09m/s,1000i=8.87 。
吸水管路与压水管路的水头损失的计算
取一条最不利线路，从吸水口到输水干管上切换闸阀止为计算线路图
①吸水管路中水头损失∑h s : ∑h s =∑h fs +∑h ls 1、吸水管路沿程水头损失:
∑h fs =l 1×i s =2.11‰×2.4=0.0051m
2、局部水头损失:
∑h ls =(ζ1+ζ2)g
v 22
2
+ ζ3g v 21
1
式中 ζ1———吸水管进口局部阻力系数，ζ1=0.75
ζ2 ———DN500钢管闸阀局部阻力系数，按开启度
d
a
=0.125考虑，ζ2=0.15
ζ3 ———偏心渐缩管DN800×600 ,ζ3=0.22
则 ∑h ls =（0.75+0.15）×1.212/2g 错误！未指定书签。+0.22×2.152/2g=0.12m
500S59A 型水泵的汽蚀余量Hsv=6m ，泵站海拔 50m 左右，水温 20℃，修正汽蚀余量H?s = Hs-( 10.33 -10.27)= 6-0.06=5.94m ，
经计算并考虑长期运行后泵性能下降和管路阻力增加等，水泵允许的最大安装高度：Hss=H 's- v 2/2g - ∑hs =5.94-0.08-0.12=5.74m 。 泵轴安装高度=17.20+Hss=22.94m.
基础顶面标高 =泵轴标高-泵轴到基础顶面高度H=22.94-0.63=22.31 泵房地面标高 =22.31-0.2=22.11
②压水管路水头损失∑h d :
∑h d =∑h fd +∑h ld
1、压水管路沿程水头损失: ∑h fd =(l 2+l 3+l 4+l 5+ l 6+l 7)i d1
∑h fd =(7.19+1.5+6.4+7.05+6.51+4.32)×8.87‰=0.287m 2、局部水头损失:
∑h
ld =ζ
4
V32/2g+(ζ
5
+ζ
6
+ζ
7
+ζ
8
+2ζ
9
+ζ
10
）V42/2g+(ζ
11
+ζ
12
+ζ
13
) V52/2g
式中ζ
4——— DN400×600渐放管，ζ
1
=0.33；
ζ5——— DN600钢制45o弯头，ζ1=0.51；
ζ6——— DN600液控蝶阀，ζ1=0.1；
ζ7——— DN600伸缩接头，ζ1=0.21；
ζ8——— DN600手动蝶阀，ζ1=0.15；
ζ9——— DN600钢制90o弯头，ζ1=1.02；
ζ10——— DN600×700渐放管，ζ1=0.41；
ζ11———DN700钢制90o弯头，ζ1=1.02；
ζ12———DN700钢制正三通，ζ1=1.3；
ζ13———DN700蝶阀，ζ1=0.13；
则
∑h
ld
=（0.33×4.72/2g+(2×0.51+0.1+0.21+0.15+2×1.02+0.41)×2.092/2g+(1.02+2×1.3+2×0.13)×1.592/2g=0.37+0.876+0.5=1.746m
所以压水管路总水头损失为∑h
d =∑h
fd
+∑h
ld
=0.287+1.746=2.033m
则泵站内水头损失:∑h=∑
s +∑
d
=0.12+2.033=2.153m，因此，泵的实际扬程为：
最低水位时：H max=4.2+18+10+2.153+1.5=35. 853m
最高水位时：H min=(21.4-21)+18+10+2.153+1.5=32.053m
可见初选水泵机组符合要求。
六、吸水井的设计计算
吸水井尺寸应满足安装水泵吸水管进水喇叭口的要求。
吸水井最低水位=17.20m
吸水井最高水位=21.00m。
水泵吸水管进水喇叭口大头直径>=（1.3--1.5）d=1.4×800=1120mm 吸水管喇叭口边缘距离井壁距离>=（0.75--1）D =1000mm
吸水管喇叭口之间的距离>=（1.5--2.0）D=2000mm
喇叭口距离吸水井底距离>=0.8D=1000mm
喇叭口淹没水深>=0.5--1.5m=1.2m
吸水井井底标高：17.2-1.2-1.0=15.00m
吸水井长度:2000×2+1120×2+1000×3=9240mm
吸水井宽度：1120×2+1000=3420mm
吸水井高度：21+0.5-15.00=6.05m
所以，初定吸水井长度为9240mm，宽度为3420mm，高度为6.05m.
因为吸水井中蓄水量要满足最大泵3min抽水量，550×3×60=99000L,而初定吸水井枯水期蓄水量为(17.2-15.00)×9.24×3.42=70.95m3,故初定吸水井面积不满足用水需要，调整为长10000mm，宽4500mm。
七、泵房形式的选择
根据本设计情况，选择地面式泵房，水泵机组采用单排顺序式布置。每台水泵都单独设置吸水管，并设置Z941T-10 型电动明杆楔形闸阀（DN=800mm，L=720mm，W=2613kg）。压水管设为HBH41H-10 型液压缓闭式止回阀（DN=700mm，L=292mm，W=956kg）；设置D341 型蜗轮传动法兰式蝶阀（DN=700mm；L=318mm；W=779kg）。泵房内管路采用直进直出布置，直接敷设在室内地板上。
八、起重机的选择
起吊设备形式的选择，主要依据为其中重量、起重高度和吊车跨度来确定。泵站内的起重设备应根据最大一台水泵或电动机的重量设计。依据本设计，选择LDA 电动单梁起重机，泵房高度H 为：H= n +a+ c+d+ e+ f+g= 500+560+ 1130+ 3480+ 1580+ 1000+ 1780= 10030mm
九、消防校核
按最不利情况考虑，消防时，二级泵站的供水量为消防水量与最高时用水量之和为580L/s，需要最高扬程为38.7m。当备用泵与最高时运行水泵同时启动时，为三台500S59A并联工作，在水泵综合性能图上绘出三泵并联综和Q-H曲线，与参考管道特性曲线的交点为Q=620L/s,H=38.7，说明所选水泵机组能够适应设计地区的消防灭火的要求。
农田水利学课程设计
课程名：农田水利学课程设计姓名：杨建东 年级：2008级 学院：水利水电与建筑学院专业：水利水电工程 学号：20081447
农田水利学课程设计 课程设计目的 通过对管道灌溉系统（包括喷灌，微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统设计过程及设计方法，巩固农田水利学的所学内容，提高综合应用能力和创造能力。 具体要求 1管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求与设计方法； 2掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范； 3学会收集，分析，运用有关资料和数据； 4提高独立工作能力，创造能力及综合运用专业知识解决实际问题的能力。 1.喷灌选型与总体规划 1.1喷灌工程应根据因地制宜的原则 资料收集: 1地形：地面平坦7 2土壤：沙壤土 3作物：苹果树园林,正值盛果期 4水源：果园南部井水 5气象：灌溉季节多风，平均风速2.5m/s 社会经济条件：果园为实验果园，面积95亩，交通方便，电力供应不足; 规划设计目的：该果园为实验果园，为发展节水农业起着非常重要的示范作用，同时综合考虑该区域的地形，土壤气象水文与地质，灌溉对象及社会经济条件，故进行规划设计。 系统选型：工程应根据因地制宜原则，综合考虑以下因素选择系统类型水源类型位置地形地貌地块形状土壤地质降水量灌溉区风速风向对象社会经济条件生产管理体制劳动力状况及使用者素质动力条件由于该果园为盛果期的苹果树，经济价值就目前情况较高，并且为实验果园，可申请政府项目资金为保障。灌水频繁，作物耗水量大，劳动力缺乏，但作为实验果园，管理者素质高有利于喷灌系统的实施，综合考虑后，拟定采用固定使得喷灌系统。 总体规划 1吸收科学技术发展的成果与经验，制定合理的灌溉制度； 2根据给地形地质水文条件经济基础选用合理的灌溉系统 1.2喷灌系统的规划设计 基本资料 某实验果园，园内有一眼机井，动水位距地20m。该地电力供应不足，为节约用水，拟采用固定式喷灌系统。 地形：面平坦，最大供水量为60m/h,面积95亩，果树2544株，株距4m，行距6m，园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3。 气象：干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m/s,风向多变。 土壤：壤土,冻土层深0.6m
水力学学习方法指导
桥梁工程网上辅导材料3 第3章第1节 行车道板的计算 【教学基本要求】 1．理解车轮荷载在行车道板上的分布规律； 2．掌握板的有效工作宽度概念及计算方法； 3．掌握行车道板的内力计算方法。 【学 习 重 点】 1．单向板、相邻翼缘板沿板边互相作成铰接的桥面板、沿板边纵缝不相连的自由悬臂板的力学模型。 2．《桥规》关于单向板、悬臂板的车轮有效分布宽度的计算规定。 3．多跨连续单向板、悬臂板的内力计算方法。 【内容提要和学习指导】 一、 车轮荷载在板上的分布 作用在桥面上的车轮荷载，与桥面的接触面近似于椭圆，为便于计算，把此接触面看作的矩形。车轮荷载在桥面铺装层中呈450角扩散到行车道板上。 在所有的公式推导中，P 表示单列车辆荷载的轴重（考虑多轴共同作用时，P 表示单列车辆荷载的多轴轴重之和）， 2 P 为相应的车轮重量。 二、板的有效工作宽度 桥面板在局部分布荷载的作用下，不仅直接承压部分参与工作，而且与其相邻的部分板带也分担一部分荷载。 （一） 单向板 在图3—1—3中，注意板的计算跨径方向为x 方向，垂直于计算跨径方向为y 方向，板条沿y 方向单位宽度所分担弯矩m x （KN.m/m ）呈铃形分布，在荷载中心处，板条负担的弯矩最大（其值为m ax x m ） 。M —车轮荷载产生的跨中总弯矩，a —板的有效分布宽度。 以a ×m x max 的矩形面积等代曲线图形面积 ?==?M dy m m a x x max 则得弯矩图的换算宽度（荷载的有效工作宽度）max x m M a = 理解《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023—85）（以下简称《桥规》）中对
水力学作业
1、如图4-5所示，设某虹吸管a=2m, h=6m, d=15cm 。试求： （1） 管内的流量。 （2） 管内最高点S 的压强。 （3） 若h 不变，点S 继续升高（即a 增大，而上端管口始终侵入水内），问使 虹吸管内的水不能连续流动的a 值为多大？ 2、有一倾斜放置的渐粗管如图4-6所示，A-A 与B-B 两过水断面形心点 的高差为1.0m 。断面A-A 管径a d =200mm,形心点压强Pa=68.5kpa 。断面B-B 管径B d =300mm ，形心点压强B p =58kpa ，断面平均流速B V =1.5m/s ，试求 （1）管中水流的方向。 （2）两端面之间的能量损失。 （3）通过管道的流量。 3、图4-7所示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知1d =0.3m ，2d =0.15m ，水银压差计中左右水银面的高差为h Δ=0.02m ，试求流量Q
4、矩形断面的平底渠道，宽度B=2.7m，渠底在某段面出抬高0.5m，已知该断面上游水深为2m，下游水面降低0.15m（见图4-8），忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求： （1）渠底的流量。 （2）水流对底坎的冲击力。 5、利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d=200mm，测得水银差压计读书h p=60mm，若此时断面平均流速v=0.84u max，这里u max为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速，问输水管中的流量Q为多大？
6、有一渐变输水管段，与水平面的倾角为45o，如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm，两断面的间距l=2m。若1-1断面处的流速v1=2m/s，水银差压计读数h p=20cm，试判别流动方向，并计算两断面间的水头损失h w和压强差p1-p2。 7、图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知d A=200mm， d B=400mm，A点相对压强p A=68.6kPa，B点相对压强p B=39.2kPa，B点的断面平均流速v B=1m/s，A、B两点高差△z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失h w。 8、已知图示水平管路中的流量q V=2.5L/s，直径d1=50mm，d2=25mm，，压力表读数为9807Pa，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。
农田水利学课程设计指导书(07.11.22)
农田水利学课程设计 指导书 编写：邱苑梅 云南农业大学水利水电与建筑学院 2007年11月
农田水利学课程设计大纲（管道灌溉系统） 适用专业：水利水电工程、农业水利工程 时间：1周 一、课程设计的目的与要求 1、课程设计的目的 通过对管道灌溉系统（包括喷灌、微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统的设计过程及设计方法，巩固农田水利学的所学内容，提高综合应用能力和创造能力。 2、具体要求 （1）管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求和设计方法。（2）掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范。 （3）学会收集、分析、运用有关资料和数据。 （4）提高独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际问题的能力。 二、课程设计的选题原则 1、课题能反映农田水利学的教学重点，一般围绕渠道灌溉系统或管道灌溉系统规划设计进行选题。 2、课程设计内容应具有一定的综合性，尽可能覆盖本课程较多的内容。 三、主要内容与进度安排 以管道灌溉工程规划设计为选题时，进度安排如下：
喷灌系统规划设计 基本资料 某实验果园，面积95亩，种植苹果树共2544株，果树株距4m，行距6m，正值盛果期。园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3m。果园由道路分割成为4小区。详见1：2000果园规划图。 该园地面平坦，土壤为砂壤土，果园南部有一眼机井，最大供水量60m3/h，动水位距地面20m。该地电力供应不足，每日开机时间不宜超过14h。为了节约用水，并保证适时适量向果树供水，拟采用固定式喷灌系统。 据测定，该地苹果树耗水高峰期平均日耗水强度为6mm／d，灌水周期可取5～7天。该地属半干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m／s，且风向多变。该地冻土层深度0.6m。 要求: （1）选择喷头型号和确定喷头组合形式(包括验核组合平均喷灌强度（ρ）是否小于土ρ）； 壤允许喷灌强度（ 允 （2）布置干、支管道系统(包括验核支管首、尾上的喷头工作压力差是否满足《喷灌技术规范》的要求，下称《规范》)； （3）拟定喷灌灌溉制度，计算喷头工作时间及确定系统轮灌工作制度； （4）确定干、支管管道直径，计算系统设计流量和总扬程。 (5)水泵和动力选型
农田水利学习题(一)
农田水利学习题（一） 【习题一】农田土壤有效含水量的计算 基本资料 某冲积平原上的农田，1m深以内土壤质地为壤土，其空隙率为47%，悬着毛管水的最大含水率为30%，凋萎系数为9.5%（以上各值皆按占整个土壤体积的百分数计），土壤容重为1.40t/m3，地下水面在地面以下7m处，土壤计划湿润层厚度定为0.8m。 要求： 计算土壤计划湿润层中有效含水量的上、下限，具体要求有： （1）分别用m3/亩，m3/ha和mm水深三种单位表示有效含水量的计算结果； （2）根据所给资料，将悬着毛管水的最大含水率转换为以干土重的百分比及用空隙体积的百分比表示。 【习题二】用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻耗水量 基本资料 （1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的蒸发量（E0）的观测资料见表1 表1某地蒸发量（E0）的观测资料 （2）水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量，见表2 表2水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 要求：
根据上述资料，推求该地水稻各生育阶段及全生育期的耗水量。 【习题三】用“以产量为参数的需水系数法”求棉花需水量 基本资料 （1）棉花计划产量，籽棉300kg/亩 （2）由相似地区试验资料得，当产量为籽棉300kg/亩时，棉花需水系数K＝1.37m3/kg。（3）棉花各生育阶段的需水量模比系数，见表3 表3棉花各生育阶段的模比系数 要求： 计算棉花各生育阶段需水量累积值，以备在用图解法制定灌溉制度时绘制需水量累积曲线之用。 【习题四】冬小麦播前灌水定额计算 播前灌水的目的是使土壤在播种时的含水率适于发芽需要，并供给苗期蒸发蒸腾的需水；同时使最大计划湿润层储存足够的水分，以便在作物根系深扎后使用。 基本资料 （1）土壤最大计划湿润层H＝0.8m （2）土壤平均孔隙率n＝41.3%（占土体） （3）土壤田间持水率θmax＝75.0%(占孔隙体积的百分比) （4）播前土壤天然含水率θ0＝48.0% (占孔隙体积的百分比) 要求： 计算播前灌水定额。 【习题五】北方半干旱、半湿润地区棉花灌溉制度设计――图解法 基本资料
水力学辅导材料6
水力学辅导材料6： 一、第6章明槽恒定流动（1） 【教学基本要求】 1、了解明槽水流的分类和特征，了解棱柱体渠道的概念，掌握明槽底坡的概念和梯形断面明渠的几何特征和水力要素。 2、了解明槽均匀流的特点和形成条件，熟练掌握明槽均匀流公式，并能应用它来进行明渠均匀流水力计算。 3、理解水力最佳断面和允许流速的概念，掌握水力最佳断面的条件和允许流速的确定方法，学会正确选择明渠的糙率n值。 4、掌握明槽均匀流水力设计的类型和计算方法，能进行过流能力和正常水深的计算，能设计渠道的断面尺寸。 5、掌握明渠水流三种流态（急流、缓流、临界流）的运动特征和判别明渠水流流态的方法，理解佛汝德数Fr的物理意义。 6、理解断面比能、临界水深、临界底坡的概念和特性，掌握矩形断面明渠临界水深h k 的计算公式和其它形状断面临界水深的计算方法。 【内容提要和学习指导】 这一章是工程水力学部分内容最丰富也是实际应用最广泛的一章。 本章有4个重点：明渠均匀流水力计算；明渠水流三种流态的判别；明渠恒定非均匀渐变流水面曲线分析和计算，这部分也是本章的难点；水跃的特性和共轭水深计算。学习中应围绕这4个重点，掌握相关的基本概念和计算公式。 这一讲我们讨论前2个问题，后面2个问题将放在第7讲讨论。 明渠水流的复杂性在于有一个不受边界约束的自由表面，自由表面能随上下游的水流条件和渠道断面周界形状的变化而上下变动，相应的水流运动要素也发生变化，形成了不同的水面形态。 6.1 明槽和明槽水流的几何特征和分类 （1）明槽水流的分类 明槽恒定均匀流 明槽恒定非均匀流 明槽非恒定非均匀流 明槽非恒定均匀流在自然界是不可能出现的。 明槽非均匀流根据其流线不平行和弯曲的程度，又可以分为渐变流和急变流。 （2）明槽梯形断面水力要素的计算公式：
水力学作业答案
水力学作业答案 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
1.1图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为 78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2） 107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--= == 1.2 盛有同种介质（密度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其他有关数据如图题1.2所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少？ （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少？ 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 15,20,4s cm h cm h cm ===
519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 1.3 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3663.26kg/m ，重油密度2ρ为3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少？ （2）两测压管内油面将上升至什么高度？ 解：（1）两种油的重量相等，则 1122gh A gh A ρρ=①，其中A 为容器的截面积。 又有125h h +=② 解①②得1 2.86m h =，1 2.14m h =。 （2）轻油测压管在页面处。 11211222 gh gh p h h h g g ρρρρρρ+'= ==+，其中h '为轻油测压管中液面高度；h 为测压管位置距分界面的距离。 ()1112110.747 2.860.72m h h h h ρρ?? '+-=-=-?= ??? 1.4 在盛满水的容器盖上，加上6154N 的载荷G （包括盖重），若盖与容器侧壁完全密合，试求A 、B 、C 、D 各点的相对静水压强（尺寸见图）。 解：461547839.49Pa 3.1411 A B G p p A ?== ==?? 37839.491109.81227.46kPa C D A p p p gh ρ==+=+???= 1.5 今采用三组串联的U 形水银测压计测量高压水管中压强，测压计顶端盛水。当M 点压强等于大气压强时，各支水银面均位于0-0水平面上。今从最末一组测压计右支测得水银面在0-0平面以上的读数为h 。试求M 点得压强。
农田水力学作业答案
农田水利学作业 1、用“水面蒸发为参数的需水系数法”求水稻的需水量 （1）根据某地气象站观测资料，设计年4月至8月80cm口径蒸发皿的蒸发量（E0）的观测资料见表1-1。 （2）水稻各生育阶段的需水系数α值及日渗漏量，见表1-2。 表1-1 某地蒸发量（E0）的观测资料 表1-2 水稻各生育阶段的需水系数及日渗漏量 1
解：（1）各月日蒸发量 4月日蒸发量ET04=182.6/30=6.09 mm/d 5月日蒸发量ET04=145.7/31=4.7 mm/d 6月日蒸发量ET04=178.5/30=5.95 mm/d 7月日蒸发量ET04=198.8/31=6.41 mm/d (2)由ET=αET0，计算各生育阶段的蒸发量如下表： 2
2、设计春小麦灌溉制度 西北内陆某地，气候干旱，降雨量少，平均年降雨量117mm，其中3～7月降雨量65.2mm，每次降雨量多属微雨（5mm）或小雨（10mm）且历时短；灌区地下水埋藏深度大于3m，且矿化度大，麦田需水全靠灌溉。土壤为轻、中壤土，土壤容重为1.48t/m3，田间持水量为28%（占干土重的百分数计）。春小麦地在年前进行秋冬灌溉，开春解冻后进行抢墒播种。春小麦各生育阶段的田间需水量、计划湿润层深度、计划湿润层增深土层平均含水率及允许最大、最小含水率（田间持水量百分数计），如表2-1所列。据农民的生产经验，春小麦亩产达300～350kg时，生育期内需灌水5～6次，灌水定额为50～60m3/亩。抢墒播种时的土壤含水率为75%（占田间持水量百分数计）。 表2-1 春小麦灌溉制度设计资料表 解： （1）灌区地下水埋藏深度大于3m，因而可忽略地下水补给量K。 3
大学水力学课件
大学水力学课件 大学水力学课件 水力学是研究以水为代表的液体的宏观机械运动规律，及其在工程技术中的应用。水力学包括水静力学和水动力学。 水力学课件 【开课单位】环境科学与工程学院【课程模块】学科基础【课程编号】【课程类别】必修 【学时数】48（理论48实践0）【学分数】3 一、课程描述 本课程大纲根据20**年本科人才培养方案进行修订。 （一）教学对象：环境工程专业本科生 （二）教学目标及修读要求 1、教学目标 掌握基本概念。包括：流体的主要物理性质及作用于流体的力，静水压强及其特性，压强的测量与表示方法，恒定一元流，理想液体，微小流束，均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流，水头损失，液体运动的两种型态，管道的基本概念，明渠的类型，明渠均匀流，水力最佳断面，允许流速，明渠水流的三种流态，断面比能与临界水深，临界底坡、缓坡与
陡坡，明渠恒定非均匀渐变流，水跃，共轭水深，堰流的类型，闸孔出流。 掌握基本理论。包括：静水压强的基本公式，几种质量力同时作用下的液体平衡，实际液体恒定总流的能量方程及应用，恒定总流的动量方程及应用，量纲分析与π定理，液流型态及水头损失液体运动的两种型态，谢才公式，棱柱体明渠中恒定非均匀渐变流水面曲线分析，棱柱体水平明渠的水跃方程，水跃的能量损失，堰流与闸孔出流。 掌握基本计算。一是建筑物所受的水力荷载，即所承受的静水压力、动水总作用力等的计算；二是建筑物的过水能力计算；三是水流的流动形态及水头损失计算；四是水流的能量消耗计算。 2、修读要求 水力学是力学的一个分支，通过课程学习和训练，使学生掌握水力学基本概念、基本原理、基本技能和方法；培养学生分析解决问题的能力和实验技能，并为学习专业课程和处理工程实际中的技术问题打下基础。通过课堂讲授和讨论、课后辅导、习题和练习、实验和实践教学等教学环节，运用多媒体或实验等直观教学手段，完成教学大纲要求的基本内容。由于水力学是一门技术基础课，应当理论联系实际，但应以分析水流现象，揭示水流运动规律，加强水力学的'基本概念和基本原
农田水利学课程设计
农田水利学课程设计 —喷灌系统设计 姓名：黄伟民 年级：2012级 系别：水利工程系 专业：水文与水资源工程 学号：1007024110
一、基本资料： 1、地形：该果园地面平坦 2、土壤：土壤为砂壤土，田间持水率为20%，土的容重为1.55g/cm,适宜土壤含水量上下限分别为田间持水率的85%，65%。 3、作物：果园面积750亩，种植果树为芒果，株距3.3m，行距3.4m，灌水周期10天。 4、水源：果园南部有一眼机井，最大供水量180m3/h，动水位距地面18m。该地电力供应不足，每天开机时间不超过14h。 5、气象：该地属于半干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m/s，且风向多变。 6、生产条件：劳动力缺乏。 7、社会经济条件：生产条件良好，经济效益高，包括管区的行政规划、交通情况、城镇建设规模等。 二、系统选择与总体布置 1、系统选择的原则：喷灌工程应根据因地制宜的原则，综合考虑以下因素选择系统类型： （1）水源类型及位置 （2）地形地貌，地形地块，土壤质地 （3）降水量，灌溉期间风速、风向 （4）灌溉对象 （5）社会经济条件、生产管理体制劳动力状况及使用管理着素质（6）动力条件
2、考虑到水果经济价值高，灌水频繁，因此采用固定管道式喷灌系统，喷灌系统以果园南部机井为水源，泵站布置在中间位置。采用全圆喷洒方式。 三、喷头选型与布置 1、灌溉对象为果园，经济价值高且灌水频繁，果园面积大，参照《节水灌溉理论与技术》表4-1 喷头按工作压力与射程分类表 为了最大限度的节约用水，保证供水质量，降低成本，且喷头的流量与射程相适应，选用中压喷头作为该喷灌系统的喷头。 =KR=0.8*28=21.6m 初估R=27m，k取0.8，则R 设 2、ZY系列喷头及其性能参数表
农田水利学作业
第二章 农田水分状况和土壤水分运动 1. 【农田土壤有效含水量的计算】某平原农田，1m 深内土质为壤土，其空隙率为47%，悬着毛管水的最大含水率为30%，凋萎系数9.5%（体积），土壤容重1.4 t/m3，地下水位在地面以下7m 处，土壤计划湿润层厚度为0.8m 。计算土壤计划湿润层中有效含水量的上、下限，要求：（1）分别用m3/亩，m3/hm2和mm 三种单位表示结果；（2）将含水率转换为以干土重的百分比及用空隙体积的百分 2. 【土壤入渗水量的计算】某土壤经测定，第一分钟末的入渗速度i 1=6mm/min ，a=0.4。求：运用土壤入渗经验公式计算30min 内的入渗量，平均入渗速度，及第30min 末的瞬时入渗速度。 解：把i 1=6,i f =0.4,t=1代入 i=S 2t ?1 2+i f 解得 S=11.2 把 S=11.2，t=30, ,i f =0.4代入I=S t 12+i f t 得I=11.2x 3012 +0.4x30=73.34mm. 平均入渗速度v=73.34/30=2.44mm/min. 30min 末的瞬时入渗速度i 30=S 2t ?1 2+i f =11.2 2x 30?1 2+0.4=1.42mm/min. 第三章 作物需水量和灌溉用水量 1. 用“以水面蒸发为参考的需水系数法”求水稻的耗水量。基本资料：（1）某地根
解：各阶段蒸发耗水总量 返青期：0.784x(182.630 x5+ 145.731 x3)=34.91mm 分蘖期:1.06x 145.7 31x25=124.55mm 拔节孕穗期:1.341x(145.731x3+ 178.530 x15)=138.59mm 抽穗开花期:1.178x(178.530 x15)=105.14mm 乳熟期:1.06x 198.831 x10=67.98mm 黄熟期:1.133x 198.831 x9=65.39mm 各阶段渗流总量 返青期：1.5x8=12mm 分蘖期:1.2x25=30mm 拔节孕穗期:1.0x18=18mm 抽穗开花期:1.0x15=15mm 乳熟期:0.8x10=8mm
农业水利工程设计
农田水利学课程设计说明书 G农场灌溉渠系的规划设计
农田水利学课程设计说明书 1设计题目 西北某地山麓洪积——冲积扇处G 农场灌溉渠系的规划设计。 2基本资料分析 G 农场的基本资料如下： 2.1地理位置 G 农场位于我国西北某地，有可垦荒地和耕地约5万亩。场区范围东起G 河引水渠，西至叉路口（Z 公路与W 公路的交叉处），南依高山，北抵Z 公路北边的北场界。G 农场地形图见附录Ⅴ。 2.2地形地貌 农场处于G 河及附近冲沟形成的洪积——冲积扇上，地势南高北低，地面坡度较陡。在扇形地带上部，起伏较大，冲沟较多，土层薄而不均，多有卵砾石外露，故不宜作为耕作农田；在扇形地带中、下部，基本平坦，冲沟较少，土层较深厚，部分已开垦为农田。 2.3气象条件 年平均降水量161.2mm ，其中作物生育期（4～9月）降水量106.4mm ，年平均蒸发量1733mm 。 年平均气温7.3C ，极端最高气温39.9C ，最低-30.1C 。 4～10月平均风速2.6m\s,最大风速11.8m\s ，常风向NW,其次为E 。 初霜期在9月上旬，晚霜期在4月上旬。结冻期在11月上旬，解冻期在3月中旬，最大冻土深度91cm 。 2.4土壤和水文地质 土壤属灰棕色荒漠土，质地为轻壤。在扇形地带上、中部，潜水埋深大于10cm,含水层为沙砾石，地下径流通畅，水质良好。在扇缘地带（Z 公路以北）潜水埋深3～5cm ，含水层颗粒较细，地下径流弱，矿化度较高。 G 河（在图外）是G 农场与T 乡的共有水源。发源于山区，主要由融雪、降水补给。河长约35Km ，砂卵石河床，沿程水量渗透较多，故流出山口后主要河槽逐渐消失，变为散射状冲沟。该河丰水期（6～8月份）洪峰流量20～60m 3\s;枯水期（11～3月份）仅有0.2～0.3/s m 3。 2.5水源和场外水利工程
水力学网上辅导材料9
水力学网上辅导材料9： 一、 第8章 渠系连接建筑物的水力计算 【教学基本要求】 本章主要是工程水力设计计算，包括渡槽、跌水以及渐变段等实际工程的水力计算。这部分不内容作为本课程考试的要求，但是实际工程中会经常遇到。希望学员们结合自己的工作需要去学习。 【内容提要和学习指导】 8．1 渠系连接建筑物的水力计算基本公式 1． 明槽渐变段的水力计算公式 明槽渐变段的上下游水位差△z ： 进口收缩渐变段 t L J g v g v z z z ?+-+=-=?)22)(1(2 1122 221ααζ 出口扩散渐变段 t L J g v g v z z z ?---=-=?)22)(1(2222 1112ααζ 明渠渐变段的长度L t ： )(min max B B L t -?=η η为系数：对进口的收缩段，η取1.5～2.5； 对出口的扩散段，η取2.5～3.0。 )(1212z z h h ---=? 2．渡槽的水力计算公式 槽身段流量与断面尺寸的关系： i R AC Q ?= 槽身段水面降落值： L i z z ?=-32 进、出口渐变段的水力计算公式与明槽渐变段的水力计算公式相同。 3．跌水的水力计算公式 矩形断面进口 3012H g mb Q d ε= b H K 0121ζε-= 流量系数m 按堰流确定；K ζ按图8－6所示选用。
梯形断面进口 23011112H g b m Q d = ， 23022222H g b m Q d = 118.0H ctg b b θ+=， 228.0H ctg b b θ+= 消能段中的跌水射程： 当坎为宽顶堰时， 000)25.0(0.4H H P m L +?= 当底坎为实用堰时： 000)3.0(34.3H H P m L +?= 消力池的长度： j b L L L 8.00+= 消力池的深度 t c h h d -''=05.1 消力墙的高度 H h c c -''=05.1 8．2 渠系连接建筑物的水力计算的基本概念 1． 渐变段的分类 急流渐变段与缓流渐变段；收缩渐变段与扩散渐变段；曲线型渐变段与直线型渐变段；直线型渐变段又包括：楔型、圆弧型、八字型和直角型渐变段。 2． 渐变段的作用：平顺过渡水流，避免产生较大的水面变化和水头损失。 3． 渐变段水力计算步骤 在流量和上下游渠道的断面形状、尺寸已知的条件下： ⑴ 根据工程对渐变段水流条件的要求，先选定渐变段的型式和尺寸（即平面轮廓尺寸和底部轮廓尺寸）； ⑵ 计算渐变段需要的长度L t ； ⑶ 计算渐变段内的水面上升或下降值（即上下游水位差△z ）； ⑷ 校核△z 是否满足工程要求，若不满足，重新选择渐变段的型式和尺寸，重复上述计算，直到满足为止； ⑸ 计算渐变段底部高程升降值△。 4．渡槽的主要组成部分及其作用和特点 渡槽的过水部分组成：槽身段，进口渐变段，出口渐变段。 槽身段是渡槽的主要部分，它输运水流跨越山谷或河流。在实际工程中，为了减少工程量，常取槽身段的断面面积小于上下游渠道的断面面积，而底坡则比上下游渠道的底坡为陡。当渡槽的长度大于10倍以上上游渠道中的水深时，槽内水流可近似当作均匀流计算。 进口渐变段是连接上游渠道和渡槽中的水流，使其平顺过渡。进口渐变段为收缩渐变段，水面跌落，而底部升高。 出口渐变段是连接渡槽和下游渠道中的水流，使其平顺过渡。出口渐变段为扩散渐变段，水面有所回升，而底部降低。
水力学：作业及答案
一、单项选择题 （每小题3分，共计12分） 1．在水力学中，单位质量力是指 （c ） a 、单位面积液体受到的质量力； b 、单位体积液体受到的质量力； c 、单位质量液体受到的质量力； d 、单位重量液体受到的质量力。 2．在平衡液体中，质量力与等压面 （d ） a 、重合； b 、平行 c 、相交； d 、正交。 3．液体只受重力作用，则静止液体中的等压面是 （b ） a 、任意曲面； b 、水平面 c 、斜平面； d 、旋转抛物面。 4．液体中某点的绝对压强为88kN/m 2 ，则该点的相对压强为 （ b ） a 、10 kN/m 2 b 、-10kN/m 2 c 、12 kN/m 2 d 、-12 kN/m 2 二、填空题 （每小题3分，共计12分） 1．牛顿内摩擦定律适用的条件是 层流运动 和 牛顿液体 。 2．理想液体的概念是指 。没有粘滞性的液体 3．液体中某点的相对压强值为20kN/m 2 ，则该点的绝对压强值为 kN/m 2 ，真空度为 。118、0 4．当压力体与受压面在同一侧，铅垂方向的作用力的方向是向 。下 三、判断题 （每小题3分，共计6分） 1．作用任意平面上静水总压力的作用点与平面的形心点重合。 （×） 2．均质连续静止液体内任何一点的测压管水头等于常数。 （√） 四、问答题 （每小题4分，共计8分） 1．液体的基本特征是什么？ 答案：易流动的、不意被压缩的、均匀等向的连续介质。 2．什么是液体的粘滞性？它对液体运动有什么影响？ 答案：对于流动的液体，如果液体内部的质点之间存在相对运动，那么液体质点之间也要产生摩擦力来反抗这种相对运动的发生，我们把液体这种相对运动的发生，我们把液体的这种特性称为粘滞性；黏滞性是液体在流动中产生能量损失的根源 五、作图题（每小题4分，共计12分） 1．试绘制图中AB 面上的静水压强分布图 2．试绘制图中曲面ABC 上的水平方向静水压强分布图及压力体图 3．容器内充满了液体，测压管液面如图所示，试绘制图中曲面ABC 上的压力体图 六、计算题 （共4题，计50分） 1. 如图所示，平板在水面上作水平运动，速度为v=10cm/s ，平板与下部固定底板的距离为δ=1mm ，平板带动水流运动速度呈直线分布，水温为20C ，试求：作用平板单位面积上的摩擦力。 （10分） 解:
农田水利学喷灌系统规划设计
学校：云南农业大学 学院：水利水电与建筑学院 指导老师： 教学班号：一班 专业：水利水电工程 学号： 姓名：
农田水利学课程设计 课程设计目的 通过对管道灌溉系统（包括喷灌，微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统设计过程与设计方法，巩固农田水利学的所学内容，提高综合应用能力和创造能力。 具体要求 1、管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求与设计方法； 2、掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范； 3、学会收集，分析，运用有关资料和数据； 4、提高独立工作能力，创造能力与综合运用专业知识解决实际问题的能力。 基本资料 某实验果园，面积95亩，种植苹果树共2544株，果树株距4m，行距6m，正值盛果期。园内有十字交叉道路，路边与第一排树的距离南北向为2m，东西向为3m。果园由道路分割成为4小区。详见1：2000果园规划图。 该园地面平坦，土壤为砂壤土，果园南部有一眼机井，最大供水量60m3/h，动水位距地面20m。该地电力供应不足，每日开机时间不宜超过14h。为了节约用水，并保证适时适量向果树供水，拟采用固定式喷灌系统。 据测定，该地苹果树耗水高峰期平均日耗水强度为6mm／d，灌
水周期可取5～7天。该地属半干旱气候区，灌溉季节多风，月平均风速为2.5m ／s ，且风向多变。该地冻土层深度0.6m 。 灌溉区域如下图所示： 果园平面图 要求: （1）选择喷头型号和确定喷头组合形式(包括验核组合平均喷 灌强度（ρ）是否小于土壤允许喷灌强度（允ρ）； （2）布置干、支管道系统(包括验核支管首、尾上的喷头工作 压力差是否满足《喷灌技术规范》的要求，下称《规范》)； （3）拟定喷灌灌溉制度，计算喷头工作时间与确定系统轮灌工 作制度；
水力学作业答案
图示为一密闭容器，两侧各装一测压管，右管上端封闭，其中水面高出容器水面3m ，管内液面压强0p 为78kPa ；左管与大气相通。求： （1）容器内液面压强c p ； （2）左侧管内水面距容器液面高度h 。 解： 0789.83107.4kPa c p p gh ρ=+=+?=右 （2）107.498 0.959m 9.8 c a p p h g ρ--=== 盛 有 同 种 介 质 （ 密 度 3A 1132.6kg/m B ρρ==）的两容器，其中 心点A 与B 位于同一高程，今用U 形差压计测定A 与B 点之压差（差压计内成油，密度 30867.3kg/m ρ=），A 点还装有一水银测压计。其 他有关数据如图题所示。问： （1）A 与B 两点之压差为多少 （2）A 与B 两点中有无真空存在，其值为多少 解：（1） ()011A A e B B e p gh gh p g h h ρρρ--=-+ 3A 1132.6kg/m B ρρ== ()()011132.6867.39.80.2519.99Pa B A A p p gh ρρ-=-=-??= （2）136009.80.041132.69.80.055886.17Pa A Hg A p gh gs ρρ=--=-??-??=- 因此A 点存在真空 519.995366.18Pa B A p p =+=- 因此B 点也存在真空。 图示一圆柱形油桶，内装轻油及重油。轻油密度1ρ为3 663.26kg/m ，重油密度2ρ为 3887.75kg/m ，当两种油重量相等时，求： （1）两种油的深度1h 及2h 为多少 15,20,4s cm h cm h cm ===
农田水利学课程设计
农田水利学课程设计
农田水利学课程设计 课程设计目的 通过对管道灌溉系统（包括喷灌，微灌或低压管道输水灌溉系统）的规划设计，了解灌溉系统设计过程及设计方法，巩固农田水利学的所学内容，提高综合应用能力和创造能力。 具体要求 1管道灌溉系统的规划布置原则，掌握灌溉系统规划设计的基本要求与设计方法； 2掌握管道灌溉工程规划设计的基本规范； 3学会收集，分析，运用有关资料和数据； 4提高独立工作能力，创造能力及综合运用专业知识解决实际问题的能力。 1.喷灌选型与总体规划 1.1喷灌工程应根据因地制宜的原则 资料收集: 1地形：地面平坦 2土壤：沙壤土 3作物：苹果树园林,正值盛果期 4水源：果园南部井水 5气象：灌溉季节多风，平均风速2.5m/s 社会经济条件：果园为实验果园，面积95亩，交通方便，电力供应不足; 规划设计目的：该果园为实验果园，为发展节水农业起着非常重要的示范作用，同时综合考虑该区域的地形，土壤气象水文与地质，灌溉对象及社会经济条件，故进行规划设计。 系统选型：工程应根据因地制宜原则，综合考虑以下因素选择系统类型水源类型位置地形地貌地块形状土壤地质降水量灌溉区风速风向对象社会经济条件生产管理体制劳动力状况及使用者素质动力条件由于该果园为盛果期的苹果树，经济价值就目前情况较高，灌水频繁，作物耗水量大，劳动力缺乏，但作为实验果园，管理者素质高有利于喷灌系统的实施，综合考虑后，拟定采用固定使得喷灌系统。 总体规划 1吸收科学技术发展的成果与经验，制定合理的灌溉制度； 2根据给地形地质水文条件经济基础选用合理的灌溉系统 1.2喷灌系统的规划设计 基本资料 某实验果园，园内有一眼机井，动水位距地20m。该地电力供应不足，为节约用水，拟采用固定式喷灌系统。
水力学 作业汇总
水力学 作业 2-1 设水管上安装一复式水银测压计，如图所示。试问测压管中1—2—3—4水平液面上的压强p 1、p 2、p 3、p 4中哪个最大?哪个最小?哪些相等？ 题2-1图 解: 静止重力液体中任一水平面都是等压面。另外，静止的两种互不混杂的重力液体(如水和水银)的交界面亦是等压面 （1）在2号柱的水与水银交界面的水平线上，与1号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=112 h p p O H 2212γ+= 则 h p p O H Hg )(212γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以12p p > （2）在3号柱的水与水银面的水平线上，与2号柱该水平线上水面的压强相等，显然,32p p = （3）在4号柱的水与水银面的水平线上，与3号柱该水平线上水银面的压强相等，该线到给定水平线距离为h ，有 h p p Hg γ+=334 h p p O H 2434γ+= 则 h p p O H Hg )(234γγ-+= 因为，O H Hg 2γγ>，所以34p p > 因此，1234p p p p >=>。 解这种题目时要注意：公式（1－8）只能应用于连续分布的同一种液体中，我们不能错误写成一种液体内部和两种液体分界面出压强相等。而必须利用分界面上两种液体的压强相同这一条件，逐步分段计算。在计算过程中，不需要算出每一个具体数值，而只需列出代数式，迭优后再作数值计算。这样可以减少计算量。 2—2 设有一盛(静)水的水平底面的密闭容器，如图所示。已知容器内自由表面上的相对压强p 0=9.8 ×103Pa ，容器内水深h=2m ，点A 距自由表面深度h 1=1m 。如果以容器底为水平基准面，试求液体中点A 的位置水头和压强水头以及测压管水头。
农水课设
天津农学院课程设计说明书 设计名称农田水利学课程设计 设计题目滴灌系统规划设计 设计时间 2013年5月30日 系别水利工程系 专业水文与水资源工程 班级 2010级2班 姓名王海涛 指导教师王仰仁
目录 一、设计基本资料 (1) 1.1地形资料 (1) 1.2土壤资料 (1) 1.3作物种植情况 (1) 1.4气象资料 (1) 1.5水源条件 (1) 二、滴灌系统设计参数 (1) 2.1滴灌设计灌溉补充强度 (1) 2.2 滴灌土壤湿润 (2) 2.3 灌水小区流量偏差 (2) 2.4 灌溉水利用系数 (2) 三、水量平衡计算 (2) 3.1 设计灌溉用水量 (2) 3.2 来、用水平衡计算 (2) 四、灌水器选择与毛管布置方式 (2) 五、滴灌灌溉制度拟定 (3) 5.1 最大净灌水定额 (3) 5.2 毛灌水定额 (3) 5.3 设计灌水周期 (3) 5.4 一次灌水延续时间 (3) 六、支管、毛管水头差分配与毛管极限长度的确定 (3) 七、管网系统布置与轮灌组划分 (4) 八、管道水力计算 (4) 8.1 毛管实际水头损失 (4) 8.2 实际分配给支管的水头差 (4) 8.3 支管管径与支管进口水头计算 (4) 8.4 分干管与干管水力计算 (5) 8.5 水泵扬程确定及水泵选型 (5) 8.6 其他轮灌组水力计算 (6) 九、材料统计 (6) 附：本例设计图 (7)
滴灌系统规划设计 一、设计基本资料 1.1 地形资料 果园面积30 hm2，南北长320m，东西宽940m。水平地形，测得有1/2000地 形图。 1.2 土壤资料 土壤为中壤土．土层厚度1.5~2.0m，1.0m土层平均千密度1.4t/m3，田间持水量30%（以占土壤体积的百分比计），凋萎点土壤含水量10%（以占土壤体积的百分比计。最大冻土层深度100cm。 1.3 作物种植情况 果树株距3.3m，行距3.4m，现果树已进入盛果期，平均树冠直径40m，遮荫率约70%。作物种植方向为东西向。以往地面灌溉实测结果表明，作物耗水高峰期为7月，该月日均耗水量5.0mm/d。 1.4 气象资料 根据气象站实测资料分析，多年平均年降雨量585.5mm，全年降雨量的60%集中于7-9月，并收集到历年降雨量资料。 1.5 水源条件 该农场地下水埋深大于6m，在果园的西南边有一口井，抽水试验结果表明，动水位为20m时，出水量115m3/h。水质良好，仅含有少量沙(含沙量小于5g/L)。
水力学总复习题+答案.
第1章 绪 论 一、选择题 1．按连续介质的概念，流体质点是指（ ） A .流体的分子； B. 流体内的固体颗粒； C . 无大小的几何点； D. 几何尺寸同流动 空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。 2．作用在流体的质量力包括（ ） A. 压力； B. 摩擦力； C. 重力； D. 惯性力。 3．单位质量力的国际单位是：（ ） A . N ； B. m/s ； C. N/kg ； D. m/s 2。 4．与牛顿内摩擦定律直接有关系的因素是（ ） Ａ. 切应力和压强； B. 切应力和剪切变形速率；C. 切应力和剪切变形。 5．水的粘性随温度的升高而（ ） A . 增大； B. 减小； C. 不变。 6．气体的粘性随温度的升高而（ ） A. 增大；Ｂ. 减小；Ｃ. 不变。 7．流体的运动粘度υ的国际单位是（ ） Ａ. m 2/s ；B. N/m 2 ； C. kg/m ；D. N ·s/ｍ 2 8．理想流体的特征是（ ） Ａ. 粘度是常数；B. 不可压缩；C. 无粘性； D. 符合pV=RT 。 9．当水的压强增加１个大气压时，水的密度增大约为（ ） Ａ. 200001 ； Ｂ. 100001 ；Ｃ. 40001 。 10．水力学中，单位质量力是指作用在（ ） Ａ. 单位面积液体上的质量力； Ｂ. 单位体积液体上的质量力； Ｃ. 单位质量液体上的质量力； Ｄ. 单位重量液体上的质量力。 11．以下关于流体粘性的说法中不正确的是（ ） Ａ. 粘性是流体的固有属性；Ｂ. 量度 Ｃ. 大。 12．已知液体中的流速分布μ－y Ａ.τ＝０；Ｂ.τ＝常数； Ｃ. τ＝13 Ａ. 液体微团比液体质点大；Ｂ.
农田水利学课程设计
农田水利学课程设计 一．灌区概况及分布 （一）灌区自然地理和经济概况 本地区三面环河，西起清河，南频卫河，东至禹河；地势平坦，地形坡度 多在0.0015~0.004 之间。过去由于卫河南移，在本区的下中部横凿下一道陡坎； 同时，入禹河河口西北方形成一凹地和局部高地。 本地区土质肥沃，土壤质地属中粘壤土，微有结构，土壤含盐量为0.02% 宜于耕作。土中粘土含量为10%~15%，孔隙率为44.3%，干容重为1.40t/m , 透 水性中等。地下水埋深为5~15m，水质近于中性（PH=7.4 ），可溶性盐为0.05%。 本区多年平均降雨量为581.3 毫米，但时间分配不均，经常出现季节性干旱， 影响作物生长。年最大降雨量为877.7 毫米（1949 年），年最小降雨量为363.3 毫米（1963 年），年内降雨变率很大，七、八、九三个月降雨量占全年降雨总量 的70%。暴雨多发生在八、九月，由于本区土壤透水性较强，且地下水位较深， 因而形成的地面径流量不大，除凹地外，径流可及时排除。多年平均蒸发量970 毫米，月平均气温13~16℃，最高气温43℃，最低-10℃，每年12 月下旬开始结 冻，元月底解冻。 全区耕地面积约为113000 亩（100 等高线以下），由于南北方向有李家沟纵 切而过，把耕地分为东、西两部分，其面积分别为17000 亩和96000 亩。当地种 植的作物以小麦和玉米为主，其次是棉花、高粱和谷子等。 全区共分布有四个乡，即前进乡、胜利乡、合作乡和红旗乡。该区由于干旱 影响，作物产量低而不稳，急需发展灌溉，提高农业生产能力。 （二）地形和河道水量概况 1.地形 (1)灌区地形图一张（1/25000）；土地利用率为0.9。 (2)李家沟集水面积不大，平时干涸，雨季洪水期流水 (3)100 米等高线以上植被覆盖很好，暴雨季节基本无径流汇入本区。 二．灌区用水资料 根据邻近地区自然和农业条件相似的灌区作物大面积丰产灌溉经验，以及该 区的灌溉试验站试验资料，结合本区具体条件和增产的要求，分析拟定出本区各 种农作物中等干旱年（75%）的设计灌溉制度见表2. 表2 中等干旱年75%的作物设计灌溉制度