水力学.doc

文库分享网2-1 解： （1）pA+水H=Hh；所以 pA=Hh-水H=38.02kPa（H=13.6水） （2）测压管长度： pA=水h 所以 h= pA/水=38.02103/9.8103=3.88m2-3 解：PA-h=pB-(h1+h2+h)+Hh1所以，pA-pB=Hh1-(h1+h2)=3-9.8(0.53+1.2) =53.68kPa2-6 解：pA=H(h1+h2)-(h1+h2)=3-9.8(0.53+1.2)=53.68kpa2-7 解： （1）左支： 绝对：pc=p0+h0=86.5+9.82=106.1kPa （2）右支： pc=pa+水h； h=（pc-pa）/水=（106.1-9.8）/9.8=0.827m2-8 解：pA=0.6pa=0.698=58.8kpa （1）左支：pA=h1 h1=pA/=58.8/9.8=6m （2）右支：pA+h=Hh2 h2=（pA+h）/H=0.456m2-10 解：设管嘴内的绝对压强为p,则 p+h= pa Pv=pa- p=h=9.80.6=5.886kpa2-12 解：(1)设容器底部面积为S，相对压强为P，对容器底部进行受力分析： 由牛顿第二定律：F=ma；-（P+G)=-ma 所以得出 ps+sh=sha p=ha -h=h/ga-h=h(a/g-1) p=9.82(4.9/9.8-1)=-9.8kN/ (2)相对压强为0 p=h(1-a/g)=0 由式可知 a/g-1=0 a=g=9.8m/s2时，p=02-14 2-16 解：下游无水时，h1=1.2m，h2=1.85m，b=3m（1） 求静水总压力P 方法10 ：P=b=1/2h1+(h1+h2)ABb=1/29.8(21.2+ 1.85)2.143=133.7kN 方法20 ：P=hcA=(h1+h2/2)ABb=133.7kN （2）计算P的作用点D的位置：e=l/3（2h1+h2）/（h1+h2）=0.915m（其中h=h1+h2） （3）计算T: 因为Ma=0 则： PAC+GAOcos600 其中：AC=AB-e=2.14-0.915= AO=AB/2 133.7(2.14-0.915)+9.82.14/21/2=T2.141/2 所以 T=158kN下游有水时，AB=2.14,b=3m，pA=h1=9.81.2=11.76kPa，pA=pB(1) 静水总压力P左=hc1A1=9.8(h1+h2/2）ABb=P1=133.7kN（其中hc1=h1+h2/2 A1=ABb） e1=0.915m P右=hc2A2=9.8h2/2ABb=P2=58.2kN（其中hc2=h2/2） e2=l/3=2.14/3=0.71m（2） 因为Ma=0 P1(AB-e1）+GAOcos600=TABcos600+P2(AB-e2) T=80.2kN2.18已知：H=3m,b=5m,R=4.3m,=450 求P及作用点H=Rsin450=4.3=3m(1) 水平分力：Px=heAx=9.81.535=220.5(KN)(2) 铅垂分力：Pz=v=b=9.81.1435=56.01(KN)其中：=S梯OABCS扇OAC=8.47.257=1.143S梯OABC=0.54.3+（4.3-3）3=8.4S扇OAC=R2=3.144.32=7.257（3） P=227.5（KN）（4） P与水平面的夹角： =arctan=arctan=14.250=140152-192-20 解:已知b=10m，k=8m（1） 夹角计算： Sin1=（173-170）/8=3/8=0.375（cos1=550.5/8）1=22.020 Sin2=（170-165）/8=5/8=0.625（cos2=0.781） 2=38.680（2） 水平方向水压力Px:(闸门宽b=10m) 公式：Px=hcAx=9.84810=3136kN（另法：Px=1/29.88810=31363136kN）（3） 垂直方向水压力Pz=V 关键计算压力体体积V=三角形ofc（11.12）+扇形ocd（33.88）-梯形ofed（34.36）b 所以 V=（11.12+33.86-34.36）10=10.63610=106.36m Pz=V=9.8106.36=1042.33kN（4） 总压力P:P=(Px2+Pz2)=3304.7kN作用方向=arctan1042.3/3304.7=17.510P与水平面夹角17.510，且过o点。2.24解：已知ABCD宽度b=5m（1）作用于BC弧上的水平分力：（两种方法）压力图法：Px=b=H2Rb=9.81215=98(KN)分析法：Px左=hc左Ax=9.8(H+R)(2Rb)=9.8225=196(KN)Px右=hc右Ax=9.8R2Rb=9.8125=98(KN)P=Px左Px右=98（KN） 方向水平向右（2） 作用于AB弧上的铅垂分力Pz:Pz=v可见Pz左，Pz右大小相等，方向相反，故Pz=0故作用在BC段上的静水总压力P=Pz=98KN,方向过O点水平向右。 水力学第四章4.7已知：l=10m,d=50mm,h=0.80m Q=0.00274(m3/s)求V=1.4m/s圆管（计算均匀流沿程水头损失的一个基本公式）；达西威廉巴赫公式hf= hf=h=0.8m(ABO无局部水头损失）故=0.044.11已知：棱柱体渠道，均匀流，紊流粗糙区。A=24m2,X=12m,v=2.84m/s,J=0.002.求n一般渠道中的流动为均匀流V=C=,故n=0.0254.12（3） 谢才公式：v=C J=其中A=d2 R= C=n取0.013 k=AC=d2=1751.15(m3/s)故hf=l=3.91(m)(n=0.012,k=1897.08,hf=3.33m偏小） 水力学第五章(2) 有压管道中的恒定流5.2已知：预制混凝土引水管 查表（P118）n=0.010.013D=1m,l=40m, x =0.4 D上 =70m,D下 =60.5m ,D管底=62.0m 求Q 解：自由出流流量公式Q=c A n取0.013作用水头Ho=70-62.5=7.5m (管道形心点与上有水面的距离) A=D2= c = 假设在阻力平方区 = C=61.05(/s) 故 =0.021 c = =0.668Q=0.668 =6.36（m3/s)V=8.10m/s1.2m/s 原假设成立5.4已知Zs=4.5m,l=20m,d=150mm,l1=12m,d1=150mm,=0.03自网=2.0，水泵阀=9.0 ，=0.3，若hv6m,求：（1）Q泵（2） Z（5） 解：水泵安装高度为：Zshv-（+） 故=(hv-Zs)2g/(+ +) =(6-4.5)19.6/(1+0.03 +9.0+0.3) =2.15故vmax=1.52（m/s) Qmax=vmax.A=1.52=0.0269(m3/s)（4） 对于自流管：Q=c A 作用水头Z=Q2/A22g其中A=0.018 c =0.378故Z=0.83（m)5.6已知：d=0.4m,H=4m,Z=1.8m,=8m,=4m,=12m求（1）Q（2）pmin的断面位置及hvmax解：（1）淹没出流：Q=c Ac = (n的取值及的取值都要明确)取n为0.013，c=52.41(/s)=0.029 故c =0.414A=0.1256()故Q=0.4140.1256=0.460(m3/s)(3) 最小压强发生在第二转折处（距出口最远且管道最高）n=0.012 对上游1-1,2-2，列能量方程，0-0为上游水面0+0=(Z)+()V2=3.766(m/s)hv=Z+()+ =(1.8-0.2)+(1+0.024+) =4.871(m)5.9解：如P145例5法1：取Ch=130采用哈森-威廉森S=S1=1.38(d1=1200mm)S2=3.35(d2=1000mm)S3=9.93(d3=800mm)假设J节点压力水头为h=25(m)(5mhv 不冲（3） 当h=1.5m时 A=(b+mh)h=(3.4+1.51.5)1.5=8.48=b+2h=3.4+21.5=8.81mR=0.96m当n=0.03,C=33.1()Q=AC=8.4833.1=3.41m3/sv=0.4m/s =0.5m/sv 所以在此条件下会发生淤积水力学第七章7-6 梯形 水跃 Q=25m/s，b=5m，m=1.25，h2=3.14，求h1 解：q=Q/b=5/s 查图法 h2/q2/3=3.14/52/3=1/0.93=1.07 N=mq2/3/b=1.2