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水力学 作业题参考答案 第3章 2 第1章绪论 第3章 3 第1章绪论作业 1 密度为850kg m3的某液体动力黏度为0 005Pa s 其运动黏度为多少 解 第3章 4 第1章绪论作业 2 0oC时 若使水的体积减小0 1 和1 压强应分别增加多少 解 假定压强为0 5MPa 第3章 5 第1章绪论作业 3 温度为10oC 体积为2 5m3的水加热到60oC 体积增加了多少 解 第3章 6 第2章水静力学 第3章 7 1 密闭水箱 压力表测得压强为4900Pa 压力表中心比A点高0 4m A点在液面下1 5m 求液面绝对压强 第2章水静力学作业 解 相对压强为 5 89 kPa 绝对压强为 98 5 89 92 11 kPa 第3章 8 2 水箱形状如图所示 底部有4个支座 试求底面上总压力和4个支座的支座反力 第2章水静力学作业 不同之原因 总压力为底面水压力与面积的乘积 为压力体 而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡 而水体重量为水的实际体积的重量 解 1 总压力 2 支反力 第3章 9 3 多个U型水银测压计串联起来成为多管测压计 可测量较大的压强值 图中高程的单位为m 试求水面的绝对压强pabs 第2章水静力学作业 解 第3章 10 4 绘制题图中AB面上的压强分布图 第2章水静力学作业 解 第3章 11 第2章水静力学作业 5 矩形平板闸门AB如图所示 A处设有转轴 已知闸门长l 3m 宽b 2m 形心点水深hc 3m 倾角 45 忽略闸门自重及门轴摩擦力 试求开启闸门所需拉力FT 解 第3章 12 6 矩形平板闸门 宽b 0 8m 高h 1m 若要求在当水深h1超过2m时 闸门即可自动开启 转轴的位置y应是多少 第2章水静力学作业 解 第3章 13 7 密闭盛水容器 已知h1 60cm h2 100cm 水银测压计读值 h 60cm 试求半径R 0 5m的半球盖AB所受总压力的水平分力和铅垂分力 第2章水静力学作业 解 1 确定半圆中心压强P0 kPa 2 计算水平分量Px 3 计算铅垂分力Pz 第3章 14 第3章水动力学 第3章 15 第3章水动力学作业 1 解 1 第3章 16 2 二维运动 空间点的运动仅与 坐标有关 3 为恒定流动 运动要素与无关 4 非均匀流动 第3章 17 2 水管直径50mm 末端阀门关闭时 压力表读数为21kPa 阀门打开后读值降至5 5kPa 如不计水头损失 求通过的流量 第3章水动力学作业 解 找到基准面0 0 当阀门打开时 水流动 此时 从1 1到2 2列能量方程 式中 则 第3章 18 3 变直径的管段AB 直径DA 0 2m DB 0 4m 高差 h 1 5m 测得pA 30kPa pB 40kPa B处断面平均流速vB 1 5m s 试判断水在管中的流动方向 解 找到基准面 第3章水动力学作业 第3章 19 4 利用皮托管原理测量水管中的点速度 如读值 h 60mm 求该点流速u 第3章水动力学作业 解 第3章 20 5 为了测量石油管道的流量 安装文丘里流量计 管道直径D1 200mm 流量计喉管直径D2 100mm 石油密度 850kg m3 流量计流量系数 0 95 现测得水银压差计读数hp 150mm 问此时管中流量Q是多少 第3章水动力学作业 第3章 21 6 水箱中的水从一扩散短管流到大气中 直径D1 100mm 该处绝对压强p1 0 5大气压 直径D2 150mm 试求水头H 水头损失忽略不计 第3章水动力学作业 第3章 22 7 第3章水动力学作业 第3章 23 第3章 24 第5章水头损失 第3章 25 1 水管直径D 10cm 管中流速v 1m s 水温为t 10 试判别流态并求临界流速 第5章水头损失作业 1 3 第3章 26 2 有一矩形断面的小排水沟 水深h 15cm 底宽b 20cm 流速v 0 15m s 水温t 10 试判别流态 第5章水头损失作业 第3章 27 3 输油管的直径D 150mm Q 16 3m3 h 油的运动粘度 0 2cm2 s 试求每千米管长的沿程水头损失 第5章水头损失作业 解 第3章 28 4 自来水管长l 600m 直径D 300mm 旧铸铁管道 通过流量Q 60m3 h 试用穆迪图和海曾威廉公式分别计算沿程水头损失 第5章水头损失作业 第3章 29 B 海曾威廉公式法 查表5 4 取CHW 95 算得相对粗糙 计算沿程水头损失 第3章 30 第5章水头损失作业 9 输水管道中设有阀门 已知管道直径为D 50mm 通过流量为Q 3 34L s 水银压差计读值 h 150mm 沿程水头损失不计 试求阀门的局部损失系数 第3章 31 13 水管直径为D 50mm 两测点间相距l 15m 高差3m 通过流量Q 6L s 水银压差计读值为 h 250mm 试求管道的沿程阻力系数 第5章水头损失作业 第3章 32 14 两水池水位恒定 已知管道直径D 100mm 管长l 20m 沿程阻力系数 0 042 弯管和阀门的局部损失系数 弯 0 8 阀 0 26 通过流量Q 65L s 试求水池水面高差H 第5章水头损失作业 解 列1 1 2 2两断面的伯努利方程 则 课本后的答案为43 9m 第3章 33 15 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管 已知直径d 50mm D 200mm 长度L 100m 水位H 12m 沿程摩阻系数为 0 03 局部损失系数 阀 5 0 试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管水头线 第5章水头损失作业 解 以0 0截面为基准面 列1 1 2 2截面的伯努利方程 第3章 34 则 由连续方程可得 代入上式 得 第3章 35 第3章 36 第6章有压管流 第3章 37 1 虹吸管将A池中的水输入B池 已知两池水面高差H 2m 水管的最大超高h 1 8m 管道长度分别为l1 3m l2 5m 管径D 75mm 沿程阻力系数 0 02 局部阻力系数 进口 en 0 5 转弯 b 0 2 出口 ex 1 试求流量Q及管道最大超高断面的真空度hv 第6章有压管流作业 解 简单短管道水力计算特点 应用公式有 第3章 38 列断面0 0 1 1伯努利方程 又 第3章 39 2 由水塔向水车供水 由一直径D 150mm 长l 80m 沿程阻力系数 0 03的管道供水 该管道中共有两个闸阀和4个90 弯头 闸阀全开时局部阻力系数 a 0 12 弯头局部阻力系数 b 0 48 水车的有效容积V为25m3 水塔具有水头H 18m 试求水车充满水所需的最短时间t 第6章有压管流作业 第3章 40 解 列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程 第3章 41 4 自密闭容器经两段串联管道输水 已知压力表读值pM 0 1MPa 水头H 2m 管长l1 10m l2 20m 直径d1 100mm d2 200mm 沿程阻力系数 1 2 0 03 试求流量并绘总水头线和测压管水头线 第6章有压管流作业 第3章 42 解 可将本题看成简单长管串联的水力计算 不计流速水头和局部水头损失 则作用水头 注 课本答案为58L s 可能存在错误 第3章 43 由于不计流速水头和局部水头损失 故其总水头线与测压管水头线重合 并且坡度沿流程不变的直线 具体结果如下图所示 第3章 44 6 工厂供水系统 由水塔向A B C三处供水 管道均为铸铁管 已知流量分别为Qc 10L s qB 5L s qA 10L s 各管段长l1 350m l2 450m l3 100m 各段直径d1 200mm d2 150mm d3 100mm 场地整体水平 试求水塔底部出口压强 第6章有压管流作业 第3章 45 解 属简单长管道的水力计算 不计流速水头和局部水头损失 Q1 qA qB QC 10 5 10 25L sQ2 qB QC 5 10 15L sQ3 QC 10L s H a1l1Q12 a2l2Q22 a3l3Q32各管段的曼宁公式比阻由表6 1查得 代入上式H 9 3 350 0 0252 43 450 0 0152 375 100 0 012 10 1m 第3章 46 7 在长为2l 直径为D的管道上 并联一根直径相同 长为l的支管 图中虚线 若水头H不变 不计局部损失 试求并联支管前后的流量比 第6章有压管流作业 解 本题属简单管道的水力计算 并联前 并联后 第3章 47 又有 第3章 48 第7章明渠流动 第3章 49 1 梯形断面土渠 底宽b 3m 边坡系数m 2 水深h 1 2m 底坡i 0 0002 渠道受到中等养护 粗糙系数n 0 025 试求通过流量Q 第7章明渠流动作业 解 第3章 50 2 修建混凝土砌面的矩形渠道 要求通过流量Q 9 7m3 s 底坡