水力学课后习题答案

1、优秀学习资料欢迎下载0 绪论1 水静力学2 液体运动的流束理论3 液流型态及水头损失4 有压管中的恒定流5 明渠恒定均匀流6 明渠恒定非均匀流7 水跃8 堰流及闸孔出流9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能10 有压管中的非恒定流11 明渠非恒定流12 液体运动的流场理论14 恒定平面势流15 渗流18 相似原理和模型试验基础 816.33kg/m30 绪论0.10.2当 y=0.25H 时 du1.058umdyH当 y=0.5H 时duumdy0.84H0.4f = g0.5h 的量纲为 L0.6Ff 184N0.7K=1.96 ×108N/m2dp=1.96 ×105N/

2、m 2Pc=107.4KN/m21 水静力学1.1h=0.959m1.2PB-PA=0.52KN/m 2PAK =5.89KN/m 2PBK =5.37KN/m2优秀学习资料欢迎下载1.3h1=2.86mh2=2.14m内侧测压管内油面与桶底的垂距为5m，外侧测压管内油面与桶底的垂距为4.28m。1.4Pc=27.439KN/m21.5PM=750.68h KN/m 21.6P2-p1=218.05N/m2r AAr BB1.7=AB1.8P=29.53KN方向向下垂直底板P01.9W=34.3rad/sWmax=48.5rad/s1.10 a=2g( Hh)L1.12当下游无水P =3312

3、.4KN( ) P2=862.4KN()当下游有水P =3136KN( ) P2=950.6KN( )1.13T=142.9KN1.14当 h3=0 时 T=131.56KN 当 h3=h2=1.73m 时 T63.7KN1.1500 转轴距闸底的距离应为 1.2m1.16P=4.33KNL D=2.256m(压力中心距水面的距离 )1.17P=567.24KN1.19P45.54KN总压力与水平方向夹角 14o281.20P =353KNP =46.18KN 方向向下1.21H=3m1.22=1.0cm1.23F=25.87KN ()2 液体运动的流束理论3/2.1 Q=211.95cm s

4、V 7.5cm/s2.2hw =3.16m2.3p2 =2.35m2.4PK 1 =63.8KN/m 22.5Q=0.00393m3/s2.6Q=0.0611m3/s优秀学习资料欢迎下载2.7=0.9852.8 Q=0.058m3/s2.9S 点相对压强为 4.9Ncm2，绝对压强为 4.9N/cm22.10V 3=9.9m/s Q=0.396m3 /s2.11R =391.715KN( )2.12R=3.567KN合力与水平方向夹角37o82.13R =98.35KN( )2.14R =2988.27KN( )2.15R =1.017KN( )2.16R =153.26KN( )2.174=

5、232.18F=mv2R2.19Q= 2g H2.522.20F=CdL222.21pA2.44mpB4.44m2.22 Q1= Q (1 cos )Q2Q (1 c o s )222.23R=2145KN=54o682.24m=3.12kg2.25T 充24 分 34 秒T 放23 分 10 秒3. 液流型态及水头损失3.1d 增加， Re 减小3.2Re=198019.8>2000紊流3.3Re=64554>500 紊流3.400.0096 cm优秀学习资料欢迎下载3.5v2当 u x v时 ym0.5 7 7hu033.6Qmin 0.1654m3 /s033.24N / m

6、23.7当 Q=5000cm3/s 时， Re=19450 紊流0.2 光滑管区0.0270当 Q 20000cm3/s 时Re=78200 紊 流0.775过渡粗糙区00.026当 Q 200000cm3/s 时Re=780000 紊流7.1 粗糙区0.0230若 l 100m 时 Q5000 cm3 时f3f/sh =0.006mQ=2000 cm /s 时 h =0.09mQ 200000 cm3/s 时hf=7.85m3.8 0.0423.9n=0.0113.10=0.293.11Q=0.004m3/s3.12h=0.158m3.13Z=11.1m3.14=24.74 有压管中的恒定流

7、4.1当 n=0.012 时Q=6.51 m3/s当 n=0.013 时Q=6.7m3/s当 n=0.014 时Q=6.3 m3/s4.2当 n=0.0125 时Q=0.68 m3/s当 n=0.011 时Q=0.74 m3/s当 n=0.014 时 Q=0.62 m3 /s4.3Q m ax =0.0268 m3/sZ=0.82m4.4当 n=0.011 时H=7.61 m当 n=0.012 时 H=7.0 m4.5H =30.331mt4.6n 取 0.012Q=0.5 m3/sh v max =5.1m4.7n 取 0.0125 时H A 21.5m 水柱高4.8Q=29.3L/sQ =

8、30.7L/s=135.21m12优秀学习资料欢迎下载4.9H=0.9m4.10Q2=0.17 m3/sQ3=0.468 m3/s4.11132333Q =0.7 m /s Q =0.37 m /sQ =0.33 m /s4.12H1=2.8m4.13Q=0.0105 m3/sP B =10.57KN/m24.14Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.23Q=20.3 m /s5.3Q=241.3 m3/s5.4h=2.34m5.5h=1.25m5.6b=3.2m5.7b=71m V=1.5 m/s 大于 V 不冲 1.41 m/s故不满足

9、不冲流速的要求5.8当 n=0.011 时 i=0.0026=51.76m当 n=0.012 时 i=0.0031当 n=0.013 时 i=0.0036当 n=0.014 时 i=0.00425.9i=1/3000V=1.63m/s<V 允满足通航要求5.10n=0.02V=1.25m/s5.11当 n=0.025 时 b=7.28mh=1.46m当 n=0.017 时 b=6.3m h=1.26m当 n=0.03 时 b=7.8mh=1.56m5.12hf=1m5.13Q=4.6 m3/s5.14Q=178.2m3/s5.15h =2.18mb =1.32mi=0.00036mm5.

10、162 =119.87m Q1 =45.16m3/s Q2=354.84 m3 /s6 明渠恒定非均匀流6.1V w =4.2m/sFr=0.212缓流优秀学习资料欢迎下载6.2hk 1 =0.47mhk 2 =0.73mh01=0.56m> hk 1 缓流h02=0.8m> hk缓流20 缓流V w6.3kk=3.34m/swk>V缓流h =1.56mVV=5.86m/s h> h6.5i K=0.00344> i 缓坡6.7L 很长时，水面由线为 C0 、b02 型。当 L 很短时，水面曲线可能为 C0、C2b或 C0、b2 型，当 L 较长时，水面曲线可能为

11、 C0、b2 或 b0、b2 型。图略。6.8提示： L 不同，水跃发生的位置不同。6.9提示：先求 h0=0.96m hK =0.61m h0>hK缓坡，故产生 a1型壅水曲线，在0.971.50间内插 h,求 s。6.10前段1 型，两闸门间1 型，后段 C1 型接水跃。6.11S =3497.9m6.12S =129.462m6.13进口断面 b=8mh=1.37m中间断面 b=6mh=0.82ms 进一中 49.71出口断面 b=4mh=1.07ms 中一出 50.18图略7水跃7.1h =0.301m17.2Fr 1 =9.04>9.0 强水跃h2=6.15m7.3Ej=

12、14.23mPj =6972.7Kw Ejj =0.40m E=14.63m K j=37.5m7.4j=6.73m02L=106 h =1.7m7.5h01=0.71mh02=1.55mhK=1.18mh01< hK < h02 水流由急流过渡缓流必产生水跃。设跃后水深为 h2= h02=1.55m 跃前水深 h1=0.87m。 h1h01 发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡处，以 h01=0.71m 和 h1=0.87m 作控制水深，推求S=55.8m，图略。8 堰流及闸孔出流8.1Q=0.77 m3/s8.2b=30.52m8.3Hd=17m堰顶高程 250.85mX c=28.

13、348mYc=21.89mr=18.588-37.175m取 r=25m 时，反弧园心点坐标'75.634m Y0 =45.85m D点坐标XD55.155mY DX 0=60.189m优秀学习资料欢迎下载E 点坐标 XE=75.634m Y E=70.85m图略当上游水位高程为267.0m 时， Q6167.8 m3/s当上游水位为269.0m 时 Q7565.2 m3/s当 Q6000 m3/s 时上游 266.53m8.4当下游 17.75 时Q 414.9 m3/s当下游 16.70 时Q702.2 m3/s8.5Q=8987.8 m3/s8.6H=2.7 2.5< &l

14、t;10 宽顶堰 Q91.5 m3/s (提示：考虑行进流速 V 0 的影H响)8.7 当8.5m 时，"3/s当 14下游0.66 h c =7.145mQ=202.44 m下游时 Q 157.9 m3/s 8.8 Q=24.84 m3/s8.9 B=5.8m8.10 e=1.07m8.11 Q=22.02 m3/s9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1c"远驱式水跃h =0.645mh c =4.21m9.2hc=0.31mh"c =1.89m 远驱式水跃9.31 求其跃后水深h "t远驱式水跃，如水跃从11 断面开始则以 h1=2.32m>

15、h所需下游水深为 ht=2.32m.9.4d=0.9m L =25.8mL=(0.7-0.8)Lj取 L=19mjKK9.5c"t产生远驱式水跃h =0.99mh c =14.3m>h坝高 C8.54m L K（ 61.270）m，取 LK=65m9.6l=142.9msi=0.074<ik=1 1 冲刷坑不会危及坝的安全。t =9.46m52.510 有压管中的非恒定流10.1T=1.24s>Ts 直接水击H 9.87ml= T=9.67m10.2提示：增速减压增速增压减速增压减速减压四个过程10.3阀门突然关闭时H 227.07m88960.5KN m3当管壁厚

16、度不变D400mm 时，P=1170.8 KNm210.4H 2 0 0 309.27m优秀学习资料欢迎下载10.5H 1A =75.2mH 2A =67m10.6t=0.71s v=0dv2=1.96 m/sdt11 明渠非恒定流11.1 tA =0.68h tB=0.768h11.2 第二时段波向下游传播，距1 断面距离为 2800m,每流段S4000m,共分 7个流段，每个断面的水位流量见下表断面12345678项目水位 2"504.8498.2491.2 484.2 477.5470.7464.2457.7流量 Q"2100197015901242100084076073512 液体运动的流场理论12.1恒定流有线变形、角变形，无旋转运动流线方程x2y2=C212.509 (x2y2 )P=P414 恒定平面势流14.1 u =u =-4=+c14.4AB =2 m3/s.m15 渗流15.1q=0.868cm3/s.m15.2h0/m3456Q/m3/s0.0002820.0002550.0002180.00016815.31.53m15.4q=2.36 ×10-5m3/s.m15