《水力学》作业题参考答案

1、水力学水力学Hydraulics3章-2-Hydraulics3章-3-解：620.0055.88 10m /s850（）Hydraulics3章-4-99/0.1%0.1%1.860.538 10/1%1%18.60.538 10dV VKdPdV VdPKdV VPMPadV VPMPa 当当解：假定压强为解：假定压强为0.5MPa。Hydraulics3章-5-0-40-1/10=0.14 101.75vvvdV VdTCCdVdTVL时，解：解：Hydraulics3章-6-Hydraulics3章-7-01.14900 1.1 1000 9.815.89kPaaaapppgpp（）解

2、：解： 相对压强为：相对压强为： -5.89（kPa）绝对压强为：绝对压强为： 98-5.89=92.11（kPa）Hydraulics3章-8-不同之原因：不同之原因：总压力为底面水压力与面总压力为底面水压力与面积的乘积，为压力体积的乘积，为压力体 。而支座反力与水。而支座反力与水体重量及箱体重力相平衡，而水体重量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为水的实际体积的重量 。解：（解：（1）总压力：）总压力：（2）支反力：）支反力：43 3352.8 kZPA pg （ N）1 1 1 3 3 39807 28274.7RWWWWgWWkN 总水箱箱箱箱Hydraulics3

3、章-9-02.3 1.22.5 1.22.5 1.43.0 1.4265.098265.0363aHgHgappggggpkPa解：解：Hydraulics3章-10-ABgh1gh1gh1gh2ABg(h2-h1)g(h2-h1)ABgh解：解：Hydraulics3章-11-KNFlFlhABFOAyFABFADFFAyIyyDKpapaAghFTTcTDPTPTcccDcP52.139 45cos)245sin(475. 2(5 .17645cos)(45cos A42. 43245sin33212145sin35 .176176526)23(3807. 910003解得：则有：即：，有

4、点取力矩分别对，则水的作用力和拉力设所需拉力为点：水作用力的作用点为小为：水对闸门的的作用力大解：解：Hydraulics3章-12-解：解：Hydraulics3章-13-021()76.1Hgphgg hhKPa （）2059.74xoPpApRKN334140.59.8072.56326zRPVggKN解：（1）确定半圆中心压强）确定半圆中心压强P0（kPa）（2）计算水平分量）计算水平分量Px（3）计算铅垂分力）计算铅垂分力PzHydraulics3章-14-Hydraulics3章-15-44421033xxxxxxyzuuuuauuuxyxyxytxyz551100033yyyyy

5、xyzuuuuauuuyytxyz33312033zzzzzxyzuuuuauuuxyxyxytxyz421161,2,31 2m /s33xa （）521321,2,32m/s33ya（）322161,2,31 2m /s33za （）222213.06 m/sxyzaaaa（）解：（解：（1）Hydraulics3章-16-Hydraulics3章-17-解：解：找到基准面找到基准面0-0，当阀门打开时，当阀门打开时，水流动，此时，从水流动，此时，从1-1到到2-2列能量方程列能量方程221122121 222wpvpvzzhgg2111212.14m,0,09.8072vpzpg221

6、205.5kPa0wzph，25.6/vm s22325.60.050.011/44QvdmsHydraulics3章-18-解：解：找到基准面找到基准面2263004.8929.8072 9.807AAAApvHzmg22B1.5401.55.6929.8072 9.807BBBpvHzmg22BABA0.41.56/0.2dvvm sdBAHHBAABhHydraulics3章-19-水h汞u3222 9.807 12.6 60 103.85(/ )Hgghpum s解：解：Hydraulics3章-20-d1d2hpHydraulics3章-21-Hd1d21D2DHydraulics3

7、章-22-Dd2DHydraulics3章-23-v2假设喷嘴对水流作用力为假设喷嘴对水流作用力为F F，方向向左。，方向向左。对水流喷嘴作用力为对水流喷嘴作用力为F FR R为为F F的作用力与反作用力。的作用力与反作用力。Hydraulics3章-24-Hydraulics3章-25-Hydraulics3章-26-Hydraulics3章-27-2244 16.30.256/0.153600Qvm sd220.256 0.15Re1921.6423000.264Re646410000.2560.743Re21921.640.152 9.8fvdl vhmdg，层流解：解：Hydrauli

8、cs3章-28-Hydraulics3章-29-B、海曾威廉公式法、海曾威廉公式法查表查表5-4，取，取 CHW = 95，算得相对粗糙，算得相对粗糙0.1290.1291.8520.1481.8520.148HW128.743128.743 0.30.04495603600DCQ（）计算沿程水头损失计算沿程水头损失22f6000.2360.0440.25m20.319.6lhDgvHydraulics3章-30-222221.89 2 9.8112.831.7mmvhghgv 由有Hydraulics3章-31-Hydraulics3章-32-smdQAQv/3 . 81 . 04065.

9、0422lhH0000022(3)22lfml vvhhhdgg弯阀2222208.3(3)30.0423 0.8 0.2638.92220.12 9.8ll vvlvH hmd ggdg 弯阀弯阀（）解：解： 列列1-1、2-2两断面的伯努利方程两断面的伯努利方程则则(课本后的答案为课本后的答案为43.9m)Hydraulics3章-33-解：以解：以0-0截面为基准面，列截面为基准面，列1-1、 2-2截面的伯努利方程截面的伯努利方程lhgvH2000021gvgvDdgvDdgvhgvdlgvDlgvdlhhhhmfmfl22)1 (5 . 02)1 (22222221212221222

10、21212221阀进Hydraulics3章-34-gvgvDdgvDdgvgvdlgvDlgvdlgvhgvHl22)1 ( 5 . 02)1 (2222222221212221222212122212121阀进1222vDdv 则则由连续方程可得由连续方程可得，代入上式，得，代入上式，得2124222152242221522422252251(1)0.5(1)2252/ 1(1)0.5(1)25100100 0.050.050.052 9.8 12/ 10.030.030.5(1)0.5 (120.050.20.20.lvHhgvllddddDDDglldddvgHdDDD进阀进阀2)5

11、=1.22/2m ssLsmdvQ/4 . 2/104 . 205. 0422. 1434221Hydraulics3章-35-Hydraulics3章-36-Hydraulics3章-37-sLsmgHdllAgHdlAvAQ/13.14/01413. 028 . 920 . 12 . 05 . 0075. 05302. 0075. 042)(23232121smdAQv/2 . 3075. 001413. 04401413. 022解：简单短管道水力计算特点，应用公式有解：简单短管道水力计算特点，应用公式有: :Hydraulics3章-38-lhgvgpz2021cpp1222122()

12、2(0.020.50.2)3.112 9.80.0752 9.8clabplvvvzhhgggdgm列断面列断面0-00-0、1-11-1伯努利方程伯努利方程又又 Hydraulics3章-39-Hydraulics3章-40-smdlgHvgvdlhgvzzHhgvzzll/29. 4)48. 0412. 0215. 08003. 01 (188 . 92)1 (22)1 (220002221221sdvVt33015. 0429. 425422解：列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程解：列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程Hydraulics3章-41-Hydrau

13、lics3章-42-100000212.29800MpHHmg25112525125222525222212121288 0.03 102484/9.80.188 0.03 20155/9.80.2()12.268 /2484 155lSsmgdlSsmgdHS QS QSS QHQL sSS解：可将本题看成简单长管串联的水力计算，不计流速水解：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。则作用水头头和局部水头损失。则作用水头注：课本答案为注：课本答案为58L/s，可能存在错误。，可能存在错误。Hydraulics3章-43- 由于不计由于不计流速水头和局部水头损失，故其总

14、水头线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。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。具体结果如下图所示。Hydraulics3章-44-qBHydraulics3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。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/s Q2=qB+QC=5+10=15L/s Q3=QC=10L/s H= a1l1Q12+ a2l2Q22+ a3l3 Q3 2 各管段的曼宁公式比阻由表各管段的曼宁公式比阻由表6-1查得，代入上

15、式查得，代入上式 H=9.33500.0252+434500.0152+3751000.012=10.1mHydraulics3章-46-lgHdgHdlAQ5422后后QQQalalSSQQ211211221解：本题属简单管道的水力计算。并联前：解：本题属简单管道的水力计算。并联前：并联后：并联后：Hydraulics3章-47-2222124521后后后后alQQalalQalQalQH26. 11016410105455252lgHdlHdgQQlHdgalHQ前后后又有又有Hydraulics3章-48-Hydraulics3章-49-21.23 1.2 26.48Ah bhmm22222132 1.258.367bhhmbhmm 0.7745ARm0.025n 2133616.48 0.77450.00023.1/0.025QRRiAmsn解：解： Hydraulics3章-50-2bh22Abhh24bhh2242hhRh231QARin23222hnQhi8311330.013 9.73.165220.001nQhi1.54hm3