水力学课后习题答案

1、0绪论水静力学液体运动的流束理论液流型态及水头损失有压管中的恒定流明渠恒定均匀流明渠恒定非均匀流水跃堰流及闸孔出流泄水建筑物下游的水流衔接与消能有压管中的非恒定流明渠非恒定流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0绪论P=m3当=时du沁1.058UmdyH当=时du沁0.84UmdyHf=gh的量纲为LFf=184NK=xl08N/m2dp=x105N/m21水静力学Pc=m2h=PB-PA=m2PAK=m2PBK=m2g=h2=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。Pc=m2PM=KN/m2P2-px=m2y=rAA+rBBA+B

2、P=方向向下垂直底板P=019W=SWmax=S2g(H-h)1.10a=L当下游无水P=(f)P2=(!)当下游有水P=3136KN(f)P2=(!)T=当h3=0时T=当人3=人2=时T=00转轴距闸底的距离应为P=LD=(压力中心距水面的距离)P=P=总压力与水平方向夹角0=1428P=353KNP=方向向下H=3m5=F=(一)2液体运动的流束理论Q=sV=sh=w-2=2.35myP“=m2K1Q=sQ=sQ=sS点相对压强为一/cm2,绝对压强为cm2V3=sQ=sR=L)R=合力与水平方向夹角0=378R=L)R=L)R=(一)R=L)a=20=3lmv2F=RQ=%2gPR22

3、a=a=2.44mYb=4.44mYQ1Q1=Q(1+COSa)q2=12(1-cosa)R=2145KNa=5468m=T厂23分10秒TT厂23分10秒充3.液流型态及水头损失d增加，Re减小Re=2000紊流Re=64554500紊流5=0.0096cm0v2当u=v时yq0.577hu0-3xmQmin0.1654m3/st=33.24N/m20当Q=5000cm3/s时，Re=19450紊流丄二0.2光滑管区九二0.02750当Q=20000cm3/s时Re=78200紊流仝二0.775过渡粗糙区50九二0.026当Q=200000cm3/s时Re=780000紊流二7.1粗糙区九二

4、0.02350若l=100m时Q=5000cm3/s时hf=Q=2000cm3/s时hf=Q=200000cm3/s时hf=九=n=g=Q=sAh=Z=g=4有压管中的恒定流当门=时Q=m3/s当门=时Q=s当门=时Q=m3/s当门=时Q=m3/s当门=时Q=m3/s当门=时Q=m3/sQ=m3/sZ=max当门=时H=m当门=时H=mHt=n取Q=0.5m3/sh=5.1mvmaxn取时H=水柱高AQ严Q2=sV=H=Q2=m3/sQ3=m3/sQ1=m3/sQ2=m3/sQ3=m3/sH1=Q=m3/sP=m2BQ1=Q25明渠恒定均匀流V=sQ=m3/sQ=m3/sQ=m3/sh=h=b

5、=b=71mV=m/s大于V=m/s故不满足不冲流速的要求不冲当门=时i=v=当门=时i=当门=时i=当门=时i=i=1/3000V=shk缓流hmbhmbmi=vv2=Q1=sQ2=m3/s6V6Vw=sFr=缓流明渠恒定非均匀流h02=0.8mhk缓流hk=Vk=sVw=shkh0缓流VwV缓流iK=i缓坡L很长时，水面由线为C0、b0b2型。当L很短时，水面曲线可能为C0、C2或C。、b2型，当L较长时，水面曲线可能为C。、b2或b。、b2型。图略。提示：L不同，水跃发生的位置不同。提示：先求h0=hK=h0hK缓坡，故产生a1型壅水曲线，在间内插h,求As。前段a型，两闸门间a型，后段

6、C1型接水跃。Zas=1工AS=进口断面b=8mh=中间断面b=6mh=As=进一中出口断面b=4mh=As=图略中一出7水跃h1=Fr=强水跃h2=6.15m12E=P=E=E=K=jjjjjL=1O6oh_=j2h01=h02=hK=h01hKh01发生远驱水跃，即水跃发生在缓坡处，以h01=和h1=作控制水深，推求AS=，图略。堰流及闸孔出流Q=m3/sb=H=17m堰顶高程X=Y=dcc=取r=25m时，反弧园心点坐标X=75.634mY=45.85mD点坐标=55.155mY“=60.189m00DDE点坐标XE=YE=图略当上游水位高程为时，Q=m3/s当上游水位为时Q=m3/st

7、tAtB当Q当Q=6000m3/s时V=上游当V=时Q=m3/s当V=时下游下游Q=m3/s=ht远驱式水跃，如水跃从11断面开始则所需下游11t水深为ht=.d=Lj=LK=取LK=19mjKKhc=h=ht产生远驱式水跃cct坝高C=Lk=（70）m,取LK=65m9.6l=142.9mt=9.46mi=vik=1冲刷坑不会危及坝的安全。sk2.55有压管中的非恒定流T=Ts直接水击AH=Al=aT=提示：增速减压增速增压减速增压减速减压四个过程阀门突然关闭时AH=b=/m3当管壁厚度不变D=400mm时，AP=KN/m2AH200=AHA=HA=67m12dvt=v=0=m/s2dt明渠非恒定流第二时段波向下游传播，距1断面距离为2800m,每流段AS=4000m，共分7个流段，每个断面的水位流量见下表断面项目、12345678水位2”流量Q”2100197015901242100084076073512液体运动的流场理论恒定流有线变形、角变形，无旋转运动流线方程X2+y2=C29pP=P(x2+y2)0414恒定平面势流u=au=-a4=a+cAAB=2am3/15渗流q=h0/m3456Q/m3/sq=xl0-5m3/计算点123456hN/m12hf/