水力学课后习题答案.doc

精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流水力学课后习题答案.....精品文档......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0 绪论0.1 ρ＝816.33kg/m3 0.2 当y=0.25H时当y=0.5H时0.4 f = g0.5 h的量纲为[L]0.6 Ff＝184N0.7 K=1.96×108N/m2 dp=1.96×105N/m21 水静力学1.1 Pc=107.4KN/m2 h=0.959m1.2 PB-PA=0.52KN/m2 PAK=5.89KN/m2 PBK=5.37KN/m21.3 h1=2.86m h2=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4.28m1.4 Pc=27.439KN/m21.5 PM=750.68h KN/m21.6 P2-p1=218.05N/m21.7 P=29.53KN 方向向下垂直底板 P＝01.8 W=34.3rad/s Wmax=48.5rad/s1.9 a=1.12 当下游无水 Px=3312.4KN(→) P2=862.4KN(↓)当下游有水 Px=3136KN(→) P2=950.6KN(↓)1.13 T=142.9KN 1.14 当h3=0时T=131.56KN 当h3=h2=1.73m时 T＝63.7KN1.15 0－0转轴距闸底的距离应为1.2m1.16 P=4.33KN LD=2.256m(压力中心距水面的距离)1.17 P=567.24KN 1.19 P＝45.54KN 总压力与水平方向夹角＝14º28´1.20 Px=353KN Pz=46.18KN 方向向下1.21 H=3m1.22 =1.0cm1.23 F=25.87KN (←)2 液体运动的流束理论2.1 Q=211.95cm3/s V＝7.5cm/s2.2 hw=3.16m 2.3 =2.35m2.4 PK=63.8KN/m22.5 Q=0.00393m3/s2.6 Q=0.0611m3/s2.7 =0.9852.8 Q=0.058m3/s2.9 S点相对压强为－4.9N／cm2，绝对压强为4.9N/cm22.10 V3=9.9m/s Q=0.396m3/s2.11 Rx=391.715KN(→)2.12 R=3.567KN 合力与水平方向夹角＝37º8´2.13 Rx=98.35KN(→)2.14 Rx=2988.27KN(→)2.15 Rx=1.017KN(←)2.16 Rx =153.26KN(→)2.17 =2 2.18 F=2.19 Q=H2.52.20 F=CdL22.21 2.22 Q1=cos 2.23 R=2145KN =54º68´2.24 m=3.12kg2.25 T充＝24分34秒 T放＝23分10秒3. 液流型态及水头损失3.1 d增加，Re减小3.2 Re=198019.8>2000 紊流3.3 Re=64554>500紊流3.4 3.5 当 3.6 Q/s 3.7 当Q=5000cm3/s时，Re=19450紊流 光滑管区当Q＝20000cm3/s时 Re=78200紊流 过渡粗糙区 当Q＝200000cm3/s时 Re=780000紊流 粗糙区 若l＝100m时Q＝5000 cm3/s时 hf=0.006m Q=2000 cm3/s时 hf=0.09m Q＝200000 cm3/s时 hf=7.85m3.8 ＝0.0423.9 n=0.0113.10 =0.293.11 Q=0.004m3/s3.12 h=0.158m3.13 Z=11.1m3.14 =24.74 有压管中的恒定流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/s4.3 Q=0.0268 m3/s Z=0.82m4.4 当n=0.011时 H=7.61 m 当n=0.012时 H=7.0 m4.5 Ht=30.331m4.6 n取0.012 Q=0.5 m3/s h=5.1m4.7 n取0.0125时 H＝21.5m水柱高4.8 Q1=29.3L/s Q2=30.7L/s =135.21m4.9 H=0.9m 4.10 Q2=0.17 m3/s Q3=0.468 m3/s4.11 Q1=0.7 m3/s Q2=0.37 m3/s Q3=0.33 m3/s4.12 H1=2.8m4.13 Q=0.0105 m3/s P=10.57KN/m24.14 Q1=0.157 Q25 明渠恒定均匀流5.1 V=1.32m/s Q=0.65 m3/s5.2 Q=20.3 m3/s5.3 Q=241.3 m3/s5.4 h=2.34m5.5 h=1.25m5.6 b=3.2m5.7 b=71m V=1.5 m/s大于V不冲＝1.41 m/s 故不满足不冲流速的要求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=0.00425.9 i=1/3000 V=1.63m/s hk缓流h02=0.8m> hk缓流6.3 hk=1.56m Vk=3.34m/s Vw=5.86m/s hk > h0缓流 Vw>V缓流6.5 iK=0.00344> i缓坡6.7 L很长时，水面由线为C0、b0 b2型。

当L很短时，水面曲线可能为C0、C2或C0、b2型，当L较长时，水面曲线可能为C0、b2或b0、b2型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0.97~1.50间内插h,求6.10 前段ɑ型，两闸门间ɑ型，后段C1型接水跃6.11 =3497.9m6.12 =129.462m6.13 进口断面 b=8m h=1.37m 中间断面b=6m h=0.82m 进一中＝49.71 出口断面 b=4m h=1.07m 中一出＝50.18 图略7 水跃7.1 h1=0.301m7.2 Fr=9.04>9.0 强水跃 h2=6.15m7.3 Ej=14.23m Pj=6972.7Kw Ejj=0.40m E=14.63m Kj=37.5m7.4 Lj=6.73m =1060 h2=1.7m7.5 h01=0.71m h02=1.55m hK=1.18m h01< 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。

h1＞h01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8.1 Q=0.77 m3/s8.2 b=30.52m8.3 Hd=17m 堰顶高程250.85m Xc=28.348m Yc=21.89m r=18.588-37.175m取r=25m时，反弧园心点坐标 X＝75.634m Y=45.85m D点坐标XD＝55.155m YD=60.189m E点坐标XE=75.634m YE=70.85m 图略 当上游水位高程为267.0m时，Q＝6167.8 m3/s 当上游水位为269.0m时Q＝7565.2 m3/s 当Q＝6000 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 Q＝702.2 m3/s 8.5 Q=8987.8 m3/s 8.6 =2.7 2.5<<10 宽顶堰 Q＝91.5 m3/s (提示：考虑行进流速V0的影响)8.7 当下游＝8.5m时，＝0.66 h=7.145m Q=202.44 m3/s 当下游＝14时 Q＝157.9 m3/s 8.8 Q=24.84 m3/s 8.9 B=5.8m8.10 e=1.07m8.11 Q=22.02 m3/s 9 泄水建筑物下游的水流衔接与消能9.1 hc=0.645m h=4.21m 远驱式水跃9.2 hc=0.31m h=1.89m 远驱式水跃9.3 以h1求其跃后水深 h=2.32m>ht 远驱式水跃，如水跃从1－1断面开始则所需下游水深为ht=2.32m.9.4 d=0.9m Lj=25.8m LK=(0.7-0.8)Lj 取LK=19m9.5 hc=0.99m h=14.3m>ht 产生远驱式水跃 坝高C＝8.54m LK＝（61.2～70）m，取LK=65m9.6 l=142.9m ts=9.46m i=0.074

10 有压管中的非恒定流10.1 T=1.24s>Ts 直接水击 H＝9.87m l=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＝227.07m ＝88960.5KN／m3 当管壁厚度不变 D＝400mm时，P=1170.8 KN／m210.4 309.27m10.5 =7。